C語言版——點亮LED燈，深入到棧
在上一篇進行了匯編語言的編寫之後，我們采用C語言來編寫程序，畢竟C語言才是我們使用最多的語言。
僅僅是點亮LED燈顯然太過於簡單，我們需要分析最後的反匯編，了解函數調用棧，深入C語言骨髓去分析代碼，並且自己編寫C語言的庫函數版本，方便以後開發，同時也是對自己C語言封裝能力的鍛煉。
先貼韋老大的代碼：
start.s:
.text .global _start _start: /* 設置內存: sp 棧 */ ldr sp, =4096 /* nand啟動 */ // ldr sp, =0x40000000+4096 /* nor啟動 */ /* 調用main */ bl main halt: b halt
LED.c:
int main() { unsigned int *pGPFCON = (unsigned int *)0x56000050; unsigned int *pGPFDAT = (unsigned int *)0x56000054; /* 配置GPF4為輸出引腳 */ *pGPFCON = 0x100; /* 設置GPF4輸出0 */ *pGPFDAT = 0; return 0; }
C語言操作，的傳統IDE開發當中，我們只用從main函數開始寫代碼就行了，但是IDE隱藏了太多技術細節。
我們在arm嵌入式linux開發過程中，都需要自己來，這對初學者是不友好，但是對深入學習卻是很有幫助的。
首先，第一點，nand flash啟動，使用片內4k sram。
我們都知道，函數調用和局部變量的存儲需要使用到一種叫做棧的數據結構。
這裏說明，s3c2440，采用默認的棧生長方式，這也是我們最常見的方式，高地址往低地址生長。
要調用main函數，我們需要開辟棧，這裏使用片內4k 內存作為棧。
看看反匯編：
led.elf: file format elf32-littlearm Disassembly of section .text: 00000000 <_start>: 0: e3a0da01 mov sp, #4096 ; 0x1000 4: eb000000 bl c <main>00000008 <halt>: 8: eafffffe b 8 <halt> 0000000c <main>: c: e1a0c00d mov ip, sp 10: e92dd800 stmdb sp!, {fp, ip, lr, pc} 14: e24cb004 sub fp, ip, #4 ; 0x4 18: e24dd008 sub sp, sp, #8 ; 0x8 1c: e3a03456 mov r3, #1442840576 ; 0x56000000 20: e2833050 add r3, r3, #80 ; 0x50 24: e50b3010 str r3, [fp, #-16] 28: e3a03456 mov r3, #1442840576 ; 0x56000000 2c: e2833054 add r3, r3, #84 ; 0x54 30: e50b3014 str r3, [fp, #-20] 34: e51b2010 ldr r2, [fp, #-16] 38: e3a03c01 mov r3, #256 ; 0x100 3c: e5823000 str r3, [r2] 40: e51b2014 ldr r2, [fp, #-20] 44: e3a03000 mov r3, #0 ; 0x0 48: e5823000 str r3, [r2] 4c: e3a03000 mov r3, #0 ; 0x0 50: e1a00003 mov r0, r3 54: e24bd00c sub sp, fp, #12 ; 0xc 58: e89da800 ldmia sp, {fp, sp, pc} Disassembly of section .comment: 00000000 <.comment>: 0: 43434700 cmpmi r3, #0 ; 0x0 4: 4728203a undefined 8: 2029554e eorcs r5, r9, lr, asr #10 c: 2e342e33 mrccs 14, 1, r2, cr4, cr3, {1} 10: Address 0x10 is out of bounds.
說明：
<.comment>:在上面的反匯編當中，它不是匯編代碼的一部分，是註解，給我們一些提示，便於我們閱讀、理解的。在講解這個匯編之前，我們需要先看一個arm寄存器的別名表。
好，現在開始分析，其中最重要的也是新出現的兩個指令：
stmdb，ldmia
詳細介紹可以參見韋老大書籍P53，arm嵌入式系統開發P58。
簡單說明，db表示事先遞減方式，ia表示事後遞增方式。
先對反匯編進行註解：
led.elf: file format elf32-littlearm Disassembly of section .text: 00000000 <_start>: 0: e3a0da01 mov sp, #4096 ; 賦值4096給sp堆棧寄存器 4: eb000000 bl c <main> ;跳轉到main函數，同時保存main函數返回地址到lr寄存器，返回地址為下一條指令的地址，這裏lr應為8 00000008 <halt>: 8: eafffffe b 8 <halt>;死循環 0000000c <main>: c: e1a0c00d mov ip, sp;備份sp寄存器的值到ip，ip是r12寄存器的別名
10: e92dd800 stmdb sp!, {fp, ip, lr, pc} ; 這條指令需要重點講解，首先，fp，ip，lr，pc分別對應寄存器：r11，r12，r14，r15 ; stm指令多寄存器操作的時候，後面的寄存器從編號高的先開始存儲，把後面幾個寄存器的值寫入sp所對應的內存塊中，（註意和但寄存器操作區分開來）後綴db表示 先減後存儲 ; sp後面加了一個感嘆號!,表示sp最後的值等於最後被修改的值，不加感嘆號就算操作使sp更改過，sp也等於最初的值 ; 首先操作r15，即pc，sp先減，sp=sp-4，此時sp=4092,pc等於當前指令地址加8，即此時pc=0x10+8=0x18，相當於把0x18寫入sram地址4092 ; 同理操作r14，即lr，sp=sp-4，lr=8，相當於把0x8寫入4088地址 ; r12，ip是等於4096的，上面的move指令，r11，fp的值此時未定
14: e24cb004 sub fp, ip, #4 ; fp=ip-4=4092 18: e24dd008 sub sp, sp, #8 ; sp=sp-8=4072 1c: e3a03456 mov r3, #1442840576 ;#1442840576等於十六機制0x56000000，把這個數存放在r3中 20: e2833050 add r3, r3, #80 ;r3=r3+80=0x56000050 24: e50b3010 str r3, [fp, #-16];fp-16=4076，把0x56000050放入內存4076中 28: e3a03456 mov r3, #1442840576 ; 0x56000000 2c: e2833054 add r3, r3, #84 ; r3=0x56000054 30: e50b3014 str r3, [fp, #-20];fp=fp-20=4072,把0x56000054放入內存4072中 34: e51b2010 ldr r2, [fp, #-16];r2=[fp-16=4076]=0x56000050 38: e3a03c01 mov r3, #256; r3==256=0x100 3c: e5823000 str r3, [r2];把0x100存入[0x56000050] 40: e51b2014 ldr r2, [fp, #-20];r2=[fp-20=4072]=0x56000054 44: e3a03000 mov r3, #0 ; r3=0=0x0 48: e5823000 str r3, [r2];把0x0存入0x56000054內存中 4c: e3a03000 mov r3, #0 ; r3=0x0 50: e1a00003 mov r0, r3;r0=r3=0x0,這裏編譯器有點笨，可以直接r0給0的，這裏對應return 0. 54: e24bd00c sub sp, fp, #12 ; sp=fp-12=4080
58: e89da800 ldmia sp, {fp, sp, pc} ;恢復保存的現場，ldmia，事後增加，從sp所對應內存塊中取出數據存放到後面的寄存器，高編號的寄存器放在高地址，低編號的寄存器 ;放在低地址，此時sp=4080,從低地址往高地址開始恢復，這也符合ia後綴 ;先恢復fp，此時4080地址存放的值，註意是值不是地址，等於4092，恰好就是等於fp，即一頓操作之後，fp還是等於原來的fp ;再恢復sp，sp=sp+4=4084，內存4084對應的值是4096，即一頓操作之後，sp又等於4096了； ;最後恢復pc，sp=sp+4=4088，內存4088對應的值是8，即一段操作之後，pc=8了，pc等於8意味著什麽？意味著函數從main函數返回了，將去執行那個死循環halt
為了更好的理解函數入棧，讓我們深入理解C語言底層匯編，畫出內存示意圖：
你可能會說。0-4096不是4097了嗎？這樣問非常好，不放過任何有疑問的細節，但是，4096，可以是4096的開始，也可以是4095的結尾，這裏表示的是4095的結尾，因為4096我們一來是要先減4的。上圖的4096是沒用使用到真正屬於4096地址後擴4字節的，而是在剛好到達4096時，之前的內存。
到這裏，終於完成了一大半，我們知道了函數入棧之後，似乎函數調用的參數傳遞，也要用到棧啊，那麽我們繼續挖掘匯編。這裏又需要補充幾點arm方面的知識。
現在編寫匯編代碼， 傳遞一個參數：
.text .global _start _start: /* 設置內存: sp 棧 */ ldr sp, =4096 /* nand啟動 */ // ldr sp, =0x40000000+4096 /* nor啟動 */ mov r0, #4 bl led_on ldr r0, =100000 bl delay mov r0, #5 bl led_on halt: b halt
對應的c代碼：
void delay(volatile int d) { while (d--); } int led_on(int which) { unsigned int *pGPFCON = (unsigned int *)0x56000050; unsigned int *pGPFDAT = (unsigned int *)0x56000054; if (which == 4) { /* 配置GPF4為輸出引腳 */ *pGPFCON = 0x100; } else if (which == 5) { /* 配置GPF5為輸出引腳 */ *pGPFCON = 0x400; } /* 設置GPF4/5輸出0 */ *pGPFDAT = 0; return 0; }
上面匯編中，只對應一個參數，所以只用r0就可以達到函數參數傳遞的效果，匯編比較簡單就不贅述了。
這個例子是為了讓我們了解匯編通過寄存器傳遞函數參數，前提是必須先設置sp寄存器。
甚至不必編寫main函數，當然不建議這樣做，這樣示例是為讓你明白一點，main函數也是因為啟動代碼去調用了它，我們通過改寫啟動代碼，可以沒有main函數。
終於到了我們最熟悉的階段了，編寫C語言應用程序，一般來說，復雜的和可復用性更高的代碼我們肯定是用C語言編寫，全用匯編編寫代碼真是很慢而且麻煩，更不用說機器碼編程了，但是了解它們對我們深入學習又十分有用，這或許就是arm對初學者不友好的原因吧，因為現在為止我們還沒有大型項目需要編寫復雜的Makefile，後面還有很多技能需要get，這也是在買了板子大半年了才真的開始上手的原因，需要花時間補習其他知識。
言歸正傳，如上面的C語言程序，雖然完成了要求，可是復用性太差，既然你覺得你C語言最熟悉，那麽就請封裝一個復用性高的代碼出來看看吧。
/*明天補c代碼，先洗漱休息了*/
C語言版——點亮LED燈，深入到棧