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1.IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD:引脚复用功能
背景介绍
本文开始在VScode上使用IMX6ULL以真机进行学习，注意，创建的.S文件在本篇学习时注意大写，在编译时会进行部分预处理操作，小写则.s文件会跳过预处理阶段。
芯片原理图参考如下。
其中：
-
SOC IMX6ULL NXP（核心处理器）：这是整块板子的“大脑”。NXP（恩智浦）的 IMX6ULL 基于 ARM Cortex-A7 架构，主频通常在 528MHz 或 800MHz。
-
DDR3 512MB（运行内存 / RAM）：相当于电脑的内存条。它是掉电丢失的。当 Linux 系统启动时，内核（kernel）会被加载到这块 DDR3 里运行，它负责临时存放程序运行时产生的大量数据。
-
EMMC nand flash 8GB（存储 / ROM）：相当于电脑的硬盘。它是掉电不丢失的。用来永久存放系统镜像（uboot、kernel、设备树、rootfs文件系统）和用户程序。
- 蜂鸣器贴纸有“+”号，表示有源蜂鸣器，上电即可工作
- 左下角BOOT拨码开关设置启动模式，将1，7位拉高则开机。
底板原理图
其中两列引脚通过板子的两列白色插座接入核心板，故核心板自然会将插座的引脚接入SOC内部
该芯片GPIO分为5组：GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4、GPIO5.若为图中LED0所在的GPIO 3则表示默认为GPIO1组（注意中间有空格）
其中，DCDC表示直流供电，LED1是物理设备编号，LED0则是引脚工作名称，由原理图可知被接入到GPIO1组的03号引脚，显然右边接入高电平，控制LED0输出低电平则灯亮，故本文后续点灯操作将围绕此展开。
一.引脚复用功能+引脚电气属性（IOMUXC 32)
点灯第一步，先配置引脚复用功能以及电气属性
1.IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD:引脚复用功能
SION为控制输入功能，1开启，0关闭。而当采用GPIO1_IO03功能时，输入输出默认打开，而当采用其他七种模式时默认关闭；MUX_MODE为引脚复用的功能，易知，共有八种模式，而该引脚默认为0101，即GPIO1_IO03功能
2.IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD:电气属性
HYS:仅输入功能使用，用于过滤波形，整形。(点灯为输出功能，故暂不使用）
PUS:仅输入可用，控制上拉下拉电阻。
PUE:仅输入可用,控制引脚使用上拉还是保持电压
PKE:打开PUE的开关，为1表示PUE上拉保持功能开
ODE:控制输出模式，默认为0，即推挽输出。
漏级开漏输出，引脚是高阻态，可以输出低电平，但无法输出高电平，除非外部接入上拉电阻；
推挽输出：驱动能力强，既可输出高电平，也可输出低电平
SPEED:控制输出速度，合适即可，高速EMI电磁干扰会增加功耗
DSE:驱动能力，表示驱动多强的外部设备，电阻越小，电流越大，驱动变强，但同时功耗变大，芯片发烫。（给高电平有效，对点灯无用，默认即可）
SRE:从低电平变为高电平需要时间，压摆率越高曲线越陡（适用高速设备，USB，CAN，网口）
对于点灯而言，电气属性设置为默认值即可，由图易知，默认值0X10B0，配置之后该引脚则为GPIO功能。
3.代码
_led_init:
// 配置引脚复用功能:GPIO1_IO03
ldr r0, =0x020E0068
mov r1, #0x05
str r1, [r0]
// 配置引脚电气属性:默认属性(0x10B0)
ldr r0, =0x020E02F4
ldr r1, =0x10B0
str r1, [r0]
二.GPIO模块(GPIO 28)
1.DR
GPIOx_DR:控制第几组的GPIO引脚
DR：控制引脚高低电平，例如，本篇要点亮的LED灯为GPIO1组的IO03引脚，则让bit3置0，灯亮
2.GDIR
GDIR(GPIO direction register)：GPIO方向寄存器，即控制输入/输出模式，对应LED,GPIO_03显然该寄存器应置1
3.PSR
PSR:只读，读取引脚电平，（1为高，0为低电平），同时DR也可读
4.ICR与EDGE
ICR1:配置引脚中断方式的寄存器，从0-31，一共32位，每两位控制一个引脚的中断触发方式，寄存器编号即引脚编号，显然要配置GPIO03号引脚则应配置6.7位.对应具体设置位依次为低电平触发，高电平触发，上升沿触发，下降沿触发。
ICR1为0-15位引脚，ICP2为16-31位引脚。
ICR2原理同上，此外，EDGE寄存器则可控制为双边沿触发
5.IMR
IMR:控制中断是否屏蔽，显然要将LED灯对应的bit3为置1，表示开中断
6.ISR
ISR：查询引脚是否产生中断，1表示产生中断
7.总结
GPIOx_DR:向GPIOx组某个引脚写0或1(低电平/高电平)
GPIOx_GDIR:设置GPIOx组某个引脚方向(输入0和输出1)
GPIOx_PSR(只读):读取GPIOx组某个引脚的状态
GPIOxICR:设置GPIOx组某个引脚中断触发方式(低电平、高电平、下降沿、上升沿)
GPIOx_IMR:设置GPIOx组某个引脚中断屏蔽/允许
GPIOx_ISR:用来查询GPIOx组某个引脚是否产生中断
GPIOx_EDGE_SEL:设置中断触发方式为双边沿触发
以上则为GPIO模块的相关寄存器解析，对于点灯功能而言无需中断，此处了解即可，后续开发将会详细介绍。点灯仅需设置GPIOx_DR与GPIOx_GDIR寄存器，将引脚置低电平且设置为输出方向。
8.代码
_led_init:
// 配置引脚方向(GDIR)：输出模式
ldr r0, =0x0209C004
ldr r1, [r0]
orr r1, r1, #(1 << 3)
str r1, [r0]
bx lr
_led_on:
//给DR bit3位低电平
ldr r0, =0x0209C000
ldr r1, [r0]
bic r1, r1, #(1 << 3)
str r1, [r0]
bx lr
三.时钟模块（CCM 18)
1.简介
外设工作需要时钟，不同外设工作频率不同，需要的时钟频率则也不同，故点灯则也需设置对应时钟频率。
右侧为外设，cg（clock gate）为控制外设开关，ARM处理器中，为了保证低功耗，每个外设门都是关闭的，要实现点灯，则首先打开对应的cg开关。
CCGRx即为控制外设cg的寄存器，每两位控制一个外设，置11即为开启。为方便后续开发，将CCM_CCGR0-CCM_CCGR6都置为全1，即0xFFFF FFFF，表示打开所有外设时钟门。
2.代码
_enable_clocks:
// CCM_CCGR0 clock enable
ldr r0, =0x020C4068
ldr r1, =0xFFFFFFFF
str r1, [r0]
// CCM_CCGR1 clock enable
ldr r0, =0x020C406C
str r1, [r0]
// CCM_CCGR2 clock enable
ldr r0, =0x020C4070
str r1, [r0]
// CCM_CCGR3 clock enable
ldr r0, =0x020C4074
str r1, [r0]
// CCM_CCGR4 clock enable
ldr r0, =0x020C4078
str r1, [r0]
// CCM_CCGR5 clock enable
ldr r0, =0x020C407C
str r1, [r0]
// CCM_CCGR6 clock enable
ldr r0, =0x020C4080
str r1, [r0]
bx lr
四.全局代码
系统初次复位时在SVC模式，复位异常（位于0x00地址），此时若执行一条跳转指令到复位异常函数处，则可完成一些初始化工作。此外SVC模式仅在刚复位时使用，此后大多时候在system进行工作，故再不做过多阐述。（可参考上篇启动代码的学习）
异常复位函数
.global _start
_start:
ldr pc, =_reset_handler
ldr pc, =_undefine_handler
ldr pc, =_software_handler
ldr pc, =_prefetch_abort_handler
ldr pc, =_data_abort_handler
ldr pc, =_reserved_handler
ldr pc, =_irq_handler
ldr pc, =_fiq_handler
_fiq_handler:
ldr pc, =_fiq_handler
_irq_handler:
ldr pc, =_irq_handler
_reserved_handler:
ldr pc, =_reserved_handler
_data_abort_handler:
ldr pc, =_data_abort_handler
_prefetch_abort_handler:
ldr pc, =_prefetch_abort_handler
_software_handler:
ldr pc, =_software_handler
_undefine_handler:
ldr pc, =_undefine_handler
finished:
b finished
复位函数：
其中 _enable_clocks，_led_init， _led_on函数均以在上述中实现。
_reset_handler:
// 设置irq模式
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1F
orr r0, r0, #0x12
msr cpsr, r0
// 设置irq模式下的栈(32M)
ldr sp, =0x86000000
// 设置system模式，相比user模式多了特权模式
mrs r0, cpsr
bic r0, r0, #0x1F
orr r0, r0, #0x1F
msr cpsr, r0
// 设置system模式下的栈
ldr sp, =0x84000000
// 打开所有外设时钟门
bl _enable_clocks
// 初始化led
bl _led_init
// led亮
bl _led_on
b finished
上篇由于是仿真学习，使用的是芯片内部的RAM，而本芯片SOC内部的RAM不允使用，故使用DDR3的内存，而该芯片规定该内存起始地址为0X8000 0000,大小512MB，即到0XA000 0000，在这中间可自行根据七种异常栈分配内存。
五.环境搭建
1.安装FileZilla与SSH服务器
由于在Ubuntu中运行VScode比较卡顿，故选择在Windows上的VScode进行代码编写，再将代码工程传输到Ubuntu中进行编译下载。首先为了方便从Windows和Ubuntu之间的文件传输，我们需要在Windows下安装FileZilla，该软件下载地址如下：https://www.filezilla.cn/download。 FileZilla作为客户端，Ubuntu作为服务端。
该软件底层通过采用应用层的FTP协议实现文件传输。
操作过程如下：
2.Ubuntu
1.设置NAT模式（分配了虚拟IP,只要Windows能上网，Ubuntu就能上网）
sudo /etc/init.d/networking restart
//执行此代码重启网络-
桥接模式：虚拟机就像你家里的另一台独立电脑。它和你的 Windows 宿主机平起平坐，共用同一个真实路由器（你之前连的手机热点）。
-
NAT模式：虚拟机就像一个住在你 Windows 宿主机里面的“租客”。它通过宿主机代理上网，外部网络（手机热点）根本看不见它。
| 对比维度 | 桥接模式（VMnet0） | NAT模式（VMnet8） |
|---|---|---|
| IP地址来源 | 由外部路由器分配（你之前是手机热点给的 10.138.48.x） | 由VMware虚拟路由器分配（现在是 192.168.85.x） |
| 网络地位 | 和宿主机（Windows）是平等的同学 | 是宿主机的下属 |
| 宿主机通信 | 直接通过局域网通信（但受限于外部路由器） | 通过宿主机虚拟网卡 192.168.85.1 通信 |
| 外网通信 | 直接暴露在局域网中，占用一个外部IP | 经过宿主机 NAT（网络地址转换）转发，共用宿主机IP |
| 外部设备访问虚拟机 | 能（如果局域网没做隔离，比如你之前手机热点的问题） | 不能直接访问（除非在VMware里设置端口转发） |
| 虚拟机访问宿主机 | 能（但需要依赖外部路由器的配置） | 能（直接 ping 192.168.85.1 即可） |
2.安装ARM编译器
由于Ubuntu位X86架构，gcc为对应的编译指令，而要在ARM芯片上运行，则需要安装对应ARM架构的编译器 。
将该编译器拷贝至Ubuntu的家目录下，再切换至根目录的/usr/local目录下，创建arm文件夹，再将家目录的编译器安装包复制于当前arm文件夹，sudo mv ~/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz .再解压压缩包 sudo tar -xvf gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz。解压后会产生对应文件夹，进入其中的bin目录，其中为arm编译的工具链，pwd打印出当前目录路径，复制保存，再sudo vim ~/.bashrc进入配置文件，配置刚才复制的路径如下，最后sudo reboot重启虚拟机即可，最后arm-linux-gnueabihf-gcc -v查看安装编译器版本
3.编译
家目录下创建imx6ull/led_asm（对应的芯片文件夹保存编译文件）,通过FileZilla上传VScode上写的start.S文件至此，编译三步骤：
- 编译：arm-linux-gnueabihf-gcc -g -c start.S -o start.o，
- 其中“-g”选项是产生调试信息，GDB 能够使用这些调试信息进行代码调试。“-c”选项是编译源 文件，但是不链接。“-o”选项是指定编译产生的文件名字，这里我们指定 start.s 编译完成以后的文件名字为 start.o。执行上述命令以后就会编译生成一个start.o 文件
- 链接：arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 start.o -o start.elf
- 本次课程中，我们所有的裸机例程都是烧写到 SD 卡中，上电以后 I.MX6U 的内部 boot rom 程 序会将可执 行文件拷贝 到链接地址 处，这个链 接地址可以 在 I.MX6U 的内部 128KBRAM 中 (0X900000~0X91FFFF)，也可以在外部的 DDR 中。本次课程中所有裸机例程的链接地址都在 DDR中，链 接起始地址为 0X87800000。I.MX6U-ALPHA 开发板的 DDR 容量有两种：512MB 和256MB，起始地址都为 0X80000000，只不过 512MB 的终止地址为0X9FFFFFFF，而 256MB 容量的终止地址为 0X8FFFFFFF。之所以选择 0X87800000 这个地址是因为后面要讲的 Uboot 其链接地址就是 0X87800000， 这样我们统一使用 0X87800000 这个链接地址，不容易记混。
-
格式转换：arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S -g start.elf start.bin
-
我们需要用它将 start.elf 文件转换为start.bin 文件 。上述命令中，“-O”选项指定以什么格式输出，后面的“binary”表示以二进制格式输出，选项“-S”表示不要复制源文件中的重定位信息和符号信息，“-g”表示不复制源文件中的调试信息。上述命令执行完成以后，就会在工程目录下多一个 start.bin 文件。至此我们终于等到了想要的东西—start.bin 文件
-
- 反汇编：arm-linux-gnueabihf-objdump -D led.elf > led.dis（可不用）
- 大多数情况下我们都是用 C 语言写试验例程的，有时候需要查看其汇编代码来调试代码，因此就需要进行反汇编，当然这个工作目前对于我们不是必须的。一般来说可以将 elf 文件反汇编。上述代码中的“-D”选项表示反汇编所有的段，反汇编完成以后就会在当前目录下出现一个名为 start.dis 文件。我们可以打开这个文件，查看其中的内容可以发 现这里面都是汇编代码。注意通过 start.dis 这个反汇编文件可以明显的看出我们的代码已经链接到了以 0X87800000 为起始地址的区域。
4.烧录
装入SD卡，插入读卡器，连接到虚拟机，
ls /dev/sd*查看已有设备，
若是插入新读卡器则可能会出现自动挂载情况，输入lsblk查看，例如，sdb挂载到boot与rootfs文件。
dd 裸写入。如果不卸载，你执行烧录会直接报
Device or resource busy 错误。
sudo umount /dev/sdb1
sudo umount /dev/sdb2
//或者一句
sudo umount /dev/sdb*sudo ./imxdownload start.bin /dev/sdb至此，灯亮了，路也就清晰了，前路漫漫亦灿灿，与所有在嵌入式路上摸黑前行的朋友共勉。
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