gcc for ARM - 移动代码和堆栈

Question

我正在为 ARM Cortex-M3 (SiLabs) SOC 开发一个项目。我需要将中断向量 [编辑] 和代码从闪存底部移开，以便为“引导加载程序”腾出空间。引导加载程序从地址 0 开始，以在内核退出复位时启动。它的功能是验证在更高地址加载的主图像，并可能用新图像替换该主图像。

因此，引导加载程序的向量表为 0，后跟其代码。在更高的固定地址，比如 8KB，将是主图像，从它的向量表开始。

我找到了 this page它描述了引导加载程序可以使用的向量表偏移寄存器(显然屏蔽了中断)将硬件指向新的向量表。

我的问题是如何链接“主”图像，以便在写入闪存时它可以工作，而不是从零开始。我不熟悉 ARM 程序集，但我认为代码不是位置无关的。

我正在使用 SiLabs 的 Precision32 IDE，它使用 gcc 作为工具链。我找到了如何添加链接器标志。我的问题是什么 gcc 标志将提供对向量表和代码基础的更改。

谢谢你。

Answer 1

向量.s

.cpu cortex-m3
.thumb

.word   0x20008000  /* stack top address */
.word   _start      /* Reset */
.word   hang
.word   hang
/* ... */

.thumb_func
hang:   b .

.thumb_func
.globl _start
_start:
    bl notmain
    b hang

不是main.c

extern void fun ( unsigned int );
void notmain ( void )
{
    fun(7);
}

乐趣.c

void fun ( unsigned int x )
{
}

生成文件

hello.elf : vectors.s fun.c notmain.c memmap
    arm-none-eabi-as vectors.s -o vectors.o
    arm-none-eabi-gcc -Wall  -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding -mthumb -mcpu=cortex-m3 -march=armv7-m -c notmain.c -o notmain.o
    arm-none-eabi-gcc -Wall  -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding -mthumb -mcpu=cortex-m3 -march=armv7-m -c fun.c -o fun.o
    arm-none-eabi-ld -o hello.elf -T memmap vectors.o notmain.o fun.o
    arm-none-eabi-objdump -D hello.elf > hello.list
    arm-none-eabi-objcopy hello.elf -O binary hello.bin

所以如果链接器脚本(memmap 是我使用的名称)看起来像这样

MEMORY
{
   rom : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x40000
   ram : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 0x8000
}

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

由于以上所有内容都是 .text，没有 .bss 或 .data，链接器采用 ld 命令行中列出的对象并将它们放在从该地址开始的位置...

.text 部分的 mbly:

00000000 <hang-0x10>:
   0:   20008000    andcs   r8, r0, r0
   4:   00000013    andeq   r0, r0, r3, lsl r0
   8:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0
   c:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0

00000010 <hang>:
  10:   e7fe        b.n 10 <hang>

00000012 <_start>:
  12:   f000 f801   bl  18 <notmain>
  16:   e7fb        b.n 10 <hang>

00000018 <notmain>:
  18:   2007        movs    r0, #7
  1a:   f000 b801   b.w 20 <fun>
  1e:   bf00        nop

00000020 <fun>:
  20:   4770        bx  lr
  22:   bf00        nop

因此，要使其正常工作，您必须小心地将 bootstrap 代码放在命令行中。但是您也可以使用链接描述文件执行此类操作。

顺序似乎很重要，首先列出特定的目标文件，然后是通用的 .text

MEMORY
{
   romx : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x1000
   romy : ORIGIN = 0x00010000, LENGTH = 0x1000
   ram  : ORIGIN = 0x00030000, LENGTH = 0x1000
   bob  : ORIGIN = 0x00040000, LENGTH = 0x1000
   ted  : ORIGIN = 0x00050000, LENGTH = 0x1000
}

SECTIONS
{
   abc : { vectors.o } > romx
   def : { fun.o } > ted
   .text : { *(.text*) } > romy
   .bss  : { *(.bss*) } > ram
}

我们得到这个

00000000 <hang-0x10>:
   0:   20008000    andcs   r8, r0, r0
   4:   00000013    andeq   r0, r0, r3, lsl r0
   8:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0
   c:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0

00000010 <hang>:
  10:   e7fe        b.n 10 <hang>

00000012 <_start>:
  12:   f00f fff5   bl  10000 <notmain>
  16:   e7fb        b.n 10 <hang>

Disassembly of section def:

00050000 <fun>:
   50000:   4770        bx  lr
   50002:   bf00        nop

Disassembly of section .text:

00010000 <notmain>:
   10000:   2007        movs    r0, #7
   10002:   f03f bffd   b.w 50000 <fun>
   10006:   bf00        nop

简短的回答是使用 gnu 工具，您使用链接器脚本来操纵事情结束的位置，我假设您希望这些函数位于某个指定位置的 rom 中。我不太明白你在做什么。但是，例如，如果您尝试在 flash 中最初将 main() 分支这样简单的东西放在 flash 中，而 main() 在 flash 中更深，那么不知何故，无论是通过 flash 中更深的任何代码还是通过某种其他方法，然后之后你只删除和重新编程接近零的东西。第一次你仍然需要一个简单的 main() 分支。您可以强制我所说的vectors.o 位于地址零，然后.text 可以在闪存中更深，将所有代码的重置基本上放在那里，然后将其留在闪存中并仅替换为零的内容。

像这样

MEMORY
{
   romx : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x1000
   romy : ORIGIN = 0x00010000, LENGTH = 0x1000
   ram  : ORIGIN = 0x00030000, LENGTH = 0x1000
   bob  : ORIGIN = 0x00040000, LENGTH = 0x1000
   ted  : ORIGIN = 0x00050000, LENGTH = 0x1000
}

SECTIONS
{
   abc : { vectors.o } > romx
   .text : { *(.text*) } > romy
   .bss  : { *(.bss*) } > ram
}

给予

00000000 <hang-0x10>:
   0:   20008000    andcs   r8, r0, r0
   4:   00000013    andeq   r0, r0, r3, lsl r0
   8:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0
   c:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0

00000010 <hang>:
  10:   e7fe        b.n 10 <hang>

00000012 <_start>:
  12:   f00f fff7   bl  10004 <notmain>
  16:   e7fb        b.n 10 <hang>

Disassembly of section .text:

00010000 <fun>:
   10000:   4770        bx  lr
   10002:   bf00        nop

00010004 <notmain>:
   10004:   2007        movs    r0, #7
   10006:   f7ff bffb   b.w 10000 <fun>
   1000a:   bf00        nop

然后留下 0x10000 的东西，稍后替换 0x00000 的东西。

无论如何，简短的回答是链接器脚本，您需要制作链接器脚本以将内容放在您想要的位置。 gnu 链接器脚本可能会变得非常复杂，我倾向于简单的。

如果你想把所有东西都放在其他地址，包括你的向量表，那么可能是这样的:

酒花

.cpu cortex-m3
.thumb

.word   0x20008000  /* stack top address */
.word   _start      /* Reset */
.word   hang
.word   hang
/* ... */

.thumb_func
hang:   b .

.thumb_func
    ldr r0,=_start
    bx r0

和这个

MEMORY
{
   romx : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 0x1000
   romy : ORIGIN = 0x00010000, LENGTH = 0x1000
   ram  : ORIGIN = 0x00030000, LENGTH = 0x1000
   bob  : ORIGIN = 0x00040000, LENGTH = 0x1000
   ted  : ORIGIN = 0x00050000, LENGTH = 0x1000
}

SECTIONS
{
   abc : { hop.o } > romx
   .text : { *(.text*) } > romy
   .bss  : { *(.bss*) } > ram
}

给这个

Disassembly of section abc:
00000000 <hang-0x10>:
   0:   20008000    andcs   r8, r0, r0
   4:   00010013    andeq   r0, r1, r3, lsl r0
   8:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0
   c:   00000011    andeq   r0, r0, r1, lsl r0

00000010 <hang>:
  10:   e7fe        b.n 10 <hang>
  12:   4801        ldr r0, [pc, #4]    ; (18 <hang+0x8>)
  14:   4700        bx  r0
  16:   00130000
  1a:   20410001

Disassembly of section .text:

00010000 <hang-0x10>:
   10000:   20008000    andcs   r8, r0, r0
   10004:   00010013    andeq   r0, r1, r3, lsl r0
   10008:   00010011    andeq   r0, r1, r1, lsl r0
   1000c:   00010011    andeq   r0, r1, r1, lsl r0

00010010 <hang>:
   10010:   e7fe        b.n 10010 <hang>

00010012 <_start>:
   10012:   f000 f803   bl  1001c <notmain>
   10016:   e7fb        b.n 10010 <hang>

00010018 <fun>:
   10018:   4770        bx  lr
   1001a:   bf00        nop

0001001c <notmain>:
   1001c:   2007        movs    r0, #7
   1001e:   f7ff bffb   b.w 10018 <fun>
   10022:   bf00        nop

然后您可以将向量表更改为 0x10000 例如。

如果你问一个不同的问题，比如将引导加载程序放在 0x00000，那么引导加载程序会修改闪存以添加一个应用程序，比如在 0x20000，那么你想运行该应用程序，有更简单的解决方案，不一定需要你修改的位置向量表。