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Linux操作系统-汇编LED驱动程序基础

news 来源：原创 2024/5/21 4:46:23

一、汇编LED原理分析

IMX6ULL-LED灯硬件原理分析：

1、使能时钟，CCGR0-CCGR6这7个寄存器控制着IMX6ULL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，相当于使能全部外设时钟。（在IMX6ULL芯片参考手册CCM篇章介绍）

2.IO复用，将寄存器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03的bit-0设置为0101，这样GPIO1_IO03就复用为GPIO。

编辑

3.寄存器 IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03是设置GPIO1_IO03的电器属性。

4.Pin配置GPIO功能:设置输入输出功能，设置GPIOx_GDIR寄存器bit3为1，也就是输出寄存器。设置GPIOx_DR寄存器bit3为1，表示输出高电平，为0表示输出低电平。

三、GNU汇编简介

1.GNU汇编常用伪操作

label：标号，表示地址位置，有些指令前面可以会有标号，这样可以通过这个标号得到指令的地址，标号也可以用来表示数据地址。注意label后面的“ ：”，任何一 " : "结尾的标识符都会被认为是一个标号。

instruction：指令，也就是汇编指令或伪代码。

@：注释符号

comment：注释内容

.section:伪操作用来定义一个段，使用 .section来定义一个段，每个段以段名开始，以下一段名或者文件结尾结束，汇编系统定义了一些段名：

.text：表示代码段

.data：初始化的数据段

.bss: 未初始化到数据段

.ridata: 只读数据段

_start：汇编程序的默认入口标号是

.byte：定义一个单字节数据

.short：定义双字节数据

.long：定义一个4字节数据

.equ：赋值语句，例如.equ num,0x12 表示num=0x12

.align：数据字节对齐

.end：表示源文件结束

.global：定义一个全局符号

注意！ ARM中的指令、伪指令、伪操作、寄存器名等可以全部使用大写，也可以全部使用
小写，但是不能大小写混用。

2.GNU汇编函数

GNU汇编同样也支持函数，函数格式如下：

函数名:函数体返回语句   @返回语句不是必须的

3.常用汇编指令

3.1处理器内部数据传输指令

①、将数据从一个寄存器传递到另外一个寄存器。②、将数据从一个寄存器传递到特殊寄存器，如 CPSR 和 SPSR 寄存器。③、将立即数传递到寄存器。

MOV指令：MOV指令用于将数据从一个寄存器拷贝到另外一个寄存器，或者将一个立即数传递到寄存器里面，使用示例如下：

MOV R0，R1 @表示将寄存器R1中的数据传递给R0即：R0=R1
MOV R0，#0X12 @表示将立即数0x12传递给R0寄存器即：R0=0x12

MRS指令：指令用于将特殊寄存器 (如 CPSR和 SPSR)中的数据传递给通用寄存器，要读取特殊寄存器的数据只能使用 MRS指令！使用示例如下：

MRS R0，CPSR @将特殊寄存器CPSR里面的数据传递给R0即R0=CPSR

MSR指令：MSR指令和 MRS刚好相反， MSR指令用来将普通寄存器的数据传递给特殊寄存器，也就是写特殊寄存器，写特殊寄存器只能使用 MSR，使用示例如下：

MSR CPSR，R0 @将R0中的数据复制到CPSR中即CPSR=R0

3.2存储器访问指令

ARM不能直接方位寄存器，一般要先将需要配置的值写入Rx（x=0~12），然后借助存储器访问指令将Rx中的数据写入到寄存器中，读取数据反过来就行。

LDR指令：主要用于从存储器加载数据到计算器Rx中，LDR也可以将一个立即数加载到寄存器Rx中，LDR加载立即数的时候要使用“ = ”，而不是" # "使用示例如下。

LDR R0,=0X0209C004 @将寄存地址0X0209C004加载到R0中即：R0=0X0209C004
LDR R1,[R0]  @读取地址0X0209C004中的数据到R1寄存器中

STR指令：DR是从存储器读取数据， STR就是将数据写入到存储器中使用示例如下。

LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址0X0209C004加载到R0中，即R0=0X0209C004
LDR R1, =0X20000002 @R1保存要写入到寄存器的值，即R1=0X20000002
STR R1, [R0] @将R1中的值写入到R0中所保存的地址中

3.3压栈操作和岀栈操作指令

我们通常会在A函数中调用B函数，当B函数执行完以后再回到A函数继续执行。要想再跳回A函数以后代码能够接着正常运行，那就必须在跳到B函数之前将当前处理器状态保存起来 (就是保存R0~R15这些寄存器值 )，当B函数执行完成以后再用前面保存的寄存器值恢复R0~R15即可。保存 R0~R15寄存器的操作就叫做现场保护，恢复R0~R15寄存器的操作就叫做恢复现场。在进行现场保护的时候需要进行压栈操作，恢复现场就要进行岀栈操作。

假如我们现在要将 R0~R3和 R12这 5个寄存器压栈，当前的 SP指针指向 0X80000000，处理器的堆栈是向下增长的，使用的汇编代码如下：

PUSH {R0~R3, R12} @将R0~R3和R12压栈

此时sp指针指向了0X7FFFFFEC，再次对LR进行压栈：

PUSH {LR}  @将LR进行压栈

接下来我们来进行岀栈演示使用以下代码：

POP {LR} @先恢复LR
POP {R0~R3,R12} @在恢复R0~R3,R12

出栈的就是从栈顶，也就是SP当前执行的位置开始，地址依次减小来提取堆栈中的数据
到要恢复的寄存器列表中。

3.4跳转指令

①、直接使用跳转指令 B、 BL、 BX

②、直接向 PC寄存器里面写入数据。

B指令：这是最简单的跳转指令， B指令会将 PC寄存器的值设置为跳转目标地址，一旦执行 B指令， ARM处理器就会立即跳转到指定的目标地址。如果要调用的函数不会再返回到原来的执行处，那就可以用 B指令，如下示例：

_start:ldr sp,=0X80200000 @设置栈指针
b main @跳转到main函数

上述代码就是典型的在汇编中初始化 C运行环境，然后跳转到 C文件的 main函数中运行，上述代码只是初始化了SP指针，有些处理器还需要做其他的初始化，比如初始化 DDR等等。因为跳转到 C文件以后再也不会回到汇编了，所以在第 4行使用了 B指令来完成跳转。

BL指令：BL指令相比 B指令，在跳转之前会在寄存器 LR(R14)中保存当前 PC寄存器值，所以可以通过将 LR寄存器中的值重新加载到 PC中来继续从跳转之前的代码处运行，这是子程序调用一个基本但常用的手段。

push {r0, r1} @保存r0,r1
cps #0x13 @进入SVC模式，允许其他中断再次进去bl system_irqhandler @加载C语言中断处理函数到r2寄存器中
cps #0x12 @进入IRQ模式
pop {r0, r1}
str r0, [r1, #0X10] @中断执行完成，写EOIR