arm裸机开发

裸机开发特点：

• 1、 没有操作系统OS（Linux）
• 2、 不可以使用系统调用
• 3、 不能使用标准C/C++库(可以使用没有调系统调用的标准库函数接口)
• 4、 可以直接访 问物理内存，如果开启MMU也可以访问虚拟内存
• 5、 编译结果不能直接./运行，即不支持elf
• 6、 执行之前必须要将可执行程序拷贝到指定物理内存
• 7、 链接时需要用户手动指定物理内存将来执行的地址
• 8、 手动将CPU的PC指向物理内存的入口地址处，从而开始执行自己的裸机程序(go 0x…)
  嵌入式：以计算机技术为基础，对软件硬件可裁剪，对功耗、体积、成本、可靠性都有严格要求的专用计算机系。

GNU常用工具

GNU组织不仅给我们带来了许多开源软件 工程，还带来了强大的GNU编译工具

• 预处理器 cpp
• C编译器 gcc
• C++编译器 g++
• 汇编器 as
• 链接器 ld
• 二进制工具集 objcopy、objdump、……

1、nm:符号显示器

$nm -n main_elf

• 第一列为符号地址
• 第二列为符号所在段
• 第三列为符号名称
  

段	描述
b/B	.bss(b静态/B非静态)未初始化变量
d/D	.data(d静态/D非静态)已初始化变量
r/R	.rodata(r静态/R非静态)只读数据段
t/T	.text(t静态/T非静态)函数
A	不可改变的绝对值
C	.o中未初始化非静态变量
N	调试用的符号
U	表示符号只有声明没有定义

1.1、nm符号显示器总结：

• 静态变量和非静态的全局变量，所分配的段只与其是否 初始化有关，如果初始化了则被分配 在.data段中，否 则在.bss段中
• 函数无论是静态还是非静态的，总是被分配在.text中， 小写t表示静态，大写T表示非静态
• 函数内的局部变量由于是分配在栈上的，所以在nm中是 看不到他们的

2、objdump:信息查看器

• 查看所有段信息 $objdump -h main_elf
• 查看文件头信息 $objdump -f main_elf
• 查看反汇编 $objdump -d main_elf
• 查看内嵌反汇编 $objdump -S -d main_elf
• 可以查看有哪些段和段里面的信息 $objdump -s main_elf
  

3、objcopy:段剪辑器

剪除elf格式信息，这样才能在裸机状态下执行

• 去除elf格式信息 $objcopy -O binary -S main_elf main.bin

程序的编译链接过程

最后一步是将目标文件交给链接器链接生成 可执行文件

• gcc -E -o main.i main.c
• gcc -S -o main.S main.i
• gcc -c -o main.o main.S
• gcc -o main_elf main.o

1、什么是链接

将所用到的文件， 吧相应的代码放到相应的段里面，并给每个段安排一个起始地址；

• 用户通常并不直接参与链接过程
• 一个标准应用程序通常都由链接器采用默 认链接脚本(arm-linux-ld --verbose)将“用户 程序”和“库”共同链接生成可执行程序
• 假如不采用系统给定的默认链接脚本，我 们应该怎样进行链接？

ld -o main main.o

结论：

• 链接过程中需要一个标号(_start)作为程序入口
• 标号(_start)的作用是：将用户程序从汇编带到了C语 言程序入口，即main()函数，从此开始我们的应用程序 之旅
• start标号所在的汇编文件在编译工具链下面： 4.3.2/arm-none-linux-gnueabi/libc/usr/lib/crt1.o
• 如果没有crt1.o等标准库文件，我们可以自己实现_start入口，或者重新指定 一个新的入口

手动链接并生成可执行文件过程如下：

• 直接通过参数指定程序入口和段地址： arm-linux-ld -Ttext=0x30000 -Tdata=0x40000 -e main -o app head.o main.o
• 通过链接脚本来指定程序入口和段地址： arm-linux-ld -Tapp.lds -o app head.o main.o

//连接文件app.lds为： 
ENTRY(main) 
SECTIONS 
{
	//“*”号指所有目标，可以指定.o目标文件，多个用空格隔开 
	.=0x30000;//“.”指的是当前位置 
	.text:{*(.text)} 
	.=0x40000; 
	.data:{*(.data)} 
	.bss:{*(.bss)} 
}

为什么需要我们自己完成链接过程？

裸机工程构建及调试

1、裸机程序完整编译过程：

案例，打印 hello IoT

int main()
{
	char *str = "\nhello IoT";
	char *p = 0xc00a1020;
	int i = 11;
	while(i--)
	{
		*p = *str++;
	}
	return 0;
}

裸机程序完整编译过程：

arm-linux-gcc -c -o t.o t.c	//只编译不连接
arm-linux-ld -o t t.o -e main -Ttext=0x47000000		//手动连接
arm-linux-objcopy -O binary -S t t.bin

使用超级终端：
设置串口默认下载地址：
setenv loadaddr 0x47000000
查看设置的环境变量：printenv
上传.bin文件：loadb
运行：go 0x47000000
加粗样式