汇编LED驱动实验(正点原子Linux第5讲笔记优化)
一、汇编LED原理分析
- 为什么要学习Cortex-A汇编：
- ①、需要用汇编初始化一些SOC外设。
- ②、使用汇编初始化DDR，I.MX6U不需要。
- ③、设置sp指针，一般指向DDR，设置好C语言运行环境。
1、·ALPHA开发板LED灯硬件原理分析：
- STM32 IO初始化流程：
- ①、使能GPIO时钟。
- ②、设置IO复用，将其复用为GPIO
- ③、配置GPIO的电气属性。
- ④、使用GPIO，输出高/低电平。
I.MX6ULL IO初始化：
①、使能时钟，CCGR0~CCGR6这7个寄存器控制着6ULL所有外设时钟的使能。为了简单，设置CCGR0~CCGR6这7个寄存器全部为0XFFFFFFFF，相当于使能所有外设时钟。
.global _start @全局标号
_start:
/*使能所有外设时钟 */
ldr r0, =0x020c4068 @CCGR0
ldr r1, =0xffffffff @要向CCGR0写入的数据
str r1, [r0] @将0xffffffff写入到CCGR0中
ldr r0, =0x020c406c @CCGR1
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4070 @CCGR2
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4074 @CCGR3
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4078 @CCGR4
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c407c @CCGR5
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4080 @CCGR6
str r1, [r0] ②、IO复用，将寄存器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03的bit3~0设置为0101=5，这样GPIO1_IO03就复用为GPIO。
/* 配置 GPIO1_IO03 PIN的复用为GPIO，也就是设置
* IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03=5
* IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器地址为0X020E0068
*/
ldr r0, =0x020E0068 @IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03
ldr r1, =0x5 @要写入的数据
str r1, [r0] @将5写入到IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03中③、寄存器IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03是设置GPIO1_IO03的电气属性。包括压摆率、速度、驱动能力、开漏、上下拉等。
/* 配置GPIO1_IO03的电气属性 也就是寄存器：
* IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03
* IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器地址为0x020e02f4
*
* 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/kepper
* bit13： 0 kepper
* bit15:14：00 100K下拉
* bit16： 0 关闭hys
*/
ldr r0, =0x020e02f4
ldr r1, =0x10b0
str r1, [r0]④、配置GPIO功能，设置输入输出。设置GPIO1_GDIR寄存器bit3为1，也就是设置为输出模式。
/* 设置GPIO
* 设置GPIO1_GDIR寄存器，设置GPIO1_GPIO03为输出
* GPIO1_GDIR寄存器地址为0x0209c004,设置GPIO1_GDIR寄存器bit3为1,
* 也就是设置GPIO1_IO03为输出。
*/
ldr r0, = 0x0209c004
ldr r1, = 0x8
str r1, [r0]设置GPIO1_DR寄存器的bit3，为1表示输出高电平，为0表示输出低电平。
/* 打开LED，也就是设置GPIO1_IO03为0
* GPIO1_DR寄存器地址为0x0209c000
*/
ldr r0, =0x0209c000
ldr r1, =0
str r1, [r0]
loop:
b loop 三、汇编简介
汇编由一条一条指令构成，指令就涉及到汇编指令。
- Int a，b;
- a=b;
- 假设a地址为0X20，b地址为0x30
- LDR R0, =0X30
- LDR R1, [R0]
- LDR R0, =0X20
- STR R1, [R0]
- 我们在使用汇编编写驱动的时候最常用的就是LDR和STR这两个指令。
四、编写驱动
；
.global _start @全局标号
_start:
/*使能所有外设时钟 */
ldr r0, =0x020c4068 @CCGR0
ldr r1, =0xffffffff @要向CCGR0写入的数据
str r1, [r0] @将0xffffffff写入到CCGR0中
ldr r0, =0x020c406c @CCGR1
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4070 @CCGR2
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4074 @CCGR3
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4078 @CCGR4
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c407c @CCGR5
str r1, [r0]
ldr r0, =0x020c4080 @CCGR6
str r1, [r0]
/* 配置 GPIO1_IO03 PIN的复用为GPIO，也就是设置
* IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03=5
* IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器地址为0X020E0068
*/
ldr r0, =0x020E0068 @IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03
ldr r1, =0x5 @要写入的数据
str r1, [r0] @将5写入到IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03中
/* 配置GPIO1_IO03的电气属性 也就是寄存器：
* IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03
* IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器地址为0x020e02f4
*
* 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/kepper
* bit13： 0 kepper
* bit15:14：00 100K下拉
* bit16： 0 关闭hys
*/
ldr r0, =0x020e02f4
ldr r1, =0x10b0
str r1, [r0]
/* 设置GPIO
* 设置GPIO1_GDIR寄存器，设置GPIO1_GPIO03为输出
* GPIO1_GDIR寄存器地址为0x0209c004,设置GPIO1_GDIR寄存器bit3为1,
* 也就是设置GPIO1_IO03为输出。
*/
ldr r0, = 0x0209c004
ldr r1, = 0x8
str r1, [r0]
/* 打开LED，也就是设置GPIO1_IO03为0
* GPIO1_DR寄存器地址为0x0209c000
*/
ldr r0, =0x0209c000
ldr r1, =0
str r1, [r0]
loop:
b loop
五、编译程序
- 1、编译程序
- ①、使用arm-linux-gnueabihf-gcc，将.c .s文件变为.o
- ②、将所有的.o文件连接为elf格式的可执行文件。
- ③、将elf文件转为bin文件。
- ④、将elf文件转为汇编，反汇编。
链接：
链接就是将所有.o文件链接在一起，并且链接到指定的地方。本实验链接的时候要指定链接起始地址。链接起始地址就是代码运行的起始地址。
对于6ULL来说，链接起始地址应该指向RAM地址。RAM分为内部RAM和外部RAM，也就是 DDR。6ULL内部RAM地址范围0X900000~0X91FFFF。也可以放到外部DDR中，对于I.MX6U-ALPHA开发板，512MB字节DDR版本的核心板，DDR范围就是0X80000000~0X9FFFFFFF。对于256MB的DDR来说，那就是0X80000000~0X8FFFFFFF。
本系列视频，裸机代码的链接起始地址为0X87800000。要使用DDR，那么必须要初始化DDR，对于I.MX来说bin文件不能直接运行，需要添加一个头部，这个头部信息包含了DDR的初始化参数，I.MX系列SOC内部boot rom会从SD卡，EMMC等外置存储中读取头部信息，然后初始化DDR，并且将bin文件拷贝到指定的地方。
Bin的运行地址一定要和链接起始地址一致。位置无关代码除外。
六、烧写bin文件
STM32烧写到内部FLASH。
6ULL支持SD卡、EMMC、NAND、nor、SPI flash等等启动。裸机例程选择烧写到SD卡里面。
在ubuntu下向SD卡烧写裸机bin文件。烧写不是将bin文件拷贝到SD卡中，而是将bin文件烧写到SD卡绝对地址上。而且对于I.MX而言，不能直接烧写bin文件，比如先在bin文件前面添加头部。完成这个工作，需要使用正点原子提供的imxdownload软件。
Imxdownload使用方法，确定要烧写的SD卡文件，我的是/dev/sdf。
给予imxdownload可执行权限：
Chmod 777 imxdownload
烧写：
./imxdownload led.bin /dev/sdf
Imxdownlaod会向led.bin添加一个头部，生成新的load.imx文件，这个load.imx文件就是最终烧写到SD卡里面去的。、
参考资料：《i.MX 6UltraLite Applications Processor Reference Manual》；
《I.MX6U 嵌入式 x Linux 驱动开发指南 V1.5 5. .1 1》