tiny4412 裸机程序 四、设置栈和C语言点亮LED

一、为什么调用C函数要设置栈

1. 栈的整体作用

1) 保存现场；

2) 传递参数:汇编代码调用C函数时，需传递参数；

3) 保存临时变量:包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量；

2. 详细解释

1) 保存现场

现场，意思就相当于案发现场，总有一些现场的情况，要记录下来的，否则被别人破坏掉之后，你就无法恢复现场了。而此处说的现场，就是指CPU运行的时候，用到了一些寄存器，比如r0,r1等等，对于这些寄存器的值，如果你不保存而直接跳转到子函数中去执行，那么很可能就被其破坏了，因为其函数执行也要用到这些寄存器。因此，在函数调用之前，应该将这些寄存器等现场，暂时保持起来(入栈push)，等调用函数执行完毕返回后(出栈pop)，再恢复现场。这样CPU就可以正确的继续执行了。保存寄存器的值，一般用的是push指令，将对应的某些寄存器的值，一个个放到栈中，把对应的值压入到栈里面，即所谓的压栈。然后待被调用的子函数执行完毕的时候，再调用pop，把栈中的一个个的值，赋值给对应的那些你刚开始压栈时用到的寄存器，把对应的值从栈中弹出去，即所谓的出栈。其中保存的寄存器中，也包括lr的值（因为用bl指令进行跳转的话，那么之前的PC的值是存在lr中的），然后在子程序执行完毕的时候，再把栈中的lr的值pop出来，赋值给PC，这样就实现了子函数的正确的返回。

2) 传递参数

C语言进行函数调用的时候，常常会传递给被调用的函数一些参数，对于这些C语言级别的参数，被编译器翻译成汇编语言的时候，就要找个地方存放一下，并且让被调用的函数能够访问，否则就没发实现传递参数了。对于找个地方放一下，分两种情况。一种情况是，本身传递的参数不多于4个，就可以通过寄存器r0~r3传送参数。因为在前面的保存现场的动作中，已经保存好了对应的寄存器的值，那么此时，这些寄存器就是空闲的，可以供我们使用的了，那就可以放参数。另一种情况是，参数多于4个时，寄存器不够用，就得用栈了。

3) 临时变量保存在栈中

包括函数的非静态局部变量以及编译器自动生成的其他临时变量。

二、程序说明

完整代码见目录3_led_c_sp。

1. start.S

本章我们将使用C函数来实现点灯和延时的功能，在代码3_led_c_sp中，start.S的作用如下：

第一步 关闭看门狗；

第二步 设置栈；

第三步 调用C函数led_blink(),实现LED闪烁；

设置栈，其实就是设置sp寄存器，让其指向一块可用的内存，我们将其指向0x0205_0000，原因如下：iRAM的最顶地址是0x0206_0000，这里我二了一把，一开始，我不确定Exynos4412堆栈是向上增长还是向下递减的，为给自己开脱，就当我想试试其他地址行不行，所以直接写了0x0205_0000。其实应是向下递减的，因为U-Boot程序的sp地址是指向0x0206_0000。所以这个值可以改回0x0206_0000，让其指向顶部比较好吧。

2、led.c

led.c中编写了两个C函数，led_blink()实现LED闪烁，delay()实现延时功能，代码如下, 代码里的注释已经写得非常清楚了。相比起汇编，使用C语言来操作LED显得简洁，也容易了许多，也更加好看明白了。

#define GPM4CON (*(volatileunsigned long *) 0x110002E0)

#define GPM4DAT (*(volatile unsigned long *)0x110002E4)

void delay(int r0) //延时

{

volatile int count = r0;

while (count--) ;

}

void led_blink() //LED闪烁

{

GPM4CON = 0x00001111; // 配置引脚

while(1)

{

GPM4DAT = 0; // LED on

delay(0x200000);

GPM4DAT =0xf; //LED off

delay(0x200000);

}

}

三、完整的烧写过程

已将SD卡插入电脑，假设linux识别了SD卡，其识别号为sdb。执行下面命令：

# chmod 777 –R 3_leds_c_sp

# cd 3_leds_c_sp

# make

# cd sd_fuse

# make

# ./ fast_fuse /dev/sdb

四、上电实验

将sd卡插入Tiny4412中，选择sd卡启动，然后上电，可以看到以下现象：

LED正常闪烁，设置栈以后，我们的程序就能调用C函数，这样将大大提升我们编写代码的速度。下一章我们将学习如何打开和关闭icache，体验一下icache的威力。