彙編寫啟動代碼之設定棧和調用C語言

彙編寫啟動代碼之設定棧和調用C語言

                                                                                         --參考朱老師ARM裸機程式設計

1、為什麼彙編寫啟動代碼之設定棧和調用C語言

(1) C語言運作時：（環境runtime）需要一定的環境和條件，這些環境由彙編來提供。

有些硬體已經預設内部提供了C語言的環境來運作。

我們自己來提供一個C語言運作時環境，主要是需要棧。

C語言中的局部變量都是存放在棧裡面的。

如果我們彙編部分沒有給C部分預先設定合理的合法的棧的位址的話，

那麼C代碼中定義的局部變量就會落空。整個程式就會死掉。

(2) 我們平時在編寫單片機程式（比如51單片機）或者

編寫應用程式時并沒有去設定棧，但是C程式還是可以運作的

原因是：在單片機中由硬體初始化時提供了一個預設可以使用的棧。

在應用程式中我們編寫的C程式其實并不是全部，編譯器（gcc）

在連結的時候會幫我們添加一個頭，這個頭就是一段引導我們的C程式。

執行的彙編實作的代碼，這個代碼中就幫我們設定了棧以及其他的運作時需要。

(3)CPU模式和各種模式下面的棧

棧在什麼地方設定的？

其實就是指SP指針指向的内容。

ARM的37個寄存器中，每種模式下面都有自己獨立的SP寄存器(r13)

2、為什麼要這麼設定？

這樣設定的話，不會耗費很多有用的記憶體嗎？

但是如果所有的模式都使用同一個SP，那麼就意味着整個程式（作業系統核心程式

使用者自己編寫的應用程式）都是使用一個棧的，那麼整個程式都是一個棧。

你的應用程式一旦出錯，比如棧溢出。

在程式裡面如果使用遞歸的話，你的應用程式一旦出錯的話，

就會連累作業系統的棧也會損壞，整個程式都是用一個棧，

你的應用程式一旦出錯，就會連累作業系統的棧也會損壞，

整個作業系統的程式就會奔潰。

這樣的作業系統設計是非常脆弱的，不合理的。

解決方案就是各種模式下面使用不同的棧。

這樣我的作業系統核心使用自己的棧，每個應用程式也是用自己獨立的棧。

這樣各是各的，一個損壞不會連累到其他的地方。

雖然我們現在要設定棧，也沒有必要設定所有的棧。

我們先要找到自己的模式，然後設定自己的模式下的棧道合理合法。

我們目前處于SVC模式下面，系統在複位後預設都是進入SVC模式的，

我們怎麼去通路SVC模式下面的棧呢？很簡單，先把模式設定為SVC。

再直接設定為SVC模式的。

3、查閱文檔并設定棧指針至合法位置

棧必須是目前一段可用的記憶體（可用的意思就是這個地方必須由CPU

初始化可以通路的記憶體，而且這個記憶體隻會被我們用作棧，不會被其他程式征用）

目前CPU剛複位（剛啟動）外部的DRAM尚未初始化，目前可用的記憶體隻有内部的SRAM。

在SRAM裡面找一段記憶體來作為SVC的棧。

他要求你的BL1隻有16K

這96K怎麼配置設定别人已經配置設定好了，主要是0xd0037780還有0xd0037D80這兩個位址。

在ARM中的ATPCS要求使用滿減棧，ARM關于程式應該程式怎麼實作的規範。

是以我們一般是使用滿減棧。

4、使用C語言來通路寄存器的文法

寄存器的位址類似于記憶體位址（IO與記憶體統一編址）

是以這裡的問題使用C語言讀寫寄存器。

就是使用C語言來讀寫記憶體位址，用C語言來通路記憶體，就是要用指針

volatile unsigned int *p = (unsigned int *)0xE0200240;

因為你是寄存器通路的尋址，是以寄存器的數是經常的變化的，

是以需要volatile來變化。

5、編譯報錯（實際上是連接配接的階段報錯）

undefinded

直接去搜尋到的内容一個一個看一個一個嘗試。

遇到這個問題的時候，加上-nostdlib選項即可。

就是不使用标準的函數庫。

标準函數庫就是我們編譯器中的自帶的函數庫。

可以讓編譯器和連結器優先選擇我程式。

我們就要用我們自己的。

彙編和C語言的聯合調式方法。

這根編譯器是有關的，好幾年前做過這個東西。

volatile的作用是：程式在編譯時，編譯器不對程式做優化。

優化有時候是OK的，但是有時候是自作聰明的，造成程式的不對。

如果你的一個變量是易變的，不希望編譯器幫我們做優化，

就在這個變量定義時加volatile。

加不加有沒有差别，取決于編譯器，如果編譯器做了優化則有差異。

如果編譯器本身沒有做優化，那麼就沒有差别。

在我們這裡，arm-2009q3，實際測試加不加效果是一樣的。

volatile加上是肯定是對的，但是效率會有下降。

一般人家寫裸機程式都是這麼寫寄存器的，用來在寄存器寫東西

#define rGPJ0CON  *((volatile unsigned int *)GPJ0CON)

#define rGPJ0DAT  *((volatile unsigned int *)GPJ0DAT)

#define WTCON  0xE2700000
#define SVC_STACK 0xd0037d80

//彙編語言的初始化的語言
.global _start      //把_start連結屬性改為外部，這樣其他檔案就可以看到了
_start:
	//第1步：關閉看門狗(向WTCON的bit5寫入0即可)
	
	ldr r0, =WTCON
	ldr r1, =0x0
	str r1, [r0]
	
	//第2步：設定SVC棧,這是看使用者手冊裡面檢視得到的
	ldr sp, =SVC_STACK     

	//從這裡開始就可以開始調用C程式了
	bl led_blink       //這是C 語言實作的一個函數
	
	//最後彙編的這個死循環不能丢掉
	b .
	
	
//led.c
#define GPJ0CON  0xE0200240
#define GPJ0DAT  0xE0200244

void delay(void);

void led_blink(void)
{
    //led初始化，也就是把GPJ0CON中設定為輸出模式
	unsigned int *p = (unsigned int *)GPJ0CON;
	unsigned int *p1 = (unsigned int *)GPJ0DAT;
	*p = 0x11111111;
	
	while(1)
	{
	   //led亮
	   *p1 = ((0<<3) | (0<<4) | (0<<5));
	   //延時
	   delay();
	   //LED滅
	   *p1 = ((1<<3) | (1<<4) | (1<<5));
	   //
	   delay();
	}
}

void delay(void)
{
   volatile unsigned int i = 900000;
   while(i--);
}