【嵌入式Linux驱动开发学习-第二部分-第六讲-汇编LED驱动实验】

实验现象

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。

二、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初始化流程：**
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。
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。

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SRE(bit0)、速度Speed(bit7:6)、驱动能力DSE(bit5:3)、开漏、上下拉PUE(bit15:14)等。
④、配置GPIO功能，设置输入输出。设置GPIO1_DR寄存器bit3为1，也就是设置为输出模式。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。

GDIR方向：输入还是输出

三、汇编简介（只学我们需要的）

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是从存储器读取数据，STR就是将数据写入到存储器
LDR R0, =0X30
LDR R1, [R0] //R1保存了R0变量的值
LDR R0, =0X20 //R0寄存器保存了a变量的地址
STR R1, [R0] //str把R1的数据保存到R0里面
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。

写驱动->配置外设寄存器

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]

    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]

    ldr r0, =0x020c4084  @CCGR7
    str r1, [r0]

    /*配置 GPIO1_I003 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0x02E0068
     */
    ldr r0, =0x02E0068   @IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03
    ldr r1, =0x5         @要向写入的数据
    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_IO03为输出
     *GPIO1_GDIR地址为209_C004,设置GPIO1_GDIR寄存器bit3为1
     */
     ldr r0, =0x0209c004
     ldr r1, =0x8
     str r1, [r0]

     /*打开LED，也就是设置GPIO1_IO03设置为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。

Makefile

led.bin : led.s
	arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o
	arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0x87800000 led.o -o led.elf
	arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin
	arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis

clean:
	rm -rf *.o led.bin led.elf led.dis

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(我的时sdb,因为它有sdb1)
因此makefile后直接./imxdownload led.bin /dev/sdb
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。
JLINK?
① 6ULL支持JTAG，因为没有烧写算法，所以无法烧写
② Danshi1可以通过JTAG将bin文件下载到内部ram
③ 奇葩的问题，6ULL的JTAG口竟然和SAI复用，SAI连接了WM8960音频DAC。
④ 在嵌入式Linux开发中基本不适用JLINK，普通开发者
⑤ 我是用点灯，串口来调试程序。