Linux之ARM（MX6U）裸机汇编LED驱动实验--编译驱动

前言

我们是要编译出在 ARM 开发板上运行的可执行文件，所以要使用交叉编译器 arm-linux-gnueabihf-gcc 来编译。

交叉编译链的安装参考另外一篇博文：交叉编译链的安装

编译代码

本试验就一个 leds.s 源文件，所以编译比较简单。

源文件代码（leds.s）：

.global _start @全局标号

_start:
    /*使能所有外设时钟 */
    LDR R0 , =0x020c4068  @CCGR0 
    LDR R1 , =0xffffffff  @要想CCGR0写入的数据
    STR R1 , [R0]         @将R1的值写入到R0中
    
    LDR R0 , =0x020c406c  @CCGR1
    STR R1 ,[R0]

    LDR R0 , =0x020c4070  @CCGR1
    STR R1 ,[R0]

    LDR R0 , =0x020c4074  @CCGR1
    STR R1 ,[R0]

    LDR R0 , =0x020c4078  @CCGR1
    STR R1 ,[R0]

    LDR R0 , =0x020c407c  @CCGR1
    STR R1 ,[R0]

    LDR R0 , =0x020c4080  @CCGR1
    STR R1 ,[R0]

    /*配置 GPIO_I003  PIN的复用为GPIO
    * IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 = 0101 =5
    * IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器的地址为0x020E_0068
    */
    LDR R0 , =0x020E0068  @IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03
    LDR R1 , =0x5          @要写入的数据
    STR R1 , [R0]          @将5写入IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03

    /*配置 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03的电器属性
    * IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03的地址时0x020E_02F4
    * bit0 :    0 低速率
    * bit5-3:   110 R0/6  驱动能力
    * bit7-6:   10 100MHz速度
    * bit11:    0 关闭开路输出
    * bit12:    1 使能pull/keeper
    * bit15-14: 00 100K下拉
    * bit16:    0 关闭hys    
    * 向寄存器IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03写入 0x10b0
    */

    LDR R0 , = 0x020E02F4
    LDR R1 , = 0x10b0
    STR R1 ,[R0]

    /*设置GPIO功能
     *设置GPIO1_GDIR寄存器  设置GPIO1_GPIO03为输出
     *寄存器GPIO_GDIR的地址是  0x0209C004
     * 设置GPIO1_GDIR寄存器bit3为1也就是GPIO1_GPIO03为输出
     */
    LDR R0 , = 0x0209C004
    LDR R1 , = 0x8
    STR R1 ,[R0]

    /*打开LED，也就是设置GPIO1_GPIO03为0 
     *GPIO1_DR 寄存器地址为0x0209C000
    */

    LDR R0 , = 0x0209C000
    LDR R1 , =0
    STR R1 ,[R0]

loop:
    b loop

1.把 .s 文件编译成 .o文件

arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o

其中“-g”选项是产生调试信息，GDB 能够使用这些调试信息进行代码调试。“-c”选项是编译源文件，但是不链接。“-o”选项是指定编译产生的文件名字，这里我们指定 led.s 编译完成以后的文件名字为 leds.o。执行上述命令以后就会编译生成一个 leds.o 文件

2.把 .o文件编译成连接文件 .elf

arm-linux-gnueabihf-ld 用来将众多的.o 文件链接到一个指定的链接位置。

代码要运行，那就必须处于运行地址处，否则代码肯定运行出错。比如 I.MX6U 支持 SD 卡、EMMC、NAND 启动，因此代码可以存储到 SD 卡、EMMC 或者 NAND 中，但是要运行的话就必须将代码从 SD 卡、EMMC 或者NAND 中拷贝到其运行地址(链接地址)处，“存储地址”和“运行地址”可以一样

裸机例程都是烧写到 SD 卡中，上电以后 I.MX6U 的内部 boot rom 程序会将可执行文件拷贝到链接地址处，这个链接地址可以在 I.MX6U 的内部 128KB RAM 中(0X900000~0X91FFFF)，也可以在外部的 DDR 中。

我们把链接地址都放在 DDR中，链接起始地址为 0X87800000。I.MX6U-ALPHA 开发板的DDR 容量有两种：512MB 和256MB，起始地址都为 0X80000000，只不过 512MB 的终止地址为 0X9FFFFFFF，而 256MB 容量的终止地址为 0X8FFFFFFF。之所以选择 0X87800000 这个地址是因为后面要讲的 Uboot 其链接地址就是 0X87800000，这样我们统一使0X87800000 这个链接地址，不容易记混。

确定了链接地址以后就可以使用 arm-linux-gnueabihf-ld 来将前面编译出来的 led.o 文件链
接到 0X87800000 这个地址，使用如下命令：

arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf

上述命令中-Ttext 就是指定链接地址，“-o”选项指定链接生成的 elf 文件名，这里我们命名
为 led.elf。上述命令执行完以后就会在工程目录下多一个 led.elf 文件

led.elf 文件也不是我们最终烧写到 SD 卡中的可执行文件，我们要烧写的.bin 文件，因此还需要将 led.elf 文件转换为.bin 文件，这里我们就需要用到 arm-linux-gnueabihf-objcopy 这个工具
了。

3.arm-linux-gnueabihf-objcopy 格式转换生成bin文件

arm-linux-gnueabihf-objcopy 更像一个格式转换工具，我们需要用它将 led.elf 文件转换为
led.bin 文件，命令如下：

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin

上述命令中，“-O”选项指定以什么格式输出，后面的“binary”表示以二进制格式输出，选项“-S”表示不要复制源文件中的重定位信息和符号信息，“-g”表示不复制源文件中的调试信息。上述命令执行完成以后，工程目录如图

至此我们终于等到了想要的东西—led.bin 文件。

4.arm-linux-gnueabihf-objdump 反汇编

大多数情况下我们都是用 C 语言写试验例程的，有时候需要查看其汇编代码来调试代码，因此就需要进行反汇编，一般可以将 elf 文件反汇编，比如如下命令：

arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis

上述代码中的“-D”选项表示反汇编所有的段，反汇编完成以后就会在当前目录下出现一个名为 led.dis 文件

可以看出 led.dis 里面是汇编代码，而且还可以看到内存分配情况。在0X87800000 处就是全局标号_start，也就是程序开始的地方。通过 led.dis 这个反汇编文件可以明显的看出到我们的代码已经链接到了以 0X87800000 为起始地址的区域。

这些命令一条条的敲太麻烦了，我们把它整理成一个Makefile文件

5.整理成makefile文件

是用“touch”命令在工程根目录下创建一个名为“Makefile”的文件，如图

创建好 Makefile 文件以后就需要根据 Makefile 语法编写 Makefile 文件了：

led.bin:led.s
	arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o
	arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf
	arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin
	arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis
clean:
	rm -rf *.o led.bin led.elf led.dis

注意： Makefile 命令前一定要是tab键形成的四个空格

创建好 Makefile 以后我们就只需要执行一次“make”命令即可完成编译