用gnu工具开发基于arm的嵌入式系统

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1、用GNU工具开发基于ARM的嵌入式系统摘要：介绍如何利用GNU的工具开发基于ARM的嵌入式系统，以及使用编译器、连接器和调试工具的具体方法，为广大嵌入式系统开发人员提供一种低成本的开发手段。关键词：ARMGNUMC928MX1gccgdbgdbserver当前，ARM公司的32位RISC处理器，以其内核耗电少、成本低、功能强、特有16/32位双指令集，已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案的RISC标准，市场占有率超过了75%。多家公司都推出了自己的基于ARM内核的处理器产品，越来越多的开发人员开始了针对ARM平台的开

2、发。通常开发人员需要购买芯片厂商或第三方提供的开发板，还需要购买开发软件，如C编译器或者集成了实时操作系统的开发环境。开发板的价格从数百到上千美元，而编译器、实时操作系统价格更是动辄数千到数万美元。这样，在开发初期，软硬件上的投资就需要上万美元，对于国内大多数开发人员来说，无疑是太贵了。　　庆幸的是，GNU所倡导的自由软件给开发者带来了福音。1984年，旨在开发一个类似Unix的，并且是完全免费的完整操作系统和配套工具：GNU系统（发音为"guh-NEX1的片内RAM，从地址0x00300000开始并执行。完成串口和SDRAM的初始化后

3、，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1MB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ATT的汇编语法，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

4、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-oinit.oinit.sarm-linux-gcc-c-O2-oxmrecever.oxmrecever.carm-linux-gcc-c-O2-oflash.oflash.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

5、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

6、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;.

7、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。（4）用连接器生成最终目标文件　　有了连接脚本文件，如下命令可生成最终的目标文件：arm-linux-ld

8、-nostadlib-obootstrap.elf-Tlink.ldsinit.oxmrecever.oflash.o其中，ostadlib表示不连接系统的运行库，而是直接从begin入口；-o指明目标文件