Linux系統(tǒng)中匯編語言來實(shí)現(xiàn)芯片外設(shè)的初始化

? ?大家好，我是ST。

? ?今天主要和大家聊一聊，如何使用匯編語言來實(shí)現(xiàn)芯片外設(shè)的初始化功能。

第一步：硬件原理分析

? ? ?觀察開發(fā)板的原理圖，可以知道，如下圖所示：

? ? ? 從原理圖中可知，硬件時接到了GPIO1_IO03的引腳輸出低電平（0）的時候發(fā)光二極管LED0就會導(dǎo)通點(diǎn)亮，當(dāng)GPIO1_IO03輸出高電平（1）的時候發(fā)光二極管LED0不會導(dǎo)通，因此LED0就不會亮。

第二：實(shí)驗(yàn)程序編寫方法

1、使能GPIO1時鐘

? ? ?GPIO1的時鐘由CCM_CCGR1的bit27和bit26這兩個位控制，將這兩個位設(shè)置為11即可。

2、設(shè)置GPIO1_IO03的復(fù)用功能

? ? ?找到GPIO1_IO03的復(fù)用寄存器“IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03”的地址為0X020E0068,然后設(shè)置此寄存器，將GPIO1_IO03這個IO復(fù)用為GPIO功能，也就是ALT5。

3、配置GPIO1_IO03

? ? ?找到GPIO1_IO03的配置寄存器“IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03”的地址為0X020E02F4，根據(jù)實(shí)際情況，配置此寄存器。

4、設(shè)置GPIO

? ? ? 將GPIO1_IO03復(fù)用為GPIO功能，所以我們需要配置GPIO。

? ? ? ? 實(shí)驗(yàn)中需要將GPIO1_IO03作為輸出功能的，因此GPIO1_GDIR的bit3要設(shè)置為1，表示輸出。

5、控制GPIO的輸出電平

? ? ?經(jīng)過前面的步驟，GPIO1_IO03已經(jīng)配置好了，只需要向GPIO1_DR寄存器的bit3寫入0即可控制GPIO1_IO03輸出低電平，打開 LED，向 bit3 寫入 1 可控制 GPIO1_IO03 輸出高電平，關(guān)閉 LED。

第三：匯編代碼具體實(shí)現(xiàn)

?

 .global _start /* 全局標(biāo)號 */
?
?/*
?*?描述：?_start 函數(shù)，程序從此函數(shù)開始執(zhí)行此函數(shù)完成時鐘使能、
?* GPIO 初始化、最終控制 GPIO 輸出低電平來點(diǎn)亮 LED 燈。
?*/
?_start:
?/*?例程代碼?*/
?/*?1、使能所有時鐘?*/
?ldr?r0,?=0X020C4068?/*?寄存器?CCGR0?*/
 ldr r1, =0XFFFFFFFF 
 str r1, [r0] 
 ldr r0, =0X020C406C /* 寄存器 CCGR1 */
 str r1, [r0]


 ldr r0, =0X020C4070 /* 寄存器 CCGR2 */
 str r1, [r0]
?ldr?r0,?=0X020C4074?/*?寄存器?CCGR3?*/
?str?r1,?[r0]
 ldr r0, =0X020C4078 /* 寄存器 CCGR4 */
?str?r1,?[r0]?
?ldr?r0,?=0X020C407C?/*?寄存器?CCGR5?*/
?str?r1,?[r0]
?
?ldr?r0,?=0X020C4080?/*?寄存器?CCGR6?*/
?str?r1,?[r0]
?


?/*?2、設(shè)置?GPIO1_IO03?復(fù)用為?GPIO1_IO03?*/
?ldr?r0,?=0X020E0068?/*?將寄存器?SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE?加載到?r0?中?*/
?ldr?r1,?=0X5?/*?設(shè)置寄存器?SW_MUX_GPIO1_IO03_BASE?的?MUX_MODE?為?5?*/
 str r1,[r0]


?/*?3、配置?GPIO1_IO03?的?IO?屬性?
?*bit?16:0?HYS?關(guān)閉
?*bit?[15:14]:?00?默認(rèn)下拉
?*bit?[13]:?0?kepper?功能
?*bit?[12]:?1?pull/keeper?使能
?*bit?[11]:?0?關(guān)閉開路輸出
?*bit?[7:6]:?10?速度?100Mhz
?*bit?[5:3]:?110?R0/6?驅(qū)動能力
?*bit?[0]:?0?低轉(zhuǎn)換率
?*/
?ldr?r0,?=0X020E02F4?/*寄存器?SW_PAD_GPIO1_IO03_BASE?*/
?ldr?r1,?=0X10B0
?str?r1,[r0]


?/*?4、設(shè)置?GPIO1_IO03?為輸出?*/
?ldr?r0,?=0X0209C004?/*寄存器?GPIO1_GDIR?*/
 ldr r1, =0X0000008 
?str?r1,[r0]


?/*?5、打開?LED0
?*?設(shè)置?GPIO1_IO03?輸出低電平
*/
?ldr?r0,?=0X0209C000?/*寄存器?GPIO1_DR?*/
?ldr?r1,?=0?
?str?r1,[r0]


?/*
?*?描述： loop 死循環(huán)
?*/
?loop:
   ?b?loop

?

? ? 分析：第一行定義了一個全局標(biāo)號_start，代碼就是從_start這個標(biāo)號開始順序往下執(zhí)行的。使用ldr 指令向寄存器 r0 寫入 0X020C4068，也就是 r0=0X020C4068，這個是CCM_CCGR0 寄存器的地址。使用 ldr 指令向寄存器 r1 寫入 0XFFFFFFFF，也就是 r1=0XFFFFFFFF。因?yàn)槲覀円_啟所有的外設(shè)時鐘。使用 str 將 r1 中的值寫入到 r0 所保存的地址中去，也就是給 0X020C4068 這個地址寫入 0XFFFFFFFF，相當(dāng)于 CCM_CCGR0=0XFFFFFFFF，就是打開 CCM_CCGR0 寄存器所控制的所有外設(shè)時鐘。向 CCM_CCGRX(X=1~6)寄存器寫入 0XFFFFFFFF。這樣我就通過匯編代碼使能了芯片的所有外設(shè)時鐘。設(shè)置GPIO1_IO03的復(fù)用功能，GPIO1_IO03的復(fù)用寄存器地址為0X020E0068,寄 存 器 IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03 的 MUX_MODE 設(shè)置為 5 就 是 將GPIO1_IO03 設(shè)置為 GPIO。設(shè) 置 GPIO1_IO03的 配 置 寄 存 器 ， 也 就 是 寄 存 器IOMUX_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03 的值，此寄存器地址為 0X020E02F4，代碼里面已經(jīng)給出了這個寄存器詳細(xì)的位設(shè)置。設(shè)置 GPIO1->GDIR 寄存器，將 GPIO1_IO03 設(shè)置為輸出模式，也就是寄存器的 GPIO1_GDIR 的 bit3 置 1。設(shè)置 GPIO1->DR 寄存器，也就是設(shè)置 GPIO1_IO03 的輸出，我們要點(diǎn)亮開發(fā)板上的 LED0，那么 GPIO1_IO03 就必須輸出低電平，所以這里設(shè)置 GPIO1_DR 寄存器為 0。

第四：編譯與下載

? ??1、arm-linux-gnueabihf-gcc 編譯文件

? 編譯出在 ARM 開發(fā)板上運(yùn)行的可執(zhí)行文件,需要使用到對應(yīng)的交叉編譯工具。

?

arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o

?

? ? 2、arm-linux-gnueabihf-ld 鏈接文件

? ? ? ? arm-linux-gnueabihf-ld 用來將眾多的.o 文件鏈接到一個指定的鏈接位置?？梢允褂?arm-linux-gnueabihf-ld 來將前面編譯出來的 led.o 文件鏈接到 0X87800000 這個地址，使用如下命令：

?

arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 led.o -o led.elf

?

??led.elf 文件也不是我們最終燒寫到 SD 卡中的可執(zhí)行文件，我們要燒寫的.bin 文件，因此還需要將 led.elf 文件轉(zhuǎn)換為.bin 文件，這里我們就需要用到 arm-linux-gnueabihf-objcopy 這個工具了。

3、arm-linux-gnueabihf-objcopy 格式轉(zhuǎn)換

? ?? arm-linux-gnueabihf-objcopy 更像一個格式轉(zhuǎn)換工具，我們需要用它將 led.elf 文件轉(zhuǎn)換為led.bin 文件，命令如下：

?

arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin

?

上述命令中，“-O”選項(xiàng)指定以什么格式輸出，后面的“binary”表示以二進(jìn)制格式輸出，選項(xiàng)“-S”表示不要復(fù)制源文件中的重定位信息和符號信息，“-g”表示不復(fù)制源文件中的調(diào)試信息。

4、arm-linux-gnueabihf-objdump 反匯編

? ? ?C 語言寫試驗(yàn)例程的，有時候需要查看其匯編代碼來調(diào)試代碼，因此就需要進(jìn)行反匯編，一般可以將 elf 文件反匯編，比如如下命令：

?

arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis

?

第五：創(chuàng)建Makefile文件

? ? ?為了方便，使用命令進(jìn)行編譯，可以把對應(yīng)的編譯命令放到Makefile文件中。

?

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

?

最終編譯效果：

總結(jié)：利用匯編控制底層硬件，是非常經(jīng)典的實(shí)現(xiàn)方式，值得交流學(xué)習(xí)。

　　審核編輯：湯梓紅

?