嵌入式Linux开发 Day1

比眉伴天荒 2023-07-06 09:52 13阅读 0赞

本开发学习笔记以正点原子ALPHA开发板作为学习开发板，i.MX6ULL为其CPU。  
主要学习步骤跟随https://beta.yuanzige.com/course/detail/50090中的视频进行学习，其中前期工作已经学习并准备完成，包括了学习视频的【第一期】手把手教你学Linux之Ubuntu入门篇全部内容和【第二期】手把手教你学Linux之ARM（MX6U）裸机篇中的前5讲内容，之后的笔记将从第二期视频的第6讲开始学习。

## 1. LED点亮实验（GPIO驱动） ##

### 1.1 汇编实现LED ###

1、使能函数的时钟寄存器：CCGR0对应的IO时钟 （CCM Clock Gating Register 1 (CCM\_CCGR1)、27–26(CG13)表示gpio1 clock gpio1\_clk\_enable)）；  
2、映射IO口功能：将寄存器(IOMUXC\_SW\_**MUX** \_ *CTL\_PAD\_GPIO1\_IO03)的0-3bit设置为下图  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjA3ODk0_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
3、配置IO的电气属性：(IOMUXC\_SW*\_ **PAD**\_CTL\_PAD\_GPIO1\_IO03)，在配置时需参考下图设置：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjA3ODk0_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
主要包括压摆率（SRE）、速度（SPEED）、驱动能力（DSE）、开漏输出（ODE）、上下拉（PUS）等  
压摆率表示为从0到1的变化快慢、快为高压摆率、低为低压摆率；  
速度为输出时的速度；  
驱动能力用所带的负载的大小表示；

4、配置GPIO的功能（数据位、输入输出、中断触发方式、中断使能、中断状态）  
在本节中需设置GPIO1\_GDIR的Bit3为输出模式，即置为1；  
设置GPIO1\_DR的Bit3的输出电平，0为低电平、1为高电平；

### 1.2 汇编简单回顾 ###

常用指令：  
**1、处理寄存器内部寄存器：** MOV 等  
**2、处理CPU RAM中的寄存器操作：**  
LDR Rd, \[Rn , \#offset\] 表示 从存储器Rn+offset的位置读取数据存放到 Rd中。  
STR Rd, \[Rn, \#offset\] 表示 将Rd中的数据写入到存储器中的 Rn+offset位置。

**LDR：从存储器中读取数据到内部寄存器Rx中**
    ***LDR R0, =0X0209C004*** @将寄存器地址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：将内部寄存器Rx的数据写到存储器中**
    ***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、跳转操作：** B（跳转到某一段代码之后不会再回来）、BL（跳转到某一段代码之后仍可再回来）

### 1.3 代码编写 ###

编写出来代码如下，相关内容已在注释中说明清楚

/** * Copyright @ JianshuZhao Co., Ltd. 2019-2049. All rights reserved. * Name:led.s * Description:学习Ｌｉｎｕｘ开发的实验程序 * Function: 点亮开发板上的ＬＥＤ灯 * Author:JianshuZhao * Version:V1.0.0 * Date:2020.2.16 */
    
    .global _start @全局标号
    
    _start:
        /* Enable Clock; */ 
        ldr r0, =0x020c4068  @CCGR0
        ldr r1, =0xffffffff
        str r1, [r0]    @write 0x020c406c to r1
    
        ldr r0, =0x020c406c  @CCGR1
        str r1, [r0]    
    
        ldr r0, =0x020c4070  @CCGR2
        str r1, [r0]    
    
        ldr r0, =0x020c4074  @CCGR3
        str r1, [r0]    
    
        ldr r0, =0x020c4078  @CCGR4
        str r1, [r0]    
    
        ldr r0, =0x020c407c  @CCGR5
        str r1, [r0]    
    
        ldr r0, =0x020c4080  @CCGR6
        str r1, [r0] 
    
    
        /* Config PIN MUX */
        ldr r0, =0x020e0068  @IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03
        ldr r1, =0x5
        str r1, [r0]    @write 0x020c406c to r1
    
    
        /* Config PIN PAD * bit0: 0 低速率 * bit5-3: 110 R0/6驱动能力 * bit7-6: 10 100MHz速度 * bit11: 0 关闭开路输出 * bit12: 0 使能上下拉／保持 * bit13:　0　保持 * bit15-14: 00　100K下拉 * bit16:　0　关闭ｈｙｓ */
        ldr r0, =0x020e02f4  @IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03
        ldr r1, =0x10b0
        str r1, [r0]    @write 0x020e02f4 to r1
    
    
        /* Config GPIO bit3 to 1, means output*/
        ldr r0, =0x0209c004  @GPIO direction register (GPIO1_GDIR)
        ldr r1, =0x8
        str r1, [r0]    @write 0x0209c004 to r1
    
    
        /* Open led , set GPIO1_IO03_DR to 0*/
        ldr r0, =0x0209c000  @GPIO data register (GPIO1_DR)
        ldr r1, =0x0
        str r1, [r0]    @write 0x0209c000 to r1
    
    loop:
        b loop

### 1.4 编译程序 ###

1、***arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c led.s -o led.o***  
其中-g表示产生调试信息、-c表示编译源文件，但是不链接，-o表示生成的文件名称

2、***arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0x87800000 led.o -o led.elf***  
其中，链接时需指定起始地址，即代码运行的起始地址；  
链接起始地址应指向RAM地址，分为内部RAM（0x900000—0x91FFFF）和外部RAM（DDR,在正点原子开发板中（512M，范围为0x800000—0x9FFFFFFF）），在之后的开发，使用0x87800000作为链接的起始地址。  
在I.MX中，Bin文件除非使用jlink下载至内部RAM中运行，否则不能直接运行，必须使用头部文件。I.MX系列SOC内部有提供BootLoader，从外部存储中读取内部信息，然后初始化DDR，并将.bin文件拷贝到指定的地方。bin的运行地址一定要和链接地址一致。

3、***arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g led.elf led.bin***  
将led.elf文件转换成led.bin，其中 -O表示以什么格式（binary）输出，-S表示不要复制源文件中的重定位和符号信息，-g表示不复制源文件中的调试信息

4、***arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.s***  
反汇编

最终三条命令执行完成之后输出如下内容  
![在这里插入图片描述][20200217215012768.png]

下载程序、  
因暂时没有SD卡，明天再说。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjA3ODk0_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200217193757288.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM2NjA3ODk0,size_16,color_FFFFFF,t_70
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[20200217215012768.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200217215012768.png