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2021年10月18日 | 04 点亮LED 汇编
2021-10-18 来源：eefocus
1 原理图
从原理图看到，3个LED分别由GPF4、GPF5和GPF6控制。
2 寄存器描述
GPF4、GPF5和GPF6可用作输入输出，或中断功能。要点亮LED，需要将IO设置为输出模式，并输出低电平。怎么做？
关于GPIO的寄存器描述如下（主要关注配置CON和数据DCT寄存器）：
3个LED对应的CON与DAT寄存器功能，以及寄存器地址描述：
3 2440启动过程
大多数ARM芯片，CPU从0地址启动。
NorFlash启动时，基地址为0，片内内存地址为0x4000 0000。CPU读出Nor上第1个指令（4字节）执行，CPU继续读出其他指令执行。
NAND启动时，片内4K RAM基地址为0，NorFlash不可访问。2440硬件把NAND前4K内容复制到片内RAM，然后CPU从0地址取出指令开始执行。
CPU内部有两类寄存器：R0、R1~R15，这类寄存器可以直接访问；GPFCON、GPFDAT，这类寄存器，以地址访问。
4 ARM常用汇编
ldr指令：ldr r0, [r1] 假设r1的值为x，则读取地址x上的4字节到r0
str指令：str r0, [r1] 假设r1的值为x，则把r0的值写入到地址x
b指令：跳转
mov指令：mov r0, r1 把r1的值赋值给r0
mov r0, #0x100 把立即数0x100赋值给r0
ldr指令： ldr r0,=0x12345678 伪指令，最终会被拆分成几条真正的ARM指令
以下是部分ARM指令介绍：
5 点亮LED灯的汇编代码
/*
* 点亮LED1: GPF4
*/
.text
.global _start
_start:
/* 配置GPF4为输出引脚
* 把0x100写到地址0x56000050(GPFCON)上
*/
ldr r1, =0x56000050
ldr r0, =0x100
str r0, [r1] /* 把r0的值写到r1的地址 */
/* 设置GPF4输出高电平
* 把0x00写到0x56000054(GPFDAT)上
*/
ldr r1, =0x56000054
ldr r0, =0x0
str r0, [r1] /* 把r0的值写到r1的地址 */
/*
* 死循环
*/
halt:
b halt
使用arm-linux-gcc进行编译，Makefile如下：
all:
arm-linux-gcc -c -o led_on.o led_on.S
arm-linux-ld -Ttext 0 led_on.o -o led_on.elf
arm-linux-objcopy -O binary -S led_on.elf led_on.bin
clean:
rm *.bin *.o *.elf
上传到ubuntu进行编译，使用oflash烧录bin文件，可以看到点亮led。
5 ARM寄存器和汇编分析
1 修改Makefile，查看反汇编代码
all:
arm-linux-gcc -c -o led_on.o led_on.S
arm-linux-ld -Ttext 0 led_on.o -o led_on.elf
arm-linux-objcopy -O binary -S led_on.elf led_on.bin
arm-linux-objdump -D led_on.elf > led_on.dis
clean:
rm *.bin *.o *.elf
上述代码反汇编文件：
led_on.elf: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .text:
00000000 <_start>:
0: e59f1014 ldr r1, [pc, #20] ; 1c <.text+0x1c>
4: e3a00c01 mov r0, #256 ; 0x100
8: e5810000 str r0, [r1]
c: e59f100c ldr r1, [pc, #12] ; 20 <.text+0x20>
10: e3a00000 mov r0, #0 ; 0x0
14: e5810000 str r0, [r1]
00000018 18: eafffffe b 18 1c: 56000050 undefined 20: 56000054 undefined 下面是ARM寄存器描述： 几个重要的寄存器： sp：stack pointer 栈指针 lr：link register 返回地址 pc：program counter 程序计数器 = 当前指令地址 + 8 （流水线架构），当前执行地址A的指令时，已经在对地址A+4的指令进行译码，已经在读取地址A+8的指令。 反汇编分析： 可以看到，这里的GPFCON、GPFDAT，在CPU看来就是内存。只不过，这些内存你写入或读出，能控制管脚。 字节序：低位保存在低地址。 
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