I.MX6Ull学习day1
介绍
汇编的使用,I.MX6ULL和STM32的异同
# I.MX6Ull学习day1
# GUN汇编语法
开发i.mx6ull时首先要使用汇编语言初始化一些SOC外设,DDR(i.mx6u不需要),设置sp指针(一般指向DDR),设置C语言运行环境.
# GUN汇编语法适用于所有的架构,并不是arm专有的.GUN汇编由一系列语句组成,每行一条语句,每条语句有三个可选部分.
label:instruction@comment
label:标号
表示地址位置(非必须),通过这个标号可以得到指令或数据地址.
instruction:指令
汇编指令或伪指令(必须).
@:注释符
comment:注释内容
# 伪操作指令
.section
:用户可以使用该命令来定义一个段.汇编系统预定义了一些段名:
.text
表示代码段..data
初始化的数据段..bss
未初始化的数据段..rodata
只读数据段.
.global
:定义全局标号.比如.global _start
..byte
:定义单字节数据.比如.byte 0x12
。.short
:定义双字节数据.比如.short 0x1234
。.long
:定义一个 4 字节数据.比如.long 0x12345678
..equ
:赋值语句.格式为.equ 变量名,表达式
,比如.equ num, 0x12
,表示num=0x12
.align
:数据字节对齐.比如.align 4
表示4字节对齐。.end
表示源文件结束。
# 程序入口
汇编程序的默认入口标号是_start
,也可在链接脚本中使用ENTRY
来指明其入口点.
.global _start
_start:
ldr r0, =0x12 @r0=0x12
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# GUN汇编函数
函数格式如下
函数名:
函数体
返回语句(非必须)
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# 常用汇编指令
待补充
# 处理器内部数据传输汇编指令
处理器做的最多事情就是来回的传递数据,常见的操作有:
- 将数据从一个寄存器传递到另外一个寄存器。
- 将数据从一个寄存器传递到特殊寄存器,如 CPSR 和 SPSR 寄存器。
- 将立即数传递到寄存器。
数据传输常用的指令有以下三个
指令 | 目的 | 源 | 描述 |
---|---|---|---|
MOV | R0 | R1 | 将R1里面的数据复制到R0中 |
MRS | R0 | CPSR | 将特殊寄存器CPSR里面的数据复制到R0中 |
MSR | CPSR | R1 | 将R1里面的数据复制到特殊寄存器CPSR里中 |
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.
MOV R0, R1 @将寄存器R1中的数据传递给R0 MOV R0, #0X12 @将立即数0X12传递给R0寄存器
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2MRS指令
MRS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.
MRS R0, CPSR @将特殊寄存器CPSR里面的数据传递给R0
1MSR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.
MSR CPSR, R0 @将R0中的数据复制到CPSR中
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# 存储器 访问指令
ARM不能直接访问存储器(包含RAM)中的数据.I.MX6ULL的寄存器就是RAM类型的,在使用汇编来配置I.MX6ULL寄存器的时候要借助存储器访问指令.先将要配置的值写入Rx(x=0~12)寄存器中,再借助存储器访问指令将Rx中的数据写入到I.MX6ULL寄存器中(读取过程与之相反).
常用的存储器访问指令 | 描述 |
---|---|
LDR Rd,[Rn,#offset] | 从存储器Rn+offset的位置读取数据存放到Rd中 |
STR Rd,[Rn,#offset] | 将Rd中的数据写入到存储器中的Rn+offset位置 |
LDR指令
LDR 主要用于从存储加载数据到寄存器Rx中,LDR也可以将一个立即数加载到寄存器Rx
中(加载立即数的时候要使用"=")。在嵌入式开发中,LDR最常用的就是读取CPU的寄存器值.
LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址0X0209C004加载到R0中 LDR R1, [R0] @读取地址0X0209C004中的数据到R1寄存器中
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2STR指令
STR 就是将数据写入到存储器中.
LDR R0, =0X0209C004 @将寄存器地址0X0209C004加载到R0中 LDR R1, =0X20000002 @R1保存要写入到寄存器的值 STR R1, [R0] @将R1中的值写入到R0中所保存的地址中
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LDR和STR都是按照字(32位数据)进行读取和写入的,可在LDR指令后面加上B或H可以对字节、半字进行操作,比如LDRB和STRB指令按字节操作,LDRH和STRH指令按半字操作.
# 压栈和出栈指令
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。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函数执行完成后将保存的寄存器值恢复R0~R15,即可跳回A函数接着正常运行。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。现场保护需要进行压栈(入栈)操作,恢复现场要进行出栈操作。压栈指令为PUSH,出栈指令为POP,PUSH和POP是一种多存储和多加载指令,可以一次操作多个寄存器数据,利用当前的栈指针SP来生成地址.
指令 | 描述 |
---|---|
PUSH | 将寄存器列表存入栈中 |
POP | 从栈中恢复寄存器列表 |
**e.g.**将R0~R3和R12这五个寄存器压栈,当前的SP指针指向0X80000000(处理器的堆栈向下增长).
PUSH {R0~R3,R12} @将R0~R3和R12压栈
对R0~R3,R12进行压栈以后,SP指向了0X7FFFFFEC.
现在再对LR进行压栈
PUSH {LR} @将LR进行压栈
再次压栈结束后SP指向了0X7FFFFFE8.
进行出栈操作
POP {LR} @先恢复LR
POP {R0~R3,R12} @再恢复R0~R3,R12
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ps:PUSH
和POP
可用STMFD SP!
和LDMFD SP!
代替.
# 跳转指令
有两种方式可以完成跳转操作:1,直接向PC寄存器写数据.2,使用跳转指令B,BL,BX等.
指令 | 描述 |
---|---|
B | 跳转到label,如果跳转范围超过了+/-2KB,可以指定B.W |
BX | 间接跳转,跳转到存放于Rm中的地址处,并且切换指令集 |
BL | 跳转到标号地址,并将返回地址保存在LR中 |
BLX | 结合BX和BL的特点,跳转到Rm指定的地址,并将返回地址保存在LR中,切换指令集 |
B指令
B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.
_start: ldr sp, =0X80200000 @设置栈指针 b main @跳转到 main 函数
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4ps:这里只是初始化了SP指针,有些处理器还需要做DDR等其他的初始化.跳到C文件后无需回到汇编.
BL指令
BL指令相比B指令,在跳转前会在寄存器LR(R14)中保存当前PC寄存器值,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。Cortex-A处理器的irq中断服务函数都是汇编写的,用汇编实现了现场的保护和恢复、获取中断号等。但具体的中断处理过程都是C函数,所以就会存在汇编中调用C函数的问题。而且当C语言版本的中断处理函数执行完成以后是需要返回到irq汇编中断服务函数,因为还要处理其他的工作,一般是恢复现场。这个时候就不能直接使用B指令了,因为B指令一旦跳转就再也不会回来了,这个时候要使用BL指令.
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
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8ps:执行C语言版的中断处理函数
system_irqhandler
,处理完成以后返回继续执行下面的程序.
# 算数运算指令
指令 | 计算公式 | 备注 |
---|---|---|
ADD Rd, Rn, Rm | Rd = Rn + Rm | 加法运算 |
ADD Rd, Rn, #immed | Rd = Rn + #immed | 加法运算 |
ADC Rd, Rn, Rm | Rd = Rn + Rm + 进位 | 带进位的加法运算 |
ADC Rd, Rn, #immed | Rd = Rn + #immed +进位 | 带进位的加法运算 |
SUB Rd, Rn, Rm | Rd = Rn - Rm | 减法 |
SUB Rd, #immed | Rd = Rd - #immed | 减法 |
SUB Rd, Rn, #immed | Rd = Rn - #immed | 减法 |
SBC Rd, Rn, #immed | Rd = Rn - #immed - 借位 | 带借位的减法 |
SBC Rd, Rn ,Rm | Rd = Rn - Rm - 借位 | 带借位的减法 |
MUL Rd, Rn, Rm | Rd = Rn * Rm | 乘法(32 位) |
UDIV Rd, Rn, Rm | Rd = Rn / Rm | 无符号除法 |
SDIV Rd, Rn, Rm | Rd = Rn / Rm | 有符号除法 |
ps:常用加减指令
# 逻辑运算指令
指令 | 计算公式 | 备注 |
---|---|---|
AND Rd, Rn | Rd = Rd & Rn | 按位与 |
AND Rd, Rn, #immed | Rd = Rn & #immed | 按位与 |
AND Rd, Rn, Rm | Rd = Rn & Rm | 按位与 |
ORR Rd, Rn | Rd = Rd | Rn | 按位或 |
ORR Rd, Rn, #immed | Rd = Rn | #immed | 按位或 |
ORR Rd, Rn, Rm | Rd = Rn | Rm | 按位或 |
BIC Rd, Rn | Rd = Rd & (~Rn) | 位清除 |
BIC Rd, Rn, #immed | Rd = Rn & (~#immed) | 位清除 |
BIC Rd, Rn , Rm | Rd = Rn & (~Rm) | 位清除 |
ORN Rd, Rn, #immed | Rd = Rn | (#immed) | 按位或非 |
ORN Rd, Rn, Rm | Rd = Rn | (Rm) | 按位或非 |
EOR Rd, Rn | Rd = Rd ^ Rn | 按位异或 |
EOR Rd, Rn, #immed | Rd = Rn ^ #immed | 按位异或 |
EOR Rd, Rn, Rm | Rd = Rn ^ Rm | 按位异或 |
# 对比i.mx6ull和STM32初始化GPIO
# STM32
- 使能GPIO时钟.
- 设置IO的复用:将其复用为GPIO.
- 配置GPIO的电器属性.
- 使用GPIO.
# I.MX6U
- 使能时钟:CCGR0~CCGR6这七个寄存器控制了所有外设时钟的使能.
- IO复用:将寄存器
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03
的bit3~0设置为0101,这时GPIO1_IO03被复用为GPIO. - 配置电器属性:寄存器
IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03
可以设置压摆率,速度,驱动能力,开漏,上下拉等电器属性 - 配置GPIO功能:设置输入输出,设置
GPIO1_GDIR
寄存器bit3为1,将GPIO1_IO03
设置为输出.