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前言
提示:以下是本篇文章正文内容
一、C语言环境搭建
阿尔法开发板没有像STM32那样有着已经写好的底层(C语言环境搭建,寄存器初始化…), 我们一般在开始部分用汇编来初始化一下 C 语言环境,比如初始化 DDR、设置堆栈指针 SP ,然后就可以进入C语言运行环境,进入main()函数,执行工作。
1.设置处理器模式
设置阿尔法处于SVC模式(Supervisor(SVC) 超级管理员模式,特权模式,供操作系统使用)下
CPSR(程序状态寄存器):该寄存器包含了条件标志位、中断禁止位、当前处理器模式标志等一些状态位以及一些控制位
所以要使用SVC模式,我们要设置CPSR寄存器的bit4-0,也就是M[4:0]为10011=0X13
CPSR不是普通的寄存器读写不能用LDR,读写状态寄存器必须用到MRS和MSR指令(MRS将CPSR寄存器数据读出到通用寄存器里面,MSR指令将通用寄存器的值写入到CPSR寄存器里面去)
@进入SVC模式
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1f @将r0寄存器中的低5位清零,为了不影响其他位
orr r0, r0, #0x13 @r0或上0x13,表示使用SVC模式
msr cpsr, r0 @将r0 的数据写入到cpsr_c中
2.设置SP指针
Sp可以指向内部RAM,也可以指向DDR将其指向DDR
512MB的范围0x80000000~0x9FFFFFFF。栈大小,0x200000=2MB。处理器栈增长方式,对于A7而言是向下增长的。设置sp指向0x80200000
设置指令:
ldr sp, =0X80200000 @设置栈指针
注:这里并没有初始化DDR, 前面我们知道DCD 数据包含了 DDR 配置参数, MX6U 内部的 Boot ROM 会读取 DCD 数据中的 DDR 配置参数然后完成 DDR 初始化的
3.跳转main
使用b指令,跳转到main函数
b main @跳转到main函数
二、C语言编写
1.寄存器设置
使用C语言来编程,还要定义寄存器的地址
/*
* CCM相关寄存器地址
*/
#define CCM_CCGR0 *((volatile unsigned int *)0X020C4068)
#define CCM_CCGR1 *((volatile unsigned int *)0X020C406C)
#define CCM_CCGR2 *((volatile unsigned int *)0X020C4070)
#define CCM_CCGR3 *((volatile unsigned int *)0X020C4074)
#define CCM_CCGR4 *((volatile unsigned int *)0X020C4078)
#define CCM_CCGR5 *((volatile unsigned int *)0X020C407C)
#define CCM_CCGR6 *((volatile unsigned int *)0X020C4080)
/*
* IOMUX相关寄存器地址
*/
#define SW_MUX_GPIO1_IO03 *((volatile unsigned int *)0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03 *((volatile unsigned int *)0X020E02F4)
/*
* GPIO1相关寄存器地址
*/
#define GPIO1_DR *((volatile unsigned int *)0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR *((volatile unsigned int *)0X0209C004)
#define GPIO1_PSR *((volatile unsigned int *)0X0209C008)
#define GPIO1_ICR1 *((volatile unsigned int *)0X0209C00C)
#define GPIO1_ICR2 *((volatile unsigned int *)0X0209C010)
#define GPIO1_IMR *((volatile unsigned int *)0X0209C014)
#define GPIO1_ISR *((volatile unsigned int *)0X0209C018)
#define GPIO1_EDGE_SEL *((volatile unsigned int *)0X0209C01C)
volatile 关键字是一种类型修饰符,声明的类型变量表示可以被某些编译器未知的因素更改
volatile 提醒编译器它后面所修饰的变量随时都有可能改变,因此编译后的程序每次需要存储或读取这个变量的时候,都会直接从变量地址中读取数据
如果没有 volatile 关键字,则编译器可能优化读取和存储,可能暂时使用寄存器中的值,如果这个变量由别的程序更新了的话,将出现不一致的现象
所以volatile关键字声明的变量,编译器对访问该变量的代码就不再进行优化,从而可以提供对特殊地址的稳定访问
(volatile unsigned int *)0X020C4068: 将地址0X020C4068强制转化为int型指针
*((volatile unsigned int *)0X020C4068): 指向该地址的值的变量
以上代码都可以写在main.h里面
2.主程序编写
主程序的编写和前面汇编编写的流程一样:
1.使能 GPIO 对应的时钟
void clk_enable(void)
{
CCM_CCGR0 = 0xffffffff;
CCM_CCGR1 = 0xffffffff;
CCM_CCGR2 = 0xffffffff;
CCM_CCGR3 = 0xffffffff;
CCM_CCGR4 = 0xffffffff;
CCM_CCGR5 = 0xffffffff;
CCM_CCGR6 = 0xffffffff;
}
2.设置寄存器 IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_XX_XX,设置 IO 的复用功能,使其复用为 GPIO 功能
3.设置寄存器 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_XX_XX,设置 IO 的上下拉、速度的属性
4.配置 GPIO,设置输入/输出、是否使用中断、默认输出电平
void led_init(void)
{
/* 1、初始化IO复用 */
SW_MUX_GPIO1_IO03 = 0x5; /* 复用为GPIO1_IO03 */
/* 2、、配置GPIO1_IO03的IO属性
*bit 16:0 HYS关闭
*bit [15:14]: 00 默认下拉
*bit [13]: 0 kepper功能
*bit [12]: 1 pull/keeper使能
*bit [11]: 0 关闭开路输出
*bit [7:6]: 10 速度100Mhz
*bit [5:3]: 110 R0/6驱动能力
*bit [0]: 0 低转换率
*/
SW_PAD_GPIO1_IO03 = 0X10B0;
/* 3、初始化GPIO */
GPIO1_GDIR = 0X0000008; /* GPIO1_IO03设置为输出 */
/* 4、设置GPIO1_IO03输出低电平,打开LED0 */
GPIO1_DR = 0X0;
}
三、编译下载
1.编写Makefile
Makefile 里面是由一系列的规则组成的,规则格式
目标…… : 依赖文件集合……
<\t>命令 1
<\t>命令 2
(必须有一个Tab键)
Makefile自动化变量
objs := start.o main.o
ledc.bin:$(objs)
arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 -o ledc.elf $^
arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S ledc.elf $@
arm-linux-gnueabihf-objdump -D -m arm ledc.elf > ledc.dis
%.o:%.s
arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o $@ $<
%.o:%.S
arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o $@ $<
%.o:%.c
arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o $@ $<
clean:
rm -rf *.o ledc.bin ledc.elf ledc.dis
变量 objs, objs 包含着要生成 ledc.bin 所需的文件: start.o 和 main.o,也就是当前工程下的 start.s 和 main.c 这两个文件编译后的.o 文件
注:链接时 start.o 要在最前面,因为 start.o 是最先要执行的文件
目的是生成最终的可执行文件 ledc.bin, ledc.bin 依赖 start.o 和 main.o
如果当前工程没有 start.o 和 main.o 就会找到相应的规则去生成 start.o 和 main.o
$^的意思是所有依赖文件的集合,指 objs 变量的值:start.o 和 main.o
$@的意思是目标集合,指“ledc.bin”
$<的意思是依赖目标集合的第一个文件
2.链接脚本
使用Makefile编译整个工程时需要我们指定链接的地址,
arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 -o ledc.elf $^
通过-Ttext,所有的文件都会链接到0X87800000为起始地址的区域
其实,我们还可以将不同的数据链接到指定的区域(段),这就需要使用到链接脚本
假设代码要被链接到 0X10000000 地址,数据要被链接到0X30000000
SECTIONS
{
. = 0X10000000;
.text : {
*(.text)}
. = 0X30000000;
.data ALIGN(4) : {
*(.data) }
.bss ALIGN(4) : {
*(.bss) }
}
SECTIONS:关键字,后面有一对大花括号
每个命令是一个带有参数的关键字或者一个对符号的赋值,使用分号分隔命令
特殊符号“.”:在链接脚本里叫做定位计数器,默认的定位计数器为 0
一般编译出来的代码都包含在 text、 data、 bss 和 rodata 这四个段内
.text是段名,后面的冒号是语法要求必须有,也要有空格隔开,冒号后面的大括号里面填上要链接到“.text” 这个段里面的所有文件,
*(.text)中的 *是通配符,表示所有输入文件的.text段都放到.text中
同样的,.data也同样是一个段,ALIGN(4)表示 4 字节对齐,也就是说.data的起始地址要能被 4 整除,一般常见的都是 ALIGN(4)或者 ALIGN(8),也就是 4 字节或者 8 字节对齐
.bss段存放没有被初始化的变量
本工程中的链接脚本
SECTIONS
{
. = 0X87800000;
.text :
{
start.o
main.o
*(.text)
}
.rodata ALIGN(4) : {
*(.rodata*)}
.data ALIGN(4) : {
*(.data) }
__bss_start = .;
.bss ALIGN(4) : {
*(.bss) *(COMMON) }
__bss_end = .;
}
注:设置链接到开始位置的文件为start.o,因为 start.o 里面包含着第一个要执行的指令,所以一定要链接到最开始的地方
__bss_start和__bss_end只是一个符号,保存.bss 段的起始地址和结束地址,其值为定位符“.”,要对.bss 段的变量清零的(没有初始化的数据),因此需要知道.bss 段的起始和结束地址,这样我们直接对这段内存赋 0 即可完成清零
同时.bss 段的起始地址和结束地址就保存在“__bss_start”和“__bss_end”中,可以直接在汇编或者 C 文件里面使用这两个符号
然后在修改Makefile文件,将ld链接命令修改为如下命令
arm-linux-gnueabihf-ld -Timx6ul.lds -o ledc.elf $^
3.程序下载
将汇编工程中的imxdownload拷贝到该工程下
使用imxdownload下载到SD卡
查看SD挂载磁盘命令
ls /dev/sd*
下载命令
./imxdownload ledc.bin /dev/sdb
总结
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