嵌入式学习笔记（12）汇编写启动代码之设置栈和调用C语言

C语言运行时需求和栈的意义

“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。

C语言和栈的关系：C语言中的局部变量都是用栈来实现的。如果我们汇编部分没有给C部分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，整个程序就会死掉了。（C语言需要汇编设置栈空间来实现局部变量）

我们编写单片机程序时（譬如51单片机）或者编写应用程序时并没有设置栈，但C程序还是可以运行。原因是：在单片机中由于硬件初始化时提供了一个默认可用的栈；在应用程序中我们编写的C程序其实并不是全部，编译器（gcc）在链接时会帮我们自动添加一个头，这个头就是一段引导我们C程序能够执行的一段汇编实现的代码，这个代码中就帮我们的C程序设置了栈及其他的运行时需要。

CPU的7种工作模式和各种模式下的栈

在ARM的7种工作模式下，每种工作模式都有自己独立的SP寄存器（r13）。这种设计的原因是：

如果各个模式都使用同一个sp，那么就意味着整个程序（操作系统内核程序、用户自己编写的应用程序）都是同一个栈。你的应用程序如果一旦出错（譬如栈溢出），就会连累操作系统的栈也损坏，整个OS的程序就会崩溃。这样的OS设计是非常脆弱的，不合理的。

解决方案就是各种模式下用不同的栈。我们的操作系统内核使用自己的栈，应用程序也使用自己独立的栈，这个各是各的，互不影响。

我们现在要设置栈，要先找到自己的模式，然后设置自己的模式下的栈到合理合法的位置即可。

注意：系统在复位后默认是进入SVC模式的

我们如何访问SVC模式下的SP呢？先把模式设置为SVC，再直接操作SP。但因为系统复位后就是SVC模式，所以直接设置SP即可。

查阅文档并设置栈指针至合法位置

栈必须是当前一段可用内存（可用的意思就是这个地方必须有被初始化过可用访问的内存，而且这个内存只会被我们用作栈，不会被其他程序征用）

当CPU刚复位或启动，外部DRAM尚未初始化，目前可用的内存只有iSRAM（因为它不需要初始化即可使用）。因此我们只能在iSRAM中找一段内存来作为SVC的栈。

在ARM中，ATPCS（ARM关于程序应该怎么实现的一个规范）要求使用满减栈，所以基本都是满减栈。。

满减栈：

进栈：先向下移动指针再存放数据 出栈：先出数据再向上移动指针

结合iROM_application_note中的iRAM的memery map，可知SVC栈应该设置为0xD0037D80

3.2.4汇编程序和C程序的互相调用

bl cfunction

3.2.5 C函数的编写和被汇编调用

在工程中新建并添加一个C源文件（led.c），注意添加时要修改Makefile

在汇编启动代码中设置好栈后用bl xxx的方式来调用C中的函数xxx

3.2.6使用C语言来访问寄存器的方法

寄存器的地址类似于内存地址（I/O与内存统一编址的），所以这里的问题是用C语言读写寄存器，就是C语言来读写内存地址。用C语言来访问内存，就要用到指针。

unsigned int *p = (unsigned int *)0xE0200240;

*p = 0x11111111;

简化为：

*((unsigned int *)0xE0200240) = 0x11111111;

神奇的volatile

volatile的作用是让程序在编译时，编译器不对程序做优化。优化有时候是OK的，但有时候是自作聪明。如果你的一个变量是易变的，不希望编译器帮忙优化，就在这个变量定义时加volatile。

总结

C和汇编函数的互相调用（函数名和汇编标号的真实意义）

C语法对内存访问的封装方式（使用指针来访问内存的技巧）

汇编的意义（起始代码&效率关键部位）

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