无操作系统支持ARM系统的C语言编程方法.
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armclang 汇编编译程序ARMclang汇编编译程序ARMclang是ARM架构下的一款编译器工具链,可以用于编译ARM指令集的汇编程序。
在本文中,我们将介绍ARMclang的基本概念、使用方法以及一些注意事项。
一、ARMclang简介ARMclang是ARM架构下的一款编译器工具链,它基于LLVM项目,提供了一套完整的编译器工具,包括预处理器、编译器、汇编器和链接器等。
ARMclang支持ARM指令集的汇编语言编程,可以将汇编代码转换为可执行的机器码,用于嵌入式系统开发、驱动程序编写等场景。
二、ARMclang的使用方法1. 安装ARMclang要使用ARMclang进行汇编编译,首先需要安装ARMclang工具链。
ARMclang可以在ARM官网上下载,根据自己的操作系统选择对应的版本进行下载和安装。
2. 编写汇编代码编写汇编代码时,可以使用任何文本编辑器。
ARM汇编语言是一种低级语言,它使用助记符来表示指令和寄存器等。
在编写汇编代码时,需要注意指令的格式、寄存器的使用以及对内存的操作等。
3. 使用ARMclang进行编译编写完汇编代码后,可以使用ARMclang进行编译。
打开终端或命令行界面,进入到汇编代码所在的目录,执行以下命令进行编译:```armclang -c -o output.o input.s```其中,`input.s`是输入的汇编代码文件,`output.o`是输出的目标文件。
ARMclang会将汇编代码转换为目标文件,该文件包含了可执行的机器码。
4. 链接目标文件如果汇编代码中有调用外部函数或使用外部变量的情况,需要将目标文件与其他目标文件进行链接,生成最终的可执行文件。
可以使用ARMclang提供的链接器进行链接,执行以下命令:```armclang -o output input.o other.o```其中,`input.o`和`other.o`是需要链接的目标文件,`output`是最终生成的可执行文件。
C语言嵌入式操作系统裸机和RTOS C语言嵌入式操作系统裸机与RTOS嵌入式操作系统(Embedded Operating System,简称EOS)是一种专为嵌入式设备设计的操作系统,它具有小巧、高效、实时等特点。
而裸机编程是指在嵌入式系统中,直接与硬件进行交互编程的方式,不依赖于任何操作系统。
RTOS(Real-time Operating System,实时操作系统)是一种提供实时响应的操作系统,针对嵌入式系统而设计。
本文将介绍C语言嵌入式操作系统裸机编程和RTOS编程的基础知识和技巧。
一、裸机编程入门在进行裸机编程之前,我们需要了解硬件平台的相关信息,包括处理器型号、寄存器、外设等。
然后,我们可以通过配置寄存器来初始化硬件设备,设置中断服务程序,并编写具体的功能代码。
在裸机编程中,我们需要注意时间分片、中断处理和资源管理等问题。
二、裸机编程与RTOS的区别1. 复杂性:裸机编程相对简单,因为我们可以直接访问硬件资源。
而RTOS编程需要考虑任务调度、资源互斥、消息传递等复杂的操作系统特性。
2. 实时性:RTOS可以提供更好的实时性能,可以用于要求较高实时响应的应用场景。
而裸机编程的实时性取决于程序的具体实现。
3. 可移植性:裸机编程通常与特定的硬件平台绑定,不具备通用的可移植性。
而RTOS提供了抽象层,可以将应用程序与底层硬件解耦,提高了可移植性。
三、RTOS编程基础1. 任务管理:RTOS允许将应用程序划分为多个任务,并通过任务调度器进行管理。
每个任务执行特定的功能,实现任务之间的并发执行。
2. 中断处理:RTOS提供了中断处理机制,可以对不同的中断进行响应和处理。
中断处理程序可以与任务同时运行,保证了系统的实时性。
3. 时间管理:RTOS提供了时间管理功能,可以进行时间片轮转调度、优先级调度等,确保任务按照预定的时间顺序执行。
4. 同步与互斥:RTOS提供了信号量、互斥锁等机制,用于管理共享资源的访问。
arm 空指令 c语言
在C语言中,空指令通常用于占位或者作为占位符使用。
在ARM架构中,空指令通常用于在程序中创建一个空操作,即不执行任何实际操作,只是为了占据一个指令的位置。
在C语言中,我们可以使用内联汇编来插入ARM空指令。
下面是一个简单的示例:
c.
void doNothing(void) {。
__asm__ volatile ("NOP");
}。
在这个示例中,`__asm__`关键字用于告诉编译器以下是内联汇编代码。
`volatile`关键字用于告诉编译器不要优化这段代码。
`NOP`是ARM汇编中的空指令,它告诉处理器不执行任何操作,只是简单地占据一个指令的位置。
空指令在C语言中的使用场景包括:
1. 调试,在调试过程中,我们可能需要在代码中插入一些空指令来暂停程序的执行,以便观察程序的状态。
2. 占位符,有时候我们可能需要在代码中占据一些位置,但又不需要执行任何实际操作,这时可以使用空指令作为占位符。
3. 对齐,在一些特定的内存对齐操作中,空指令也可以被使用来填充空间,以确保数据对齐到特定的边界。
需要注意的是,使用空指令应该谨慎,因为过多的空指令可能会导致代码可读性下降,同时也可能会影响程序的性能。
在实际开发中,应该根据具体情况慎重考虑是否使用空指令。
编译arm架构sqlite
SQLite是一个开源的嵌入式关系数据库管理系统,它使用C语言开发,并支持在不同的操作系统上运行,包括ARM架构。
要编译ARM架构的SQLite,你需要通过以下步骤进行:
1. 首先,确保你的开发环境中已经安装了ARM交叉编译工具链。
这个工具链包括ARM架构的编译器、链接器和工具等。
2. 下载SQLite的源代码,你可以从官方网站或者其他可靠的资源中
获取。
3. 解压源代码包,并进入解压后的文件夹。
4. 打开终端或命令行界面,进入源代码文件夹。
5. 设置编译配置,其中包括交叉编译工具链的路径、目标平台等。
你
可以通过命令行选项或者配置文件来完成这一步骤。
6. 运行编译命令,根据你的编译配置,构建SQLite的ARM架构版本。
编译过程可能会花费一些时间,取决于你的机器性能和编译选项的设置。
7. 编译完成后,你将得到一个可在ARM架构上运行的SQLite库文件。
你可以将这个库文件用于你的ARM平台应用程序中。
编译SQLite需要一定的编译知识和经验,如果你对交叉编译和ARM架构不熟悉,可能需要参考相关文档和教程。
请确保下载源代码时来自可靠的来源,并遵守相关的许可证和法律规定。
希望上述信息对你有帮助,祝你编译成功!。
ARM简介及编程1.ARM简介(摘录) ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业的一家知名企业,设计了大量高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件。
技术具有性能高、成本低和能耗省的特点。
适用于多种领域,比如嵌入控制、消费/教育类多媒体、DSP和移动式应用等。
ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商,每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。
利用这种合伙关系,ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。
目前,总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议,其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。
至于软件系统的合伙人,则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。
ARM架构是面向低预算市场设计的第一款RISC微处理器。
2.产品介绍ARM提供一系列内核、体系扩展、微处理器和系统芯片方案。
由于所有产品均采用一个通用的软件体系,所以相同的软件可在所有产品中运行(理论上如此)。
典型的产品如下。
①CPU内核--ARM7:小型、快速、低能耗、集成式RISC内核,用于移动通信。
-- ARM7TDMI(Thumb):这是公司授权用户最多的一项产品,将ARM7指令集同Thumb 扩展组合在一起,以减少内存容量和系统成本。
同时,它还利用嵌入式ICE调试技术来简化系统设计,并用一个DSP增强扩展来改进性能。
该产品的典型用途是数字蜂窝电话和硬盘驱动器。
--ARM9TDMI:采用5阶段管道化ARM9内核,同时配备Thumb扩展、调试和Harvard 总线。
在生产工艺相同的情况下,性能可达ARM7TDMI的两倍之多。
常用于连网和顶置盒。
②体系扩展-- Thumb:以16位系统的成本,提供32位RISC性能,特别注意的是它所需的内存容量非常小。
③嵌入式ICE调试由于集成了类似于ICE的CPU内核调试技术,所以原型设计和系统芯片的调试得到了极大的简化。
c嵌入arm汇编指令嵌入 ARM 汇编指令到 C 代码中在进行嵌入式系统开发中,经常需要使用汇编指令来对特定的硬件进行操作。
而在 C 语言中,直接使用汇编指令是不被允许的,因此需要借助特定的语法和约定来嵌入 ARM 汇编指令到 C 代码中。
本文将介绍如何在 C 代码中嵌入 ARM 汇编指令,并提供一些常用的示例。
一、嵌入 ARM 汇编指令的语法在 C 代码中嵌入 ARM 汇编指令,可以使用 `asm` 关键字和特定的语法结构。
基本的语法格式如下所示:```casm("汇编指令");```其中,"汇编指令"表示要嵌入的 ARM 汇编指令,可以是单条指令或者多条指令的序列。
需要注意的是,汇编指令通常是以字符串的形式给出,因此需要使用双引号将其括起来。
二、嵌入 ARM 汇编指令的使用示例1. 嵌入汇编指令修改寄存器的值```cint main() {int a = 10;int b = 20;asm("ldr r0, %[value]" : : [value] "m" (b)); // 将 b 的值加载到寄存器 r0asm("str %[value], %[address]" : : [value] "r" (a), [address] "m" (&a)); // 将 a 的值存储到地址 &a 处return 0;}```在上述示例中,通过 `ldr` 指令将变量 b 的值加载到寄存器 r0 中,然后通过 `str` 指令将变量 a 的值存储到地址 &a 处。
2. 嵌入汇编指令实现延时功能```cvoid delay(int count) {asm("mov r1, %[value]" : : [value] "r" (count)); // 将参数 count 的值移动到寄存器 r1asm("loop: subs r1, r1, #1"); // 寄存器 r1 的值减 1asm("bne loop"); // 如果寄存器 r1 的值不等于零,则跳转到标签loop 处继续执行return;}```上述示例中定义了一个延时函数 delay,通过循环减少寄存器 r1 的值来实现延时功能。
__asm__ __volatile__内嵌汇编用法简述在阅读C/C++原码时经常会遇到内联汇编的情况,下面简要介绍下__asm__ __volatile__内嵌汇编用法。
带有C/C++表达式的内联汇编格式为:__asm__ __volatile__("Instruction List" : Output : Input : Clobber/Modify; 其中每项的概念及功能用法描述如下:1、 __asm____asm__是GCC 关键字asm 的宏定义:#define __asm__ asm__asm__或asm 用来声明一个内联汇编表达式,所以任何一个内联汇编表达式都是以它开头的,是必不可少的。
2、Instruction ListInstruction List 是汇编指令序列。
它可以是空的,比如:__asm____volatile__(""; 或 __asm__ ("";都是完全合法的内联汇编表达式,只不过这两条语句没有什么意义。
但并非所有Instruction List 为空的内联汇编表达式都是没有意义的,比如:__asm__("":::"memory";就非常有意义,它向GCC 声明:“内存作了改动”,GCC 在编译的时候,会将此因素考虑进去。
当在"Instruction List"中有多条指令的时候,可以在一对引号中列出全部指令,也可以将一条或几条指令放在一对引号中,所有指令放在多对引号中。
如果是前者,可以将每一条指令放在一行,如果要将多条指令放在一行,则必须用分号(;)或换行符(\n)将它们分开. 综上述:(1)每条指令都必须被双引号括起来 (2两条指令必须用换行或分号分开。
例如:在ARM 系统结构上关闭中断的操作int disable_interrupts (void{unsigned long old,temp;__asm__ __volatile__("mrs %0, cpsr\n""orr %1, %0, #0x80\n""msr cpsr_c, %1": "=r" (old, "=r" (temp:: "memory";return (old & 0x80 == 0;}3. __volatile____volatile__是GCC 关键字volatile 的宏定义#define __volatile__ volatile__volatile__或volatile 是可选的。
[原创]Linux arm 启动c语言部分详解第一讲(from Start kernel)written by leeming作为我们实验室的一个学术交流,我顺着fp的linux arm启动汇编部分继续下去。
我们可以看到其实linux汇编部分的启动大量的工作是对zimage的解压,重定位等操作,如果是image(也就是zimage解压重定位结束后)来说,其实主要就做了以下这么几件事情:1.建立启动时的一级页表,2.打开mmu,3.保存机器号等参数。
因此对于整个处理器系统来说还需要做大量的工作,对于移植内核来说,只有真正了解了这部分你才会明白在arch/arm/mach-sep4020这个目录中的文件为什么需要这样写。
进入正题:1.进入start_kernel,详解setup_arch(处理器的移植,页表建立都在这里实现的)asmlinkage void __init start_kernel(void){ char * command_line; extern struct kernel_param __start___param[], __stop___param[];/** Interrupts are still disabled. Do necessary setups, then* enable them*/ lock_kernel(); //这里是和高端内存相关的操作,arm中不涉及 page_address_init(); //这个只是printk的等级,但是为什么在控制台不显示,待看 //这时候控制台还没有初始化,因此所有的信息都是在log_buf里 printk(KERN_NOTICE); printk(linux_banner); setup_arch(&command_line); …… ……到这里就碰到了我们详解start kernel的第一道坎,setup_arch(&command_line);别看就一句话,其实这个函数本身是非常庞大的,下面我们来具体看完整的setup_arch函数。
其中argc是参数的个数,argv是指向各参数的指针的数组,main函数由操作系统内核启动,操作系统内核完成函数所需的变量初始化工作,并在调用结束后检查main函数的返回值,若返回值为0,表明程序运行正常,否则表明程序运行出错。
在嵌入式系统中,由于没有操作系统内核存在,对main函数的初始化下作只能由系统引导(ROOT)模块完成。
系统引导(ROOT)部分完成系统初始化下作,用汇编语言实现。
它的工作包括硬件初始化、栈寄存器的设置、全局变量的初始化或清0、RAM中运行的模块的加载、堆参数的初始化等,完成这些工作后,再把控制权交给C的main函数。
显然,对嵌入式系统的main而言,argc和argv这两个参数及返回值都没有意义的(如果返回,表明系统出现严重错误)。
另外,为了避免产生混淆,我们还必须给main函数另外取一个名字,比如Main,否则,编译器将会给main函数生成一大堆初始化代码,导致C程序的主入口与系统引导模块的接口错误。
无操作系统支持
ARM系统的C语言编程方法
胡敏黄旭伟浙江工业职业技术学院312000
1引言
无操作系统支持的嵌入式软件包括系统引导(BOOT)、外围驱动程序、存储管理、系统I/O、通信、应用程序等方面,需要结合采用汇编语言(约占10%)和C语言(约占90%)。
本文详细介绍ARM嵌入式平台的C语言编程方法。
2系统引导与main函数
通常C语言是从main函数开始的,main函数的原型是:
intmain(intargc,char**argv)
系统引导模块完成各种初始化下作后,用一条跳转指令进入C的主入口Main,控制权从此移交给了C应用程序。
3存储管理
存储管理是一个复杂的课题,从广义的角度来说,磁盘文件系统、内存、片内高速Cache等都属于这个范畴,嵌入式系统中,较有意义的是内存的动态分配与释放及Flash存储器管理两方面,本文要介绍的是我们在嵌入式系统中实现的动态内存管理。
C语言中动态内存分配与释放主要由malloc和free两个标准库函数实现。
malloc从系统空闲内存中分配合适的内存块,free函数完成内存块的回收。
这两个函数一般需要操作系统内核的支持,在ARM裸平台上不能直接调用,为此,我们编写了m_alloc和m_free两个函数,实现动态存储管理的功能。
典型应用程序内存映象分成代码区、数据区和栈区,三个区从低地址到高地址依次分布,代码区从最低地址开始,栈区则占据最高地址,代码区和数据区
图1动态存储管理过程中的内存状态
可以相连,也可以分开,嵌入式系统里,代码区位于只读存储器(如Flash)中,数据区和栈区则位于RAM中,因此代码区和数据区一般并不相连,数据区和栈区是分开的,它们之间的空隙称作堆。
堆作为一个连续的可利用空间,是系统的初始可分配块,每次应用程序申请内存,m_alloc便从堆中分割出一块(从低地址开始)给它,随着申请次数的增加,原来一个完整的内存块便被分割为多个独立的块分配给应用程序,由于内存释放的先后顺序是随机的,因此一定时间后,系统中将存在多个互不相连的内存块,这就使得整个内存区呈现出占用块和空闲块大牙交错的状态,如图1所示,图中灰色部分表示内存被占用,白色部分表示未被占用。
为了进行内存动态管理,需要维护两张全局表,一张是可利用空间表(avail_list),管理空闲内存块的信息,另一张是已分配空间表(used_list),管理占用内存块,这两张表都用双向循环链表实现,随着系统的运行,可利用空间表中往往会有多个空闲块存在,究竟分配哪一块呢?有三种不同的分配策略,即首次拟合法、最佳拟合法和最差拟合法,各有优缺点,笔者实现的是首次拟合法。
可利用空间表和已分配空间表采用相同的“表元”数据结构,定义如下:
structmblock{
structmblock*next;
structmblock*prev;size_1size;char*space;};
在系统初始化时,整个可分配内存块是一个连续的存储区可利用空间表的元素只有一个,m_alloc函数每次分配内存时,先检查size(m_alloc的参数)是否合法(如是否超出堆的范围),若合法,再将其与32-bit字对齐,然后从avail_list中搜索合适的内存块,并将其分配给应用程序,如果内存块的大小比size大得较多,则对内存块进行分裂,低地址的一块分配给应用程序,高地址的
一块仍然放入avail_list中如果搜索不到合适的空闲块,m_allot返回(void*)0。
m_free函数释放内存时,根据参数addr给定的地址在used_list中搜索相应的表元,找到后,将它标识的内存块释放,并插入到avail_list中去,然后在avail_list中检查是否有相邻的空闲块,并进行空闲块的合并,有三种不同的情况要分别处理:(1)左相邻:相邻块在当前释放块的低地址端。
(2)右相邻:相邻块在当前释放块的高地址端。
(3)左右相邻:当前释放块的低地址端和高地址端都有相邻块。
在具体的分配算法上,有边界标识法和伙伴系统。
前者直接将链表管理信息插入到内存块的前端和后端,回收算法效率较高,但如果应用程序改写了超出它所申请范围的内存区,则会破坏整个数据结构,鲁棒性差一些,后者没有本文所描述的算法的效率高,且容易形成很多内存碎片。
4LCD终端(系统I/O)
LCD终端软件是系统I/O范畴的重要内容,主要包括LCD字符显示(英文8*16点阵,汉字16*16点阵),LCD绘图(点、线、圆、面、位图、
图形旋转等),320*240象素的LCD显示器,能显示15行*40列英文字符或15行*20列汉字字符,并基本实现有较好分辨率的图形/图像的显示。
LCD显示的最基本程序是画点程序,其原型如下:
voidLCDPixel(intx,intv,charcolor)
其中,x和y是点的坐标,坐标原点在左上角,color是点的灰度。
字符和位图的显示利用了点阵方式。
线、圆和面则利用相应的算法实现图形旋转需要使用坐标变换函数。
这里要详细介绍的是把LCD作为(英文)字符型终端时的相应软件设计,把LCD作为字符型终端时,一个关键点是定义好光标:
staticunsignedCurrentLine,CurrentColumn
这里CurrentLine和CurrentColumn分别定义了光标的横坐标和纵坐标(坐标原点在左上角),取值范围分别是(0-39)和(0-14),对应于横行40个字符和纵列15个字符。
定义好光标后每次向屏幕输出字符时,总是从光标处开始,这样就保证了输出的有序性和连贯性。
向屏幕输出字符串的基本函数是Printf,其原型如下:
voidPrintf(constchar*fmt,…)这是一个可变参数函数,功能上与printf标准库函数完全相似。
为了实现可变参数的处理,要使用stdarg.h中定义一些宏。
Printf分析每个格式字符,并对各转义字符(如\n,\t,\b,\r,\v等)进行相应处理。
在屏幕的合适位置打印格式化后的字符串。
Printf还调用一个滚屏函数ScreenScroll,当光标位于末行时让屏幕向上滚动若干行。
Printf函数不仅为LCD作为字符型终端提供了一个好的手段,同时也为程序的调试提供了便利。
我们可以在程序可能出错的地方用Printf函数打印一些信息,这为我们对程序的跟踪提供了相当大的方便,Printf函数在嵌入式系统编程中使用是十分明显的。
5结束语
目前,嵌入式应用日渐普及,嵌入式软件越来越受到关注,本文仅从作者的实践出发,谈了一些粗浅经验。