学完ARM内核汇编的循环、函数调用之后，不再只对着模拟器敲代码，今天正式接触外设，在正点原子i.MX6ULL‑Mini开发板上，用纯汇编完成LED点亮实验。裸机开发没有操作系统帮忙，寄存器全部要自己手动配置。

先认识我们的硬件：i.MX6ULL‑Mini开发板

这块板子分为核心板+底板两部分，核心板是六层板，把CPU、DDR内存、eMMC存储都集成好了，通过排针插到底板上面。

CPU：NXP i.MX6ULL，Cortex‑A7内核，主频分工业级528MHz和商业级800MHz；

内存512MB DDR3L，存储8GB eMMC；

底板上面我们这次要用的LED：红色是用户可控LED，蓝色是电源指示灯，不能软件控制；板上串了510Ω限流电阻，防止电流过大烧坏LED灯珠。

这里先声明：Cortex‑A7是ARM给出的内核设计；i.MX6ULL是NXP做的SOC芯片；IMX6ULL‑Mini是正点原子基于这个芯片做出来的成品开发板。
环境搭建：工具链、VSCode、文件传输

裸机开发不是在Windows下直接编译，需要交叉编译工具链，因为我们电脑是x86架构，开发板是ARM架构，普通gcc编译出来的程序跑不到ARM板子上。

1.交叉编译器Linaro安装

把gcc‑linaro‑4.9.4压缩包放到Ubuntu的/usr/local/arm目录，解压之后修改.bashrc环境变量，把编译器bin目录加入PATH，执行reboot重启虚拟机，输入arm‑linux‑gnueabihf‑gcc -v，能输出版本号就代表安装成功。

2.代码编辑器VSCode

安装VSCode，装上Arm Assembly插件，写.S汇编文件的时候可以语法高亮。这里注意后缀是大写S，不是小写s，大写S编译时会做预处理，后面写宏的时候会用到。

新建工程文件夹，比如D:\IMX6ULL\led_asm，创建我们的启动文件start.S。

先明确裸机点亮LED，到底要干哪些事？

没有Linux系统，没有库函数，想要让LED亮，本质就是直接读写芯片的外设寄存器。
看手册主要参考两份文档：底板原理图PDF，还有i.MX6ULL官方参考手册。

点亮LED三步：

1. 引脚复用配置：i.MX6ULL的引脚是多功能的，同一个引脚既可以做GPIO，也可以做串口、SPI等其他功能。我们要把引脚配置成普通GPIO输出模式。对应寄存器IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_GPIO1_IO03。

2. 电气属性配置：配置引脚上下拉、驱动能力、速率等电气参数，操作IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_GPIO1_IO03寄存器。

3. GPIO方向设置：把该引脚设置成输出模式，操作GPIOx_GDIR方向寄存器。

配置完成之后，操作GPIO数据寄存器GPIOx_DR，往寄存器写对应电平，就可以控制LED灯亮或者熄灭。

汇编里面访问内存/寄存器，核心就是ldr和str指令。

ldr：从内存（寄存器地址）把数据读到通用寄存器；

str：把通用寄存器的数据写回到内存（外设寄存器地址）。
举个简单示例：
ldr r0, =0x020C4068 ;把寄存器地址加载到r0
ldr r1, =0xFFFFFFFF ;准备要写入的值
str r1, [r0] ;把r1的值写入r0指向的寄存器
这里要区分两种ldr，伪指令ldr r0,=地址，和内存加载指令ldr r1,[r0]

另外启动代码开头要写.global _start，把_start标记为全局入口，链接器才知道程序从哪里开始跑。i.MX6ULL的ROM起始地址是0x80000000，大小512M。
还接触到CPS指令，用来快速开关中断、切换处理器工作模式，比如cpsid i关闭IRQ中断，设置栈指针sp，后面再用cpsie i打开中断。

完整编译、链接、生成bin、烧写SD卡流程

写好汇编start.S之后不能直接丢给开发板，要经过完整的工具链流程：

1. 编译器gcc：只汇编不链接，把.S汇编文件编译成目标文件.o
   arm‑linux‑gnueabihf‑gcc -c start.S -o start.o -g
2. 链接器ld：把目标文件链接，指定程序运行的内存地址，生成elf可执行文件
   arm‑linux‑gnueabihf‑ld -Ttext 0x87800000 start.o -o start.elf
3. 格式转换objcopy：elf里面带符号、调试信息，开发板不认，转成纯粹二进制bin文件
   arm‑linux‑gnueabihf‑objcopy -O binary -S -g start.elf start.bin
4. 反汇编objdump：把elf反汇编输出到dis文件，方便我们阅读、调试代码
   arm‑linux‑gnueabihf‑objdump -D start.elf > start.dis
   得到start.bin之后，不能直接复制粘贴进SD卡，i.MX6ULL有它的头部校验要求，要用imxdownload工具烧写。

SD卡读卡器接入Ubuntu，确认设备名如/dev/sdb；

给imxdownload添加可执行权限，执行./imxdownload start.bin /dev/sdb。
注意：如果烧写速度显示几MB每秒，大概率是失败的，需要拔掉读卡器重启Ubuntu再重试。
烧写完把SD卡取出来，插到开发板TF卡槽，拨码开关设置为SD卡启动模式，上电，就能看到LED的变化。

每次编译输入一大段指令太麻烦，写Makefile，一条make就完成全部编译。
Makefile核心三要素：目标、依赖、执行规则。
我们目标是生成start.bin，依赖源文件start.S，后面写编译链接转换的命令。
还可以写伪目标：

make clean：清理所有生成的中间文件；

make load：直接调用imxdownload把bin烧写到SD卡。

写的时候还可以定义变量，把交叉编译器前缀抽出来，后续换编译器只需要改一处，代码整洁很多。
COMPLITER = arm‑linux‑gnueabihf‑
CC = $(COMPLITER)gcc
LD = $(COMPLITER)ld
OBJCOPY = $(COMPLITER)objcopy
OBJDUMP = $(COMPLITER)objdump

start.bin : start.S
$(CC) -c start.S -o start.o -g
$(LD) -Ttext 0x87800000 start.o -o start.elf
$(OBJCOPY) -O binary -S -g start.elf start.bin
$(OBJDUMP) -D start.elf > start.dis

clean:
rm start.o start.elf start.bin start.dis -f

load:
./imxdownload start.bin /dev/sdb

今天算是真正踏入裸机开发的大门。没有操作系统给你做封装，引脚是什么功能、地址是多少，全部要翻厚厚的芯片手册。
工具链也一堆新概念，交叉编译、elf、bin、Makefile，刚接触很容易记混。多动手跑一遍完整流程，看每一步生成出来什么文件，慢慢就能理顺整个流程。