2020年03月28日 | linux系统学习1-8：第1个ARM裸板程序及引申

第001节：辅线1_硬件知识_LED原理图

实现点亮LED的步骤： 

1.看原理图，确定控制led的引脚 

通过主芯片使用引脚输出：3.3V点亮led；0V熄灭led。 

-接法： 

引脚驱动能力不足：使用三极管，

接法介绍： 

-接法1： 

-接法2: 

2.看主芯片手册，确定如何设置/控制引脚

3.写程序

第002节：辅线1_硬件知识_s3c2440启动流程与GPIO操作

知识点：

网络net，同名的net表示连接在一起

网络中的n，常表示低电平有效

怎么让GPF4输出1/0 

先配置为输出引脚

设置状态 

设置GPFCON[9:8]=0b01(0b表示二进制，9为0,8为1),GPF4配置为输出

设置GPFDAT[4]=1：输出高电平，led熄灭

设置GPFDAT[4]=0：输出低电平，led点亮

S3C2440框架与启动过程：

S3C2440框架图： 

启动过程：大多数ARM芯片从0地址启动

Nor启动时候，Nor Flash基地址为0；片内RAM地址为0x4000,0000 

cpu读出Nor上第一个指令（前4字节），执行，

cpu继续读出其他指令执行。

Nand启动，片内4kRAM基地址为0； Nor Flash不可以访问 

2440硬件把Nand前4k内容复制到片内RAM，

然后cpu从0地址取出第一条指令执行。

第003节：编写第一个程序点亮LED

怎么让GPF4输出1/0的方法：

先配置为输出引脚

设置状态 

设置GPFCON[9:8]=0b01(0b表示二进制:9为0,8为1),GPF4配为输出 

-==>把0x100写入GPFCON，即写到地址0x5600,0050上

设置GPFDAT[4]=1：输出高电平，led熄灭 

-==>把0x10写到地址0x5600,0054上

设置GPFDAT[4]=0：输出低电平，led点亮 

-==>把0写到地址0x5600,0054上 

补充知识： 

几条汇编代码：

LDR(load)：读内存命令， 

LDR RO,[R1]：假设R1的值为x，则读取地址x上的数据（4字节），保存到R0中

STR(store)：写内存命令 

STR R0,R[1]:假设R1的值为x，把R0的值写入地址x（4字节）

B：跳转

MOV(move): 

MOV R0, R1:把R1的值赋给R0，即R0=R1

MOV R0，#0x100：即把R0=0x100

LDR R0, =0X12345678：伪指令，它会被拆分为几条真正的RAM指令

引入伪指令， “LDR R0,=任意值”的原因： 

-ARM指令一共32位，会有部分字节表示指令，某些存储R0，其余剩余的不足32位，不能表示任意值，只能表示简单值（被称为立即数）。

安装arm-linux-gcc注意事项以及相关重点：

安装32位库

如何判断ubuntu的版本

第004节：汇编与机器码

CPU寄存器及其别名：

详细介绍： 

program counter:程序计数器=当前指令+8 

流水线：当前执行地址A的指令，已经在对地址A+4的指令进行译码，已经在读取地址A+8（即PC的值）的指令

反汇编指令理解：

0: e59f1014 ldr r1, [pc, #20] ; 1c  

r1=[pc+20]=[8+20]=[0x1c]=0x56000050

8: e5810000 str r0, [r1] 

把r0即0x100，写入r1对应的内存，0x100–>[0x56000050]:即GPFCON寄存器

c: e59f100c ldr r1, [pc, #12] ; 20  

r1=[pc+12]=[0xc+8+12]=[32]=[0x20]=0x56000054：即GPFDAT寄存器

GPFCON/GPFDAT在CPU中，都是作为内存

完整代码：

led_on.elf:     file format elf32-littlearm

Disassembly of section .text:

00000000 <_start>:

   0:   e59f1014    ldr r1, [pc, #20]   ; 1c

   4:   e3a00c01    mov r0, #256    ; 0x100

   8:   e5810000    str r0, [r1]

   c:   e59f100c    ldr r1, [pc, #12]   ; 20

  10:   e3a00000    mov r0, #0

  14:   e5810000    str r0, [r1]

00000018 :

  18:   eafffffe    b   18

  1c:   56000050    undefined instruction 0x56000050

  20:   56000054    undefined instruction 0x56000054

Disassembly of section .ARM.attributes:

00000000 <.ARM.attributes>:

   0:   00001941    andeq   r1, r0, r1, asr #18

   4:   61656100    cmnvs   r5, r0, lsl #2

   8:   01006962    tsteq   r0, r2, ror #18

   c:   0000000f    andeq   r0, r0, pc

  10:   00543405    subseq  r3, r4, r5, lsl #8

  14:   01080206    tsteq   r8, r6, lsl #4

  18:   Address 0x00000018 is out of bounds.

练习题: 

修改len_on.s到点亮LED2

直接修改led_on.bin点亮LED2

mov指令机器码：

4: e3a00c01 mov r0, #256 ; 0x100 

故：当代码为mov r0,#0x400,即修改最后的12位立即数（=immed_8循环右移（2*rotate）位） 

12位立即数中高4位，表示rotate，低8位：immed_8

具体介绍： 

举一反三： 

第005、006节：编程知识_进制-字节序

进制：

如何快四转化2/8/16进制：

8421 

0b开头：2进制

0开头：8进制

0x开头：16进制

字节序：

低位存放低地址：小字节序（little endian）

高位存在低地址：大字节序（big endian）

位操作：

移位： 

左移：int a=0x123; int b=a<<2=? 

-通过8421来转化为二进制，即a=0001,0010,0011,故b=0100,1000,1100=8421=0x48C=0x123*(2^2)=0x123*4

右移：int a=0x123; int b=a>>2=? 

-故a=0001,0010,0011; 则b=00,0100,1000=0x48=0x123/4=0x48

取反： 原来为0的位变为1；原来为1的位变为0 

int a=0x123; int b=~a=0xfffffedc???

位与： c=a&b 

1 and 1 = 1;

1 and 0 = 0;

0 and 1 = 0;

o and 0 = 0;

位或：c=a|b 

1 or 1 = 1;

1 or 0 = 1;

0 or 1 = 1;

o or 0 = 0;

置位： 

int a=0x123,把bit7,8置位

int b=a|(1<<7)|(1<<8) 

清位：

int a=0x123,把bit7,8清除

int b=a&(~(1<<7))&(~(1<<8)) 

第007节：编写C程序控制LED

C指针操作：

1.所有的变量在内存中都有一块区域 

可以通过变量/指针来操作内存

第008节：

几条汇编代码：

LDR(load)：读内存命令， 

LDR RO,[R1]：假设R1的值为x，则读取地址x上的数据（4字节），保存到R0中

STR(store)：写内存命令 

STR R0,R[1]:假设R1的值为x，把R0的值写入地址x（4字节）

B：跳转

MOV(move): 

MOV R0, R1:把R1的值赋给R0，即R0=R1

MOV R0，#0x100：即把R0=0x100

LDR R0, =0X12345678：伪指令，它会被拆分为几条真正的RAM指令

引入伪指令， “LDR R0,=任意值”的原因： 

-ARM指令一共32位，会有部分字节表示指令，某些存储R0，其余剩余的不足32位，不能表示任意值，只能表示简单值（被称为立即数）。

add: 

add r0,r1, #4==>r0=r1+4

sub: 

sub r0, r1,#4==>r0=r1-4

sub r0, r1,r2==>r0=r1-r2

BL(branch and link):

bl * * *: 

-跳转到* * *； 

-并将返回地址（下一条指令的地址）保存在lr寄存器中

ldm（many）：读内存，写入多个寄存器

ldmia：

stm： 把多个寄存器的值写入内存 

stmdb：

过后增加(Increment After)、预先增加(Increment Before)、过后减少(Decrement After)、预先减少(Decrement Before)。

举例： 

第009节：解析C程序的内部机制