正点原子裸机开发之C语言点灯程序

一.  简介

本文针对 IMX6ULL 的裸机开发的（即不带Linux操作系统的开发）。

主要分两部分的工作：

1.  配置 C语言运行环境

2.  C 语言编写及运行

二.   配置C语言运行环境

配置 C 语言运行环境的工作分 三部分。如下：

1.  设置处理器模式

2.  设置 sp 指针

3. 跳转到 C 语言

接下来具体介绍配置 C 语言运行环境的工作。

1.  设置处理器模式

设置6ULL处于SVC模式下。

设置 CPSR 寄存器（即程序状态寄存器）的 bit[4-0]，就是 M[4:0] 为10011=0X13。

读写状态寄存器需要用到 MRS 和 MSR 指令（即汇编指令）。

MRS 指令：

MRS 将 CPSR 寄存器数据读出到通用寄存器里面。

MSR 指令：

MSR 指令将通用寄存器的值写入到 CPSR 寄存器里面去。

2.  设置sp指针

sp 指针，即栈指针。C 语言运行需要入栈/出栈，入栈/出栈就需要 sp 指针。通过 sp 指针指定一段栈内存。

sp 可以指向内部 RAM，也可以指向 DDR，我们将其指向 DDR。

Sp设置到哪里？

512MB 的范围 0x80000000~0x9FFFFFFF。我们这里决定分配栈大小为 0x200000=2MB。处理器栈增长方式，对于 cortex-A7 而言，栈地址向下增长的。设置 sp 指向 0x80200000。

栈地址向下增长，如下图所示：

可以看出，首地址不能为 0x80000000，地址向下增长会在 0x7XXXXXXX 这样的地址。非法的内存地址，则代码运行就崩溃了。

注意：根据处理器的栈的增长方向，来设置 sp 指针，否则会出错。

3.  跳转到 C 语言

使用 b 指令，跳转到 C 语言函数，比如 main 函数。

三.   汇编实现

在做  嵌入式开发时，需要了解处理器的启动方式。恩智浦这款芯片 在 x.bin 文件中加的头信息对 DDR 进行了初始化。

如果使用其他处理器，一定要看处理器的启动方式。如果处理器没法初始化 DDR，那么就需要程序员手动初始化 DDR ，即在设置 sp 指针之前初始化 DDR，否则，无法将 sp 指针设置到  DDR 地址中。

配置 C 语言运行环境的汇编代码实现入下：

汇编语言文件命名为 start.s。代码如下：

.global _start  		/* 全局标号 */

/*
 * 描述：	_start函数，程序从此函数开始执行，此函数主要功能是设置C
 *		 运行环境。
 */
_start:

	/* 进入SVC模式 */
	mrs r0, cpsr
	bic r0, r0, #0x1f 	/* 将r0寄存器中的低5位清零，也就是cpsr的M0~M4 	*/
	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 					*/

	ldr sp, =0X80200000	/* 设置栈指针			 */
	b main				/* 跳转到main函数 		 */

以上汇编语言实现了配置 C 语言运行的环境。之后 即可再写 C 源码，然后，编译链接。烧录 SD 卡后即可在开发板运行了。

运行原理：以上的 汇编代码首先会执行，之后进入 C 语言的 main 函数执行 C 代码部分。