c语言环境初始化&c语言和汇编混合编程

bootloader通常会分为两个阶段:第一阶段采用汇编语言来编写,主要是一些核心的初始化工作(内存,时钟的初始化),第二阶段使用C语言来编写,主要是它会完成一些板载硬件的初始化(串口,网口)然后其启动我们的操作系统。所以我们需要先搭建好C语言环境。
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栈的初始化(只有一行,但信息量巨大,而且非常重要,对以后嵌入式的学习起了至关重要的作用):
栈:一种后进先出性质的数据组织方式。
满栈:当堆栈指针sp总是指向最后压入堆栈的数据
空栈:当堆栈指针sp总是指向下一个将要放入数据的空位置。
ARM采用满栈。
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升栈和降栈:
升栈:sp指针从地地址到高地址
降栈:sp指针从高地址到地地址
ARM采用降栈。
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栈帧:就是一个函数所使用的那部分栈,所以函数的栈帧串起来就组成了一个完整的栈,栈帧的两个边界分别由fp(r11)和sp(r13)来限定。main与main函数中所有调用的函数,共同形成一个栈,main也是一个栈帧。
栈帧与栈帧之间的界定:上边界为fp指针,下边界为sp指针。
而main函数的边界保存在所调用的函数中,通过指针映射,将整个main函数包含进来。
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三个实例阐述栈的作用:
1.保存局部变量(局部变量保存在栈中):
#include<stdio.h>
int main()
{
int a;
a++;
return a;
}
arm-linux-gcc -g -o stack1 stack1.c
arm-linux-objdump -D -S stack1 >dump
vim dump
:/main
(str fp,[sp,#-4]!),将fp放到sp减去4个字节的位置,"!"表示sp减去4个字节后的值还要赋值给sp.
2.传递参数(当参数个数大于4是,使用栈来传递参数):
#include<stdio.h>
void func1(int a,int b,int c,int d,int e,int f)
{
int k;
k=e+f;
}
int main()
{
func1(1,2,3,4,5,6);
return 0;
}
arm-linux-gcc -g -o stack1 stack2.c
arm-linux-objdump -D -S stack2 >dump2
vim dump2
:/main
push {1,2}先压入的是2。
3.保存寄存器的值:
#include<stdio.h>
void func2(int a,int b)
{
int k;
k=a+b;
}
void func1(int a,int b){
int c;
func2(3,4);
c=a+b;
}
int main()
{
func1(1,2);
return 0;
}
arm-linux-gcc -g -o stack1 stack2.c
arm-linux-objdump -D -S stack2 >dump3
vim dump3
:/main
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栈初始化编程:
bl init_stack
bl light_led
init_stack:
ldr sp,=0x54000000 //210:0x24000000 //2440:0x34000000
mov cp,lr
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初始化bss段(就是对bss段进行整体性清零,防止为初始化的全局变量产生错误):
bss段的作用:
初始化的全局变量存放在数据段,局部变量存放在栈段,未初始化的全局变量存放在bss段,malloc内存分配在堆中。面试易考。
如:#include<stdio.h>
int year;
int main()
{
year=2014;
return year;
}
arm-linux-gcc bss.c -o bss
arm-linux-readelf -a bss >dump
vim dump
查看year是否存放在bss段的起止位置之间。
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首先我们要找到bss段的起始位置,然后在bss段中全部填0.
起始位置可以在链接器脚本中找到。
bl clean_bss
clean_bss:
ldr r0,=bss_start
ldr r1,=bss_end
cmp r0,r1 //比较bss段的起始位置是否相等
moveq pc,lr //相等则返回pc
clean_loop:
mov r2,#0 //每次清零4个字节
str r2,[r0],#4 //将r2的值放到r0中
cmp r0,r1
bne clean_loop
mov pc,lr
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一跃进入c大门:采用什么方式跃,检验是否跃成功。
相对跳转:b,bl:跳转到内存当中的main
绝对跳转:pc=....:跳转到SRAM中的main
vi main.c
int gboot_main()
{
return 0;
}
reset:
ldr pc,=gboot_main
vim makefile
加上++main.o
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接下来是验证C程序已经被执行到了。这次我们使用c语言来点亮led.打开之前编写的start.S文件,然后将里面用汇编语言写的bl light_led的代码都注释掉,将它的实现部分放到main.c中。
实际代码:
#define GPKCON (volatile unsigned long*) 0x7f008800
#define GPKDAT (volatile unsigned long*) 0x7f008800

int gboot_main()
{
*(GPKCON) = 0x11110000
*(GPKDAT) = 0xa0
return 0;
}
210的开发板需要起点处向后移16字节的头。
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c与汇编混合编程:
C语言:可读性强,移植性好,调试方便
汇编语言:执行效率高,编写繁琐,能直接控制处理器(关键)。
1.汇编调用c函数:
ldr pc,gboot_main:调用C函数。
2.C语言中调用汇编函数:
直接将汇编函数名放到c语言的main中:light_led;还有一点,就是要将其申明为全局:
.global light_led
light_led:
3.c内嵌汇编:
格式:
__asm__(
汇编语句部分
:输出部分
:输入部分
:破坏描述部分
);
void write_p15_c1(unsigned long value){
__asm__(
"mcr p15,0,,%0,c1,c0,0\n"//从%0中读取参数放到c1中
:
:"r"(value)将value赋值给r,然后将r中的值放到c1中。
);
}
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实例2:
unsigned long read_p15_c1(void){
unsigned long value;
__asm__(
"mrc p15,0,%0,c1,c0,0\n" //从c1中读出值写到%0中。
:"=r"(value)@"="表示只写操作数,用于输出部分
:
:"memory");//表示内存的值被修改了,value存在于内存。
return value;
}
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优化:
unsigned long old;
unsigned long temp;
__asm__volatile(
"mrs %0,cpsr \n"
"orr %1,%0,#128 \n"
"msr cpsr_c,%1\n"
:"=r"(0ld),"=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。
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使用内嵌汇编点亮led:
start.S
main.c
#define GPKCON 0x7f008800
#define GPKDAT 0x7f008808
int gboot_main(){
__asm__(
"ldr r1,=0x11110000\n"
"str r1,[%0]\n"
"ldr r1,=0xa0\n"
"str r1,[%1]\n"
:
:"r"(GPKCON),"r"(GPKDAT)
:"r1"

);
return 0;
}

 

posted @ 2015-08-24 20:28  高傲的monkey  阅读(2117)  评论(0编辑  收藏  举报