嵌入式 - ARM3

一、arm启动C语言

1. 配置异常向量表

2. 实现了软件中断的部分

注：

        ldmfd sp!, {r0-r12, lr}                ==                 ldmfd sp!, {r0-r12, pc}^   
        bx lr             

左半部分：
        繁琐易理解的返回方式：
                先弹出所有通用寄存器和lr        =>        再用bx lr指令返回

右半部分：
        高效简洁的返回方式：
                一句指令实现回复所有通用寄存器（r0-r12），将保存的lr直接弹入pc实现返回跳转（pc），恢复了中断发生时的处理器状态（^ 实现 程序状态寄存器cpsr 的恢复）
                

软件中断需要：
        主函数中调用软中断 => 触发函数接口 => 执行软中断处理 => 返回主函数 

3. 配置start与main.c的链接

异常向量表设置0x00 为复位，直接进入start部分

分段解析

1. 初始化supervisor模式栈

ldr sp, =0x40001000			// 初始化栈指针,复位后默认为supervisor模式

        在进入主函数操作前，需要对当前默认的supervisor模式设置一个有效的栈空间，确保能够进行函数调用和临时数据存储
        通过ldr命令将预先分配的地址（0x40001000）存入到栈指针

2. 声明主函数

import main					// 声明主函数

        告知汇编器，符号main是在C语言文件中定义的，定义后可以调用

3. 切换至user模式

1. mrs，msr

手册496

	mrs r0, cpsr				// 将当前状态寄存器备份到r0中
	msr cpsr_c, r0              // 改写后的值写回cpsr的控制域，完成模式切换

mrs指令将整个cpsr的值备份到r0中

        MRS{cond} <Rd>, <PSR>

        mrs <目标寄存器>， <CPSR / SPSR>

msr指令将修改后的值写回cpsr，完成CPU切换到user模式

        MSR{cond} <PSR>_<fields>, <Rm>

       msr  <CPSR / SPSR>_修改的部分， 源寄存器
                <fields>：c：控制域，低8位包含模式位和中断使能位
                                x：扩展域
                                s：状态域，条件标志位NZCV
                                f：标志域，条件标志位NZCV

​

2. 工作模式配置

bic r0, r0, #(0x1F << 0)    // 更改arm工作模式,手册Label - ARM processor 
                            // 低五位清零，准备更改模式
orr r0, r0, #(0x10 << 0)    // 更改工作模式为10000，为user模式

arm工作模式：手册Label - ARM processor

3. 响应中断配置

bic r0, r0, #(1 << 7)

清除I位，确保在user模式下​​开启IRQ中断​​，否则user模式无法响应中断

4. 初始化user模式下的栈指针

ldr sp, =0x40001000			// 初始化user模式下的栈指针
sub sp, sp, #1024			// 与spv模式的栈相隔一段距离

        为即将运行的主函数设置独立的栈空间
        先与superviosr模式设置成同一个地址，在此基础上位移一段字节防止相互覆盖

5. 跳转并调用执行main函数

b main						// 执行主函数

4. 配置main.c

1. 主函数内容

        目前只实现完成软中断的跳转

2. 软中断处理

        可通过 .s 的软中断跳转到软中断处理函数部分并成功返回

3. 函数声明

        除了主函数与软中断处理函数的声明外，还需声明在 .s 文件中的软中断触发响应部分

5. 魔术棒设置

Target：设置ROM1地址
Linker：勾选使用设置的地址 “Use Memory Layout from Target Dialog”
Debug ：取消勾选 “run to main()” ，使运行时从.s开始

二、安装环境

1. visual studio code

ARM插件：Chinese（Simplified）
                   Arm Assembly

C语言插件：Back & Forth
                     C / C++
                     C / C++ Extension Pack
                     C / C++ Themes
                     CMake
                     CMake Tools
                     highlight - words
                     Makefile Tools

2. Ubuntu下的编译器

确认版本   arm-linux-gnueabihf-gcc -v

3. filezilla上传文件

上传步骤：文件 => 站点管理器 => 新站点

右侧win本地站点，左侧Ubuntu远程站点，选择对应文件夹，右键点击上传文件夹上传

复习

1、arm汇编调用c语言函数以及c语言函数调用汇编编写的函数，函数的参数和返回值如何处理？

1. 汇编调用C语言

       1. 参数：
                        前四个参数通过寄存器r0，r1， r2，r3传递
                        后续参数通过栈传递，通过压栈出栈实现传参
       2. 返回值：
                        通过寄存器r0返回

2. C语言调用汇编

        1. 参数
                        调用规则与 汇编调用C语言一致

        2. 返回值
                        汇编函数直接读取寄存器或栈位置
                        需保存被调用的寄存器（r0-r12，lr）否则会破坏原状态

2、arm内核中有几种异常，分别是什么，会使内核切换到那种工作模式