हम एआरएम कॉर्टेक्स-एम 3 के लिए अपना सबसे सरल कार्यक्रम लिखते हैं

शुभ दोपहर आज मैं आपको बताना चाहता हूं कि एआरएम कॉर्टेक्स-एम 3 पर चलने वाला एक न्यूनतम कार्यक्रम कैसे लिखें और "हैलो, वर्ल्ड!" प्रिंट करता है। हम इसके लिए आवश्यक न्यूनतम कदमों को पूरा करने की कोशिश करेंगे। हम QEMU एमुलेटर पर चलेंगे। इसलिए, कोई भी प्रजनन कर सकता है, भले ही उसके पास हाथ में लोहे का टुकड़ा न हो।

तो चलिए!

QEMU एमुलेटर कोर्टेक्स-एम 3 कोर का समर्थन करता है और इसके आधार पर टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स से स्टेलारिस LM3S811 प्लेटफॉर्म का अनुकरण करता है। हम इस प्लेटफॉर्म पर चलेंगे। हमें आर्म-नोनी-ईबी- टूलचिन की आवश्यकता है (आप इसे यहां डाउनलोड कर सकते हैं )। इसके बाद, हमें अपने प्रोग्राम के मुख्य तर्क, स्टार्ट कोड को लिखना होगा, जो प्रोग्राम और कंट्रोलर स्क्रिप्ट पर नियंत्रण स्थानांतरित करेगा।

स्क्रैच से लोहे के टुकड़े पर डायोड को फ्लैश करने के तरीके के बारे में पहले से ही काफी अच्छे लेख हैं। इसलिए, यहां मैं यह नहीं बताऊंगा कि यह क्या और कैसे काम करता है, लेकिन मैं शुरू करने के लिए आवश्यक आवश्यक ज्ञान का केवल न्यूनतम सेट दूंगा।

हमारी हैलो दुनिया test.c फ़ाइल में:

static volatile unsigned int * const UART_DR = (unsigned int *)0x4000c000; static void uart_print(const char *s) { while (*s != '\0') { *UART_DR = *s; s++; } } void c_entry(void) { uart_print("Hello, World!\n"); while (1) ; } 

यह बहुत पता 0x4000c000 प्रलेखन से लिया गया है, वहां DR रजिस्टर शून्य शून्य है। हम UART को स्थापित करने में शामिल नहीं होंगे (इसे हार्डवेयर पर करने की आवश्यकता होगी), लेकिन हम तुरंत प्रतीकों को सीधे इसमें डालने का प्रयास करेंगे।

अब, हमें किसी प्रकार से फ़ाइल test.centry में अपने फ़ंक्शन पर नियंत्रण स्थानांतरित करना होगा। ऐसा करने के लिए, निम्न कोड (startup.S फ़ाइल) बनाएं, और फिर इसे शुरुआत में अंतिम ELF छवि में रखें।

 .type start, %function .word stack_top /*     */ .word start /*    PC */ .global start start: ldr r1, =c_entry bx r1 

0x0 पर पहला शब्द स्टैक (SP) के शीर्ष पर एक सूचक होना चाहिए। 0x4 पर एक पीसी है, जो एसपी की तरह, रजिस्टरों में लोड होता है। ध्यान दें कि प्रारंभ को एक फ़ंक्शन के रूप में सटीक रूप से घोषित किया गया है, न कि एक लेबल के रूप में क्योंकि कॉर्टेक्स-एम कोड को थंब मोड में निष्पादित किया जाता है (यह एआरएम कमांड का ऐसा सरलीकृत सेट है), और यह आवश्यक है कि इंटरैक्ट वेक्टर में फ़ंक्शन के पते फॉर्म (पते) में हों। 0x1) - अर्थात पते की अंतिम बिट 1 होनी चाहिए।

इसके बाद, स्टार्ट फंक्शन केवल हमारे c_entry () फ़ंक्शन का पता test.c फ़ाइल से लोड करता है और वहां "bx r1" के माध्यम से नियंत्रण पास करता है।

यह केवल हमारे कार्यक्रम को सफलतापूर्वक लिंक करने के लिए बनी हुई है। ऐसा करने के लिए, आपको हमारे माइक्रोकंट्रोलर के मेमोरी कार्ड को सेट करना होगा। प्रलेखन में आप फ्लैश मेमोरी (ROM) और रैम (RAM) के पते और आकार पा सकते हैं। यहाँ test.ld लिंकर स्क्रिप्ट है:

 SECTIONS { . = 0x0; /*   (ROM) */ .text : { startup.o(.text) test.o(.text) } . = 0x20000000; /*     RAM */ .data : { *(.data) } .bss : { *(.bss) } . = ALIGN(8); . = . + 0x1000; /*    4 */ stack_top = .; } 

पते पर ध्यान देना महत्वपूर्ण है। "।" लिंकर स्क्रिप्ट में वर्तमान स्थिति को इंगित करता है। हम रॉम की शुरुआत में .text सेक्शन (एड्रेस 0x0) डालते हैं, ऑर्डर के बाद - स्टार्टअप .o (.text) पहले जाता है। इसके बाद, RAM पर जाएँ (; = 0x20000000;) और वहाँ डेटा (इनिशियलाइज़्ड ग्लोबल डेटा) और bss (अनइंस्टाल्यूटेड ग्लोबल डेटा) डालें। नीचे हम ALIGN (8) देखते हैं - ARM को 8. से SP (Stack Pointer) के संरेखण की आवश्यकता होती है। चूंकि स्टैक नीचे बढ़ता है, स्टैक के नीचे अंतरिक्ष का आवंटन केवल एक अतिरिक्त है। ” =। + 0x1000 ”। हम अपने कार्यक्रम को अच्छी तरह से जानते हैं, इसलिए 4kB स्टैक एक बड़े मार्जिन के साथ पर्याप्त है।

बस इतना ही, यह सब एक साथ रखना है। मैं build.sh लाता हूं:

 #!/bin/sh arm-none-eabi-as -c -mthumb -mlittle-endian -march=armv7-m -mcpu=cortex-m3 startup.S -o startup.o arm-none-eabi-gcc -c -mthumb -ffreestanding -mlittle-endian -march=armv7-m -mcpu=cortex-m3 test.c -o test.o arm-none-eabi-ld -T test.ld test.o startup.o -o test.elf 

यहां सब कुछ को कम-से-कम समझा जाना चाहिए, झंडे के अपवाद के साथ-साथ। इस मामले में, आपको इसे जोड़ने की आवश्यकता नहीं है (आप इसे जांच सकते हैं), लेकिन चूंकि हम खरोंच से एक नंगे चित्र तैयार कर रहे हैं, इसलिए संकलक को बताना बेहतर है ताकि यह मुख्य () के रूप में इस तरह के कार्यों पर ध्यान न दे।

नतीजतन, हमें ईएलएफ फ़ाइल परीक्षण मिला। इसे QEMU पर चलाएँ:

 $ qemu-system-arm -M lm3s811evb -kernel test.elf -nographic Hello, World! 

यह काम करता है।

बेशक, यह एक केस स्टडी है जिसे समझने के लिए डिज़ाइन किया गया है कि क्या हो रहा है। यदि आपको अधिक सार्थक कार्यक्षमता की आवश्यकता है, तो आपको तैयार चीजों का उपयोग करना चाहिए। हमने Embox में इस प्लेटफ़ॉर्म के लिए समर्थन जोड़ा है। इस टेम्पलेट को प्लेटफॉर्म / स्टेलारिस / lm3s811evb कहा जाता है। इसलिए, यदि कोई थोड़ा अधिक गंभीर चीज़ (कंसोल, टाइमर, इंटरप्ट) चलाने की कोशिश करना चाहता है, तो आप इकट्ठा कर सकते हैं और कोशिश कर सकते हैं। इस मामले में, मैं दोहराता हूं, आपको एक हार्डवेयर बोर्ड रखने की आवश्यकता नहीं है।

और जिनके पास अभी भी पर्याप्त एमुलेटर नहीं हैं, या जो हमसे सवाल पूछना चाहते हैं और लोहे के टुकड़ों के साथ खेलना चाहते हैं , हम सेंट पीटर्सबर्ग में आईटी उत्सव techtrain.ru पर इस शनिवार और रविवार को इंतजार करेंगे। हमारे पास स्टैंड पर लोहे के विभिन्न टुकड़े होंगे, और डेमो ज़ोन में हम उन्हें कैसे प्रोग्राम करें, यह बताने की कोशिश करेंगे।