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android - 编译ARM二进制文件，在ARMulator中运行它们

转载作者：行者123 更新时间：2023-11-29 01:15:41

这是我的问题：

介绍

我目前正在尝试在ARM处理器上执行一些基本代码。由于我目前（可能很长一段时间）没有任何ARM硬件，因此我已经使用QEMU（一种ARM仿真器）已有好几天了，我不得不说，这就像一个魅力。但是使用QEMU时，我感觉就像在拔剑杀死苍蝇。因此，我寻找了一些更轻便的仿真器，并了解了ARMulator。

“ ARMulator是一系列程序，它们模拟各种ARM处理器及其支持体系结构的指令集。 ARMulator透明连接到兼容的ARM调试器，以提供独立于硬件的ARM软件开发环境。通信通过远程调试接口（RDI）进行。”
（来源：http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dai0032f/index.html）
“精度是好的，尽管它被归类为周期计数精度而不是周期精度，这是因为ARM管道没有完全建模（尽管寄存器互锁是正确的）。解决是针对一条指令，因此，与仅运行程序相比，单步执行寄存器联锁将被忽略，并且返回不同的周期计数是不可避免的。”
（来源：https://en.wikipedia.org/wiki/ARMulator）

环境

从那里开始，我尝试了几种ARMulator版本。可以说周围没有很多，实际上我只尝试了3个版本（名称不是官方的，多数民众赞成只是我给他们提供的名称来识别它们）：
-XYZ Armulator：https://github.com/x-y-z/armulator 2016-02-20
-SourceForge Armulator：https://sourceforge.net/projects/armulator/ 2013年4月26日
-Phanrahan Armulator：https://github.com/phanrahan/armulator 2014-11-11

我不确定这些版本是否为正式版本，而且我想我已经在不同的网站上看到过好几次了，有些版本是真正的正式版本，可能是专有版本，包含的工具超过了所需工具。以下是一些我正在谈论的示例：
-在ARM Connected Community上，他们谈论一个RealViewDevelopmentSuite，其中似乎包含ARMulator：https://community.arm.com/message/12272#12272
-…当我再次找到其他人时，会添加其他人
但是这些解决方案不是免费的。

现在有关工具链。我发现的资源中列出了两种不同的工具链：
-Arm-elf-abi：在XYZ ARMulator GitHub上声明，建议使用此命令（$ arm-elf-gcc -mthumb -Bstatic -o）编译二进制可执行文件。
我发现的唯一版本是Windows版本……可悲的是，我找不到用于Unix的版本。
-Arm-none-eabi：在本教程中指出：http://www.bravegnu.org/gnu-eprog/hello-arm.html，这是我一直在QEMU上使用的那个。我读过某处的文章，在编译ARM程序集时不需要Arm-elf工具链，对于这种情况，Arm-none就足够了。

我测试的两个程序被认为是最简单的：

汇编中的一个：helloarm.s

  .global _start
 .text  
entry:  b _start  
  .align  
_start: 
  mov   r4, #5         @ Load register r4 with the value 5
  mov   r3, #4         @ Load register r3 with the value 4
  add   r0, r4, r3     @ Add r3 and r4 and store in r0
  b stop
stop:  b stop @  Infinite loop

C中的一个：test.c

int c_entry() {
  return 0;
}

编译过程

首先，我使用了本教程中解释的QEMU上相同的方法： http://www.bravegnu.org/gnu-eprog/hello-arm.html。在QEMU上，一切正常，但仿真过程略有不同。在执行QEMU之前，我必须先将二进制文件加载到RAM中。
启动ARMulator（$ armulator）的方式有所不同，我想二进制文件是自动加载的。

我尝试了三种不同的编译方式，不确定哪种是最合适的，这里是：

部件：

 $ arm-none-eabi-as –s -g helloarm.s -o helloarm.o    
 $ arm-none-eabi-ld -Ttext=0x0 -o helloarm.elf helloarm.o    
 $ arm-none-eabi-objcopy -O binary helloarm.elf helloarm.bin

现在我们应该有两个“ binaries”，。bin一个和.elf一个。
我仍然真的不知道有什么区别。需要阅读更多内容。

C ：

 $ arm-none-eabi-gcc -mthumb -Bstatic --specs=nosys.specs srcs/main.c –o a.out

一个额外的：
我还尝试了本教程中介绍的以下方法，这使我认为Armulator可以执行.elf二进制文件。用此方法制作的文件称为c_entry。
https://balau82.wordpress.com/2010/02/14/simplest-bare-metal-program-for-arm/
问题是一样的。

从那时起，我们有6个二进制文件：

helloarm.bin
helloarm.elf
主精灵
出
c_entry.bin
c_entry.elf

问题

将SourceForge和Phanrahan Armulator与任何二进制文件（elf或bin）一起使用时：

  $ ./armulator asm-helloarm.bin
  打开文件00000000.bin时出错
  $ ./armulator a.out
  打开文件00000000.bin时出错
  $ ./armulator helloarm.elf
  打开文件00000000.bin时出错

使用XYZ Armulator时：

使用helloarm.elf二进制文件或任何.elf文件：

$ armulator helloarm.elf

  错误：超出代码段：0x24
  *'armulator'中的错误：两次释放或损坏（顶部）：0x0000000001000550 *
  =======回溯：=========
  /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(+0x77725)[0x7f0f32cf4725]
  /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(+0x7ff4a)[0x7f0f32cfcf4a]
  /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(cfree+0x4c)[0x7f0f32d00abc]
  手臂[0x40489d]
  手臂[0x4022d2]
  手臂[0x401f3a]
  /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6(__libc_start_main+0xf0)[0x7f0f32c9d830]
  手臂[0x402109]
  =======内存映射：========
  00400000-0040e000 r-xp 00000000 08:01 3802861 / usr / local / bin / armulator
  0060d000-0060e000 r--p 0000d000 08:01 3802861 / usr / local / bin / armulator
  0060e000-0060f000 RW-P 0000e000 08:01 3802861 / usr / local / bin / armulator
  00fe4000-01016000 rw-p 00000000 00:00 0 [堆]
  7f0f2c000000-7f0f2c021000 rw-p 00000000 00:00 0
  7f0f2c021000-7f0f30000000 --- p 00000000 00:00 0
  7f0f32974000-7f0f32a7c000 r-xp 00000000 08:01 3281469 /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
  7f0f32a7c000-7f0f32c7b000 --- p 00108000 08:01 3281469 /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
  7f0f32c7b000-7f0f32c7c000 r--p 00107000 08:01 3281469 /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
  7f0f32c7c000-7f0f32c7d000 rw-p 00108000 08:01 3281469 /lib/x86_64-linux-gnu/libm-2.23.so
  7f0f32c7d000-7f0f32e3d000 r-xp 00000000 08:01 3281399 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
  7f0f32e3d000-7f0f3303c000 --- p 001c0000 08:01 3281399 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
  7f0f3303c000-7f0f33040000 r--p 001bf000 08:01 3281399 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
  7f0f33040000-7f0f33042000 rw-p 001c3000 08:01 3281399 /lib/x86_64-linux-gnu/libc-2.23.so
  7f0f33042000-7f0f33046000 rw-p 00000000 00:00 0
  7f0f33046000-7f0f3305c000 r-xp 00000000 08:01 3281437 /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
  7f0f3305c000-7f0f3325b000 --- p 00016000 08:01 3281437 /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
  7f0f3325b000-7f0f3325c000 rw-p 00015000 08:01 3281437 /lib/x86_64-linux-gnu/libgcc_s.so.1
  7f0f3325c000-7f0f333ce000 r-xp 00000000 08:01 3672061 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
  7f0f333ce000-7f0f335ce000 --- p 00172000 08:01 3672061 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
  7f0f335ce000-7f0f335d8000 r--p 00172000 08:01 3672061 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
  7f0f335d8000-7f0f335da000 rw-p 0017c000 08:01 3672061 /usr/lib/x86_64-linux-gnu/libstdc++.so.6.0.21
  7f0f335da000-7f0f335de000 rw-p 00000000 00:00 0
  7f0f335de000-7f0f33604000 r-xp 00000000 08:01 3281371 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so
  7f0f337e1000-7f0f337e6000 rw-p 00000000 00:00 0
  7f0f33800000-7f0f33803000 rw-p 00000000 00:00 0
  7f0f33803000-7f0f33804000 r--p 00025000 08:01 3281371 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so
  7f0f33804000-7f0f33805000 rw-p 00026000 08:01 3281371 /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.23.so
  7f0f33805000-7f0f33806000 rw-p 00000000 00:00 0
  7ffc24c19000-7ffc24c3a000 rw-p 00000000 00:00 0 [堆栈]
  7ffc24ca4000-7ffc24ca6000 r--p 00000000 00:00 0 [vvar]
  7ffc24ca6000-7ffc24ca8000 r-xp 00000000 00:00 0 [vdso]
  ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0 [vsyscall]
  中止（核心已弃用）

使用helloarm.bin二进制文件：

  $ armulator helloarm.bin
  分段故障（核心已转储）

使用GCC编译的C二进制文件：

  $ armulator a.out
  意外的指令：

可能的原因
-ARMulator不知道如何解码某些指令。可能是这种情况，但是我的程序似乎太基本了……它什么也不做，并返回0…
-我使用的工具链不正确，或者使用的工具链不正确。
-不应以这种方式使用电枢。

笔记
使用arm-none-eabi-gdb运行二进制文件时，我无法运行或启动该程序。
仅此命令有效：target，但它仅将目标文件重置为已选择的二进制文件。
当我键入开始时，它说“没有加载符号表。使用“文件”命令。”

在此先感谢您的帮助，或者至少感谢您的阅读，
希望我不是唯一在Armulator上遇到困难的人。

问候，
约翰

最佳答案

我认为重点是您对没有ARM的评论。大部分带有某种开/关开关的东西。有一个ARM。如果您有一台x86计算机可以阅读此网页，则该计算机中可能包含多个ARMS以及一些其他处理器。

无论如何。感谢您指出这些链接，非常酷。查看最后一个Phanrahan Armulator源码，我们可以在PutWord函数中看到一些特殊的地址。我没有阅读您的整个问题TL; DR，因此只想跳过一个简单的工作示例。

你好：

.globl _start
_start:
    b reset
    b hang
    b hang
    b hang
    b hang
    b hang
    b hang
    b hang

hang: b hang

reset:
    mov r0,#0x16000000
    mov r1,#0x55
    str r1,[r0]
    add r1,r1,#1
    str r1,[r0]
    mov r0,#0xF0000000
    str r1,[r0]
    b hang

内存映射：

MEMORY
{
    ram : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x1000
}
SECTIONS
{
    .text : { *(.text*) } > ram
}

生成文件：

#ARMGNU ?= arm-none-linux-gnueabi
ARMGNU ?= arm-none-eabi
#ARMGNU ?= arm-linux-gnueabi
COPS = -Wall -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding 


all : hello.bin

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

hello.o : hello.s
    $(ARMGNU)-as hello.s -o hello.o


hello.bin : hello.o memmap
    $(ARMGNU)-ld -T memmap hello.o -o hello.elf
    $(ARMGNU)-objdump -D hello.elf > hello.list
    $(ARMGNU)-objcopy hello.elf -O ihex hello.hex
    $(ARMGNU)-objcopy hello.elf -O srec hello.srec 
    $(ARMGNU)-objcopy hello.elf -O binary hello.bin

生成错误消息后，将hello.bin复制到00000000.bin。

然后

./armulator

r0 = 16000000
r1 = 00000055
Ur1 = 00000056
Vr0 = f0000000

ERROR PutWord(0xF0000000,0x56)
NumScycles 8
NumNcycles 7
NumIcycles 0
NumCcycles 0
NumFcycles 0
NumInstrs  8
TotlCycles 15

我们看到出现了U和V字符（0x55和0x56）以及其他特殊地址。

你好

00000000 <_start>:
   0:   ea000007    b   24 <reset>
   4:   ea000005    b   20 <hang>
   8:   ea000004    b   20 <hang>
   c:   ea000003    b   20 <hang>
  10:   ea000002    b   20 <hang>
  14:   ea000001    b   20 <hang>
  18:   ea000000    b   20 <hang>
  1c:   eaffffff    b   20 <hang>

00000020 <hang>:
  20:   eafffffe    b   20 <hang>

00000024 <reset>:
  24:   e3a00416    mov r0, #369098752  ; 0x16000000
  28:   e3a01055    mov r1, #85 ; 0x55
  2c:   e5801000    str r1, [r0]
  30:   e2811001    add r1, r1, #1
  34:   e5801000    str r1, [r0]
  38:   e3a0020f    mov r0, #-268435456 ; 0xf0000000
  3c:   e5801000    str r1, [r0]
  40:   eafffff6    b   20 <hang>

到目前为止，您可能已经读过完整尺寸的复位处理程序，它必须是地址零处的第一个指令。理想情况下，它是分支或装入pc，因为您只有一条指令可以退出/遍历异常表。

bin，hex，elf等。想想gif，jpg，png等。各种不同的文件格式既包含像素数据又包含其他信息，例如图像的宽和高像素数。也许其他一些编码或压缩等等。您可以使用文本编辑器检查.hex和.srec，它们是流行的ascii文件格式。这些只是存储我们程序的指令和数据的一种不同方式。出于各种原因，存在各种格式，就像图像文件为什么有人决定制作新格式一样。在这种情况下，“。bin”格式不是所有具有该扩展名的文件的含义，但是当您将-O binary与objcopy一起使用时，您将获得原始内存映像

hexdump -C hello.bin 
00000000  07 00 00 ea 05 00 00 ea  04 00 00 ea 03 00 00 ea  |................|
00000010  02 00 00 ea 01 00 00 ea  00 00 00 ea ff ff ff ea  |................|
00000020  fe ff ff ea 16 04 a0 e3  55 10 a0 e3 00 10 80 e5  |........U.......|
00000030  01 10 81 e2 00 10 80 e5  0f 02 a0 e3 00 10 80 e5  |................|
00000040  f6 ff ff ea                                       |....|
00000044

并将其与上面的清单进行比较，您会发现这只是原始的指令/程序数据。这显然是该模拟器想要的。

如果要将其扩展到C程序中，则至少需要设置一个堆栈（例如，mov sp，＃0x4000），然后将链接分支到入口点的名称，而不必是main（），有时您不需要main（），因为某些编译器会增加额外的垃圾。那么在我的情况下，如果不存在bl，我将挂起以处理收益。

您想在我的makefile中使用所有这些COPS标志。

他们用我编写裸机的方式可以使用gcc编译器的任何变体arm-none-eabi，arm-none-linux-gnueabi等。这些差异应该与所包含或支持的C库有关。在这些情况下，普通的glibc与newlib相对。我没有调用C库函数，所以我在那里没有问题，我只需要一个原始编译器就可以从C到对象。链接描述文件可以像我已经展示的那样简单，您可以根据需要添加.data和.bss。如果您觉得有必要，它们会变得更加复杂。如果您未在链接描述文件中调出对象，则链接器将按命令行顺序使用这些对象，因此您的输入对象（开头带有异常表的对象）必须在对象列表中排在首位。

关于android - 编译ARM二进制文件，在ARMulator中运行它们，我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题： https://stackoverflow.com/questions/39842618/

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