是否可以仅使用 GNU LD 命令行选项创建基本的裸机程序集 bootup/startup 程序

Question

是否可以仅使用 GNU LD 命令行选项代替 Cortex-M4 目标的习惯 -T 脚本文件来创建基本的裸机程序集 bootup/startup 程序？

我查看了 GNU LD 文档并搜索了包括此站点在内的多个位置；但是，我没有发现任何信息表明可以或不可以独占使用 GNU 链接器的命令行选项。

我试图在没有供应商提供 *.ld 脚本文件的情况下管理对象文件布局的尝试纯属学术性质。这不是作业。我没有请求任何帮助来编写启动程序集代码。我只是在寻找明确的答案或进一步的资源方向。

$ arm-none-eabi-ld bootup.o -o bootup @bootup.ld.cli.file

样本bootup.ld.cli.file内容

--entry 0x0
--Ttext=0x0
--section-start .isr_vector=0x0
--section-start _start=0x4
--section-start .MyCode=0x8c
--Tdata=0x20000000
--Tbss=0x20000000
-M=bootup.map
--print-gc-sections

Answer 1

你的答案就在那里 -Ttext=number -Tdata=number 等等都不是 gnu 链接描述文件项目，它们是 gnu 命令行项目。请注意命令行上的 at 符号。

gnu 链接器脚本看起来更像这样（尽管大多数都明显更复杂，即使它们不需要）。

MEMORY
{
    rom : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 0x1000
    ram : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 0x1000
}

SECTIONS
{
    .text : { *(.text*) } > rom
    .rodata : { *(.rodata*) } > rom
    .bss : { *(.bss*) } > ram
}

请注意，当您使用 -Ttext=address 方法时，gnu 链接器有点可笑，有时它会插入间隙，您可能有几千字节的程序，而不是像它应该的那样将它线性放置在地址处它会放一些，然后填充一些死的space，然后再放一些，从来没有弄清楚为什么但是对于极其有限的目标，链接描述文件（与命令行）所有其他因素保持不变，不会在输出。

编辑：

so.s

.cpu cortex-m0
.thumb

.thumb_func
.global _start
_start:
stacktop: .word 0x20001000
.word reset
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang

.thumb_func
reset:
    b hang
.thumb_func
hang:   b .

flash.s

.cpu cortex-m0
.thumb

.thumb_func
.global _start
_start:
stacktop: .word 0x20001000
.word reset
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang
.word hang

.thumb_func
reset:
    bl notmain
    b hang

.thumb_func
hang:   b .

.thumb_func
.globl dummy
dummy:
    bx lr

flash.ld

MEMORY
{
    rom : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 0x1000
    ram : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 0x1000
}

SECTIONS
{
    .text : { *(.text*) } > rom
    .rodata : { *(.rodata*) } > rom
    .bss : { *(.bss*) } > ram
}

blinker02.c

void dummy ( unsigned int );

int notmain ( void )
{
    unsigned int ra;
    for(ra=0;ra<100;ra++) dummy(ra);
    return(0);
}

生成文件

ARMGNU = arm-none-eabi

AOPS = --warn -mcpu=cortex-m0
COPS = -Wall -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding  -mcpu=cortex-m0

all : blinker02.bin sols.bin socl.bin

clean:
    rm -f *.bin
    rm -f *.o
    rm -f *.elf
    rm -f *.list

so.o : so.s
    $(ARMGNU)-as $(AOPS) so.s -o so.o

flash.o : flash.s
    $(ARMGNU)-as $(AOPS) flash.s -o flash.o

blinker02.o : blinker02.c
    $(ARMGNU)-gcc $(COPS) -mthumb -c blinker02.c -o blinker02.o

blinker02.bin : flash.ld flash.o blinker02.o
    $(ARMGNU)-ld -o blinker02.elf -T flash.ld flash.o blinker02.o
    $(ARMGNU)-objdump -D blinker02.elf > blinker02.list
    $(ARMGNU)-objcopy blinker02.elf blinker02.bin -O binary

sols.bin : so.o
    $(ARMGNU)-ld -o sols.elf -T flash.ld so.o
    $(ARMGNU)-objdump -D sols.elf > sols.list
    $(ARMGNU)-objcopy sols.elf sols.bin -O binary

socl.bin : so.o
    $(ARMGNU)-ld -o socl.elf -Ttext=0x08000000 -Tbss=0x20000000 so.o
    $(ARMGNU)-objdump -D socl.elf > socl.list
    $(ARMGNU)-objcopy socl.elf socl.bin -O binary

命令行和链接描述文件socl和sols列表文件的区别在于名称

diff sols.list socl.list
2c2
< sols.elf:     file format elf32-littlearm
---
> socl.elf:     file format elf32-littlearm

不会费心去展示您以后可能会看到的差异。

仅对于汇编，您无需担心没有启动文件和其他命令行选项（在 gcc 上）。你可以使用 C 对象。通过不允许链接器使用 as-built/configured 工具链（或者说 C 库）bootstrap 代码，如果您不将链接器脚本复杂化到调用特定目标文件的程度，则必须提供一个那么命令行上对象的顺序很重要，如果您在 makefile 的 ld 命令行上交换 flash.o 和 blinker02.o，二进制文件将无法工作。你可以设置所有你想要的入口点，但那些是严格用于加载程序的，如果这是裸机，那么入口点是无用的，硬件引导它如何引导，在这种情况下使用 cortex-m地址 0 是要加载到堆栈指针中的值，地址 4 是复位向量的地址（设置了 lsbit，因为这是只有 thumb 的机器，让工具使用特定的 gnu 汇编程序为您完成 thumb_func表示下一个标签是分支目的地址）。

我洒了 cortex-m0 大约一个，因为这是我从中获取这段代码的地方，另外两个是原始的 armv4t 和 armv5t，或者在较新的 arm 文档 "all thumb variants" 中提到的，是最便携的跨 arm 内核的 arm 指令集。使用 cortex-m4，您可以摆脱它，或者将其设为 -m3 或 -m4 以引入 armv7-m thumb2 扩展。

所以简短的回答是

arm-none-eabi-ld -o so.elf -Ttext=0x08000000 -Tbss=0x20000000 so.o

如果您不需要 .data，则足以制作工作二进制文件。

.data 需要更多的东西，链接器脚本，更复杂的 bootstrap，等等。或者你做一个 copy-jump 的事情，将真正的程序编译为运行仅在 sram 中（不同的入口点全尺寸 arm 样式但在 ram 基地址），然后编写一个 adhoc 工具来获取该二进制文件并将其转换为程序中的 .word 0xabcdef 条目，该程序从闪存复制到 ram 整个 REAL 程序然后分支，那个复制和跳转程序现在只有闪存，没有真正需要的.data 和.bss，可以使用命令行，REAL ram only 程序也可以。我可能已经在那件事上失去了你。

同样，使用命令行时，您不能或不应假定 .bss 已归零，您的 bootstrap 也必须这样做。现在，如果你有 .bss 而没有 .data，那么确保你可以在分支到你的 C 程序入口点之前盲目地将所有启动时的 ram 归零（我同时使用 notmain() 因为至少一个旧的编译器添加了不必要的垃圾到如果它看到 main() 函数，则为二进制文件，并强调通常情况下，名为 main() 的函数没有什么神奇之处。）。

链接器脚本是特定于工具链的，因此没有理由期望 gnu 链接器脚本移植到 Kiel 以移植到 ARM（是的，我知道 ARM 拥有 Kiel 现在指的是 RVCT 或现在的任何东西），等等。所以是第一个.data/.bss 问题。理想情况下，您希望您的工具能够完成工作，因此他们知道 .data 和 .bss 有多位，所以让他们告诉您，您如何让他们告诉您正在正确制作链接器脚本（至少使用 ld），这很棘手, 但它会创建变量，如果你愿意的话，它可以定义诸如 .bss 的起始地址、.bss 的结束地址之类的东西，甚至可以用一些数学方法来减去它们并获得长度，对于 .data 也是如此，然后在 bootstrap 汇编语言中您可以使用起始地址和长度、and/or 起始地址和结束地址将 .bss 内存归零。对于 .data 你需要两个地址，你把它放在闪存中的地方（更多链接描述文件 foo）和它想进入 ram 的地方，然后是 bootstrap 副本的长度。

基本上如果你写这段代码

unsigned int x=5;
unsigned int y;

并且您使用命令行链接描述文件，当输入第一个使用这些变量的 C 函数时，没有任何理由期望 x 为 5 或 y 为 0。如果您假设 x 将是 5那么你的程序就会失败。

如果你改为这样做

unsigned int x;
unsigned int y;
void myfun ( void )
{
   x=5;
   y=0;
}

现在这些赋值是 .text 中的指令，而不是 .data 中的值，因此它始终可以在命令行工作，而不是简单的链接描述文件或复杂的等。

是否可以仅使用 GNU LD 命令行选项创建基本的裸机程序集 bootup/startup 程序

Is it possible to create a basic bare-metal Assembly bootup/startup program using only GNU LD command-line options

linker

arm

bare-metal

cortex-m