正点原子Mini Linux—C语言驱动LED灯

现在终于可以使用习惯的C语言进行代码的编写了，但是在编写主要C语言代码之前，还是需要使用汇编进行一系列的准备操作，这和stm32每个项目的汇编启动文件相似。下面介绍详细的方法：

一、C语言运行环境的搭建

1、设置处理器模式

在正点原子之前的视频中有讲述过Cortex-A处理器具有9中运行模式，如下表所示：

这里需要先设置处理器为SVC模式，即超级管理员模式，而设置处理器模式就需要调节程序状态寄存器CPSR的M[4:0]这五位的数据了，不同数据对应的不同模式如下：

从该图可知要使处理器进入SVC模式，必须先通过汇编语言将CPSR的M[4:0]设置为10011，即0x13。因为这里是对CPSR这个特殊寄存器进行配置，要使用MRS（读）和MSR（写）这两个指令来进行操作。但我们知道我们只需要操作CPSR中的五位数据，所以我们要用到汇编语言的逻辑运算指令，详细说明可以参考开发指南ARM汇编基础，具体如下：

.global _start

_start:
	/* 设置处理器进入SVC模式 */
	mrs r0, cpsr		@ 读取cpsr到r0
	bic r0, r0, #0x1f	@ 清除cpsr的bit4~0
	orr r0, r0, #0x13	@ 设置为SVC模式
	msr cpsr, r0		@ 将设置好的r0写入到cpsr

2、设置sp指针

设置好了处理器模式之后，需要对sp指针进行设置（sp指针可以指向内如RAM，也可以指向DDR，这里将其指向了DDR）。设置栈大小为2MB = 0x200000，因为对于Cortex-A7栈是向下增长的，为了使其不越界DDR起始地址0x80000000，这里设置sp指针指向0x80200000。

	/* 设置sp指针 */
	ldr sp, = 0x80200000

3、跳转到C语言

这里是C语言环境构建的最后一步，在设置好处理器模式并初始化了sp指针之后，就可以使用C语言了，这里只需要进行一下跳转，具体的话可是使用b指令转跳到main函数。

	b main			@ 跳转到C语言main函数

这三段代码都在一.s文件下

二、C语言编写

在上述操作下，C语言的运行环境已经搭建完毕了，现在就可以编写LED的C代码了，这个实验很简单，只包括一个main.c和一个main.h文件，main.h里面主要对寄存器地址进行宏定义，在main.c中编写具体main函数实验LED的点亮和闪烁。

这里main.h的内容就不全部书写出来，用到的就是汇编驱动LED时的那些寄存器。这里主要还是volatile这个关键字，在我学习32时没有深入学习，因此在网上查阅了相关资料，大家可以参考用C语言宏定义寄存器地址解释 和 关键字 volatile

另外关于main.c的程序发开指南有详解，这里就不再赘述。

三、程序的编译链接

1、不使用链接脚本

接下来就是文件的编译和链接了，在之前写到的文章中没有具体说明其中命令里的细节，这对刚刚接触到Linux的我们来说还是有点不习惯的，文章结尾有具体介绍的链接供大家学习参考。除此之外，还可以自己在网上找一些makefile的文章看看（这里有自动化变量的知识）对具体代码的理解会有进一部的加深。
这里就直接上makefile代码：

objs = start.o main.o		# 定义变量（:= 和 = 有一些细微的差别，可自行查阅，在这里都可以使用）

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 > led.dis
%.o : %.s
	arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o &@ $<		# -Wall -nostdlib 优化

%.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

2、使用链接脚本

使用链接脚本可以自定义段/区域，能自由指定这些段的起始地址，这里使用到的段分别是.text，.data，.bss，.rodata。

段	意义
.text	代码段，存放程序执行代码的区域
.data	初始化的数据段，存放程序中已初始化的全局变量
.bss	未初始化的数据段，存放程序中未初始化的全局变量
.rodata	只读数据段，存放C语言中的字符串和宏定义常量

代码中的COMMON，经过网上的查找好像是普通符号，如果有知道的小伙伴可以评论补充。
连接脚本需要在.lds中书写，代码见开发指南。
在使用链接脚本的情况下，需要改变Makefile文件中的链接代码：

	arm-linux-gnueabihf -T<链接文件名> ledc.elf &^

例如 ：arm-linux-gnueabihf -Timx6ul.lds ledc.elf &^

四、其他知识链接

这里是一些指令的介绍：
arm-linux-gnueabihf-ld介绍
arm-linux-gnueabihf-objcopy介绍
arm-linux-gnueabihf-objdump介绍