2020年03月28日 | ARM-bootloader-C语言环境设计

int main()

{

  6c: e92d4800 push {fp, lr}

  70: e28db004 add fp, sp, #4 ; 0x4

    func1(1,2);

  74: e3a00001 mov r0, #1 ; 0x1

  78: e3a01002 mov r1, #2 ; 0x2

  7c: ebfffffe bl 30

    return 0;

  80: e3a03000 mov r3, #0 ; 0x0

}

  84: e1a00003 mov r0, r3

  88: e24bd004 sub sp, fp, #4 ; 0x4

  8c: e8bd4800 pop {fp, lr}

  90: e12fff1e bx lr

反汇编代码中：栈可以用来保存寄存器中值。

3、初始化堆栈

通过上面的代码反汇编代码，我们可以知道栈对C语言非常重要，所以我们要对栈进行初始化。然后就可以用C语言来编程了。

无论是2440、6410还是210它们的SP指针都指向内存64M位置处。

2440内存：64MB

6410内存：256MB

210内存：512MB或1GB

所以它们的SP地址分别为

2440:0x34000000

6410:0x54000000

210:0x24000000

以6410为例进行编写：

init_stack:

ldr sp, =0x54000000

mov pc, lr

二、初始化BSS段

1、BSS段的作用

小知识：初始化的全局变量，存放在数据段。 局部变量存放在栈中。 malloc分配空间来自堆。 未初始化的全局变量存在BSS段。

实例：

# include

int year;

int main()

{

year = 1024;

return year;

}

使用交叉编译：arm-linux-gcc -g year.c -o year

阅读elf文件：arm-linux-readelf -a year >readelf

进入elf文件查找year存放位置

    89: 0001052c     4 OBJECT  GLOBAL DEFAULT   23 year  /*很显然year位于bss起始地址与终止之间，也就是说year在bss段*/

    90: 00010530     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __end__  

    91: 00008380   116 FUNC    GLOBAL DEFAULT   12 __libc_csu_init

    92: 00010530     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_end__  /*bss终止地址*/

    93: 00010528     0 NOTYPE  GLOBAL DEFAULT  ABS __bss_start   /*bss起始地址*/

2、为什么要初始化bss段

我们都知道在编写C语言代码过程中，有时候我们定义全局变量时，并不会同时进行初始化，而是到使用时再进行初始化。但有时候我们会忘记进行初始化。所以程序员就希望我们存放在bss段未初始化的全局变量都赋给0x0，如果我们一看到这个值就知道，我们没有对全局变量赋值，这样就会避免很多错误的出现。当然bss段初始化就由我们的系统工程师来完成。

3、编写代码

对BSS段清零操作

init_bss:

ldr r0, =bss_start

ldr r1, =bss_end

cmp r0, r1

moveq pc, lr

clean_loop:

mov r2, #0

str r2, [r0], #4

cmp r0, r1

bne clean_loop

mov pc, lr

三、一跃跳进C语言

1、采用什么方式跳转

这里我们采用的是绝对跳转的方式。因为我们知道，main（）函数是从SRAM中拷贝过去的，所以说相对跳转回调到SRAM中的main（），而我们要去内存中运行main（）函数。

main.c

int gboot_main()

{

return 0;

}

然后还要在makefie中添加上main.o；

在start.S中添加代码为：

ldr pc, gboot_main 跳转到gboot_main函数处执行C函数。

2、代码的编写

main.c

#define GPKCON (volatile unsigned long*)0x7f008800 /*volatile是避免优化忽略，起保护作用*/

#define GPKDAT (volatile unsigned long*)0x7f008808

int gboot_main()

{

*(GPKCON) = 0x11110000;

*(GPKDAT) = 0xa0;

return 0;

}

使用make编译后，生产.bin文件，然后下载到开发板，运行。

注：对于210开发板，还有一个地方要修改。210有16个字节的头，所以copy_sram时，要跳过16个字节后进行复制操作。

四、C与汇编混合编程

1、为什么要使用混合编程

汇编语言：执行效率高；编写繁琐

C语言：可读性强，移植性好，调试方便

这样可以提高执行效率，同时可以更直接的控制cpu的内部寄存器。

2、混合编程的类型

一共有三种：1、汇编调用C语言 2、c调用汇编语言 3、c内嵌汇编

2.1、汇编调用c语言（已经在上面部分讲过，不再赘述）

2.2、C调用汇编函数

汇编函数：

#define GPKCON0 0x7f008800

#define GPKDAT 0x7f008808

.global light_led

light_led:

ldr r0, =GPKCON0

ldr r1, =0x11110000

str r1, [r0]

ldr r0, =GPKDAT

ldr r1, =0xa0

str r1, [r0]

mov pc, lr

C语言：

int gboot_main()

{

light_led();

return 0;

}

2.3、C内嵌汇编

格式：

asm（_asm_）(

汇编语言部分

：输出部分

：输入部分

：修改描述部分

)；

汇编语句部分：汇编语句的集合，可以包含多条汇编语句，每条语句之间需要使用换行符“n”隔开或使用分号“；”隔开

输出语句：在汇编中被修改的C变量列表

输入语句：作为参数输入到汇编中的变量列表

修改描述语句：执行汇编指令会修改的寄存器描述

下面是C内嵌汇编的范例

void write_p15_c1(unsigned long value)

{

asm(

"mcr p15, 0, %0, c1, c0, 0n"

:

:"r"(value)@编译器选择了一个R*寄存器value为R中的值

:"memory"

);

}

unsigned long read_p15_c1(void)

{

unsigned long value;

asm(

"mrc p15, 0, %0, c1, c0, 0n"

:"=r"(value)@'='表示只写操作数，用于输出部

：

："memory"

);

return value;

}

下面有关一个优化问题：

unsigned long old;

unsigned long temp;

asm volatile(

"mrs %0, cpsrn"

"orr %1, %0, #128n"

"msr cpsr_c, %1n"

:"=r"(old), "=r"(temp)

:

:"memory"

);

使用volatile来告诉编译器，不要对接下来的这部分代码进行优化。

下面是用C内嵌汇编完成的点亮led灯

#define GPKCON 0x7f008800

#define GPKDAT 0x7f008808

int gboot_main()

{

asm(

"ldr r1, =0x11110000n"

"str r1, [%0]n"

"ldr r1, =0xa0n"

"str r1, [%1]n"

"mov pc, lrn"

:

:"r"(GPKCON),"r"(GPKDAT)

:"r1"

);

return 0;

}