汇编写启动代码之设置栈和调用C语言

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本文使用的开发板是九鼎创展的X210 iNand版本。

 

一、预备知识

 

1、C语言运行时和栈

（1）C语言运行时需要

C语言运行时（runtime）需要一定的条件，这些条件由汇编来提供。C语言运行时主要是需要栈。

 

（2）C语言与栈的关系

C语言中的局部变量都是用栈来实现的，如果汇编部分没有给C语言预先设置合理合法的栈地址，那么C代码中定义的局部变量就会落空，整个C程序就不能运行。

 

2、CPU模式和各种模式下的栈

（1）在ARM的37个寄存器中，每种模式下都有自己的独立的SP寄存器（r13）。

（2）我们要设置栈，不可能而且也没有必要去设置所有的栈。我们先要找到当前的模式，然后设置该模式下的栈到合理合法的位置即可。

（3）系统在复位后默认是进入SVC模式。

（4）我们先把模式设置为SVC，再直接操作SP，即可访问SVC模式下的SP。因为复位后就已经是SVC模式了，所以直接设置SP即可。

 

3、设置栈指针

（1）栈必须是当前一段可用的内存，这个内存必须是被初始化过可以访问的内存，而且这个内存只会被用作栈，不会被其他程序占用。

（2）当前CPU刚复位，外部的DRAM尚未初始化，目前可用的内存只有内部的SRAM（不需初始化即可使用），因此只能在SRAM中找一段内存来作为SVC的栈。

（3）在ARM中，ATPCS要求使用满减栈

 

二、查阅iROM Application Note文档

 

 

由上图可知SVC栈应该设置为0xD0037D80。

 

三、代码实现

 

#define SVC_STACK 0xD0037D80

.global _start					
_start:
	ldr sp, =SVC_STACK
	
    b .

 

四、汇编调用C函数，实现LED闪烁效果

 

（1）led.c

#define GPJ0CON	 0xE0200240
#define GPJ0DAT	 0xE0200244

#define rGPJ0CON *((volatile unsigned int *)GPJ0CON)
#define rGPJ0DAT *((volatile unsigned int *)GPJ0DAT)

void delay(void);

void led_blink(void) {
	rGPJ0CON = 0x11111111;
	
	while(1) {
		// led亮
		rGPJ0DAT = ((0<<3) | (0<<4) | (0<<5));
		// 延时
		delay();
		// led灭
		rGPJ0DAT = ((1<<3) | (1<<4) | (1<<5));
		// 延时
		delay();
	}
}

void delay(void) {
	volatile unsigned int i = 900000;		
	while (i--);							
}

 

（2）Makefile

led.bin: start.o led.o
	arm-linux-ld -Ttext 0x0 -o led.elf $^
	arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin
	arm-linux-objdump -D led.elf > led_elf.dis
	gcc mkv210_image.c -o mkx210
	./mkx210 led.bin 210.bin
	
%.o : %.S
	arm-linux-gcc -o $@ $< -c -nostdlib

%.o : %.c
	arm-linux-gcc -o $@ $< -c -nostdlib

clean:
	rm *.o *.elf *.bin *.dis mkx210 -f

 

（3）start.S

#define SVC_STACK	0xD0037D80

.global _start					
_start:
	ldr sp, =SVC_STACK

	bl led_blink					
	
	b .