reertek
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用GNU工具开发基于ARM的嵌入式系统 （二）
用GNU工具开发基于ARM的嵌入式系统 （二）
3 GNU 的编译器和开发工具
GNU提供的编译工具包括汇编器 as、 C编译器 gcc、 C++编译器 g++、连接器 ld和二进制转换工具 objcopy。基于 ARM平台的工具分别为 arm-linux-as、 arm-linux-gcc、 arm-linux-g++、 arm -linux-ld 和 arm-linux-objcopy。 GNU的所有开发工具都可以从 www.gnu.org上下载 ,基于 ARM的工具可以从 www.uclinux.org获得。 GNU的编译器功能非常强大 ,共有上百个操作选项 ,这也是这类工具让初学者头痛的原因。不过 ,实际开发中只需要用到有限的几个 ,大部分可以采用缺省选项。 GNU工具的开发流程如下：编写 C、 C++语言或汇编源程序 ,用 gcc或 g++生成目标文件 ,编写连接脚本文件 ,用连接器生成最终目标文件（ elf格式） ,用二进制转换工具生成可下载的二进制代码。 GNU工具都运行在 Linux下 ,开发者需要 1台运行 Linux的 PC作为上位机。由于篇幅所限 ,不能完整地介绍整个嵌入式操作系统的开发过程 ,将以第二节中提到的通过自举模式下载的引导程序为例 ,说明开发的过程。对于像 Linux这样的大系统 ,基本的开发流程是一样的。
引导程序将通过自举模式下载到 MX1的片内 RAM,从地址 0x00300000开始并执行。完成串口和 SDRAM的初始化后 ,引导程序将等待接收应用程序或操作系统内核 ,将接收到的数据放在 SDRAM中。数据接收完毕后 ,引导程序将 SDRAM中的数据写入 Flash,下一次就可以从 Flash中直接引导系统了。由于操作系统的内核比较大 ,如 Linux有 1 MB以上 ,下载过程必须考虑纠错。因此 ,接收部分采用 Xmode协议 ,可以用 Windows下超级终端的 Xmode发送方式发送文件。
（ 1） 编写 C、 C++语言或汇编源程序
通常汇编源程序用于系统最基本的初始化 ,如初始化堆栈指针、设置页表、操作 ARM的协处理器等。初始化完成后就可以跳转到 C代码执行。需要注意的是 ,GNU的汇编器遵循 AT&T的汇编语法 ,读者可以从 GNU的站点（ www.gnu.org）上下载有关规范。汇编程序的缺省入口是 start标号 ,用户也可以在连接脚本文件中用 ENTRY标志指明其它入口点（见下文关于连接脚本的说明）。
（ 2） 用 gcc或 g++生成目标文件
如果应用程序包括多个文件 ,就需要进行分别编译 ,最后用连接器连接起来。如笔者的引导程序包括 3个文件： init.s（汇编代码、初始化硬件） xmrecever.c（通信模块 ,采用 Xmode协议）和 flash.c（ Flash擦写模块）。
分别用如下命令生成目标文件：
arm-linux-gcc-c-O2-o init.o init.s
arm-linux-gcc-c-O2-o xmrecever.o xmrecever.c
arm-linux-gcc-c-O2-o flash.o flash.c
其中 -c命令表示只生成目标代码 ,不进行连接 ;-o 命令指明目标文件的名称 ;-O2表示采用二级优化 ,采用优化后可使生成的代码更短 ,运行速度更快。如果项目包含很多文件 ,则需要编写 makefile文件。关于 makefile的内容 ,请感兴趣的读者参考相关资料。
（ 3） 编写连接脚本文件
gcc等编译器内置有缺省的连接脚本。如果采用缺省脚本 ,则生成的目标代码需要操作系统才能加载运行。为了能在嵌入式系统上直接运行 ,需要编写自己的连接脚本文件。编写连接脚本 ,首先要对目标文件的格式有一定了解。 GNU编译器生成的目标文件缺省为 elf格式。 elf文件由若干段（ section）组成 ,如不特殊指明 ,由 C源程序生成的目标代码中包含如下段： .text（正文段）包含程序的指令代码 ;.data(数据段 )包含固定的数据 ,如常量、字符串 ;.bss（未初始化数据段）包含未初始化的变量、数组等。 C++源程序生成的目标代码中还包括 .fini（析构函数代码）和 .init（构造函数代码）等。有关 elf文件格式 ,读者可自行参考相关资料。连接器的任务就是将多个目标文件的 .text、 .data和 .bss等段连接在一起 ,而连接脚本文件是告诉连接器从什么地址开始放置这些段。例如笔者的引导程序连接文件 link.lds为：
ENTRY(begin)
SECTION
{ .=0x00300000;
.text : { *(.text) }
.data: { *(.data) }
.bss: { *(.bss) }
}
其中 ,ENTRY(begin)指明程序的入口点为 begin标号 ;.=0x00300000指明目标代码的起始地址为 0x00300000,这一段地址为 MX1的片内 RAM;.text : { *(.text) }表示从 0x00300000开始放置所有目标文件的代码段 ,随后的 .data: { *(.data) }表示数据段从代码段的末尾开始 ,再后是 .bss段。
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[楼 主]
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Posted: 2009-03-04 17:08 |
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