如何为Raspberry Pi 3编译ARMv8代码

Question

我一直在这里的教程为树莓派编程一个基本的操作系统。 我已经阅读了文档并更改了寄存器，以便它们可以运行，但是由于raspberry pi 3是64位的，因此使用ARMv8时lsl越界。 我使用的是Mac，因此使用的是YAGARTO，但我真的不知道如何或在何处获得另一个64位编译器。

有兴趣的人的代码：

.section .init
.globl _start
_start:

ldr r0,=0x3f200000


mov r1,#1
lsl r1,#21
str r1,[r0,#16]


mov r1,#1
lsl r1,#47
str r1,[r0,#28]

loop$: 
b loop$

Answer 1

我建议在这里查看David Welch的RaspberryPi 3的aarch64示例。 为了方便起见，他的引导程序允许以.hex格式上传文件。
作为记录，您可以使用以下命令从编译的可执行文件中创建一个.hex：

aarch64-none-objcopy program.elf -O ihex example.elf example.hex

关于工具链，据我所知，Linaro和ARM仅提供Linux和mingw的工具链。 但是，你可以使用由OSX，个人建工具链，如这一个由塞尔吉奥·贝尼特斯提供。

更新：一种方便的替代方法是，根据此处所述的出色步骤，在您的SD卡上安装u-boot。

假设您将在/ opt中安装了aarch64-none工具链，因此aarch64-none-gcc的路径为：

/opt/aarch64-none/bin/aarch64-none-gcc

满足您需求的简化程序为：

在SD卡上创建一个最小的config.txt，

enable_uart=1
arm_control=0x200
kernel=u-boot.bin

将bootcode.bin ， fixup.dat和start.elf复制到SD卡，

建立u-boot，

wget ftp://ftp.denx.de/pub/u-boot/u-boot-2019.01.tar.bz2
tar Jxf u-boot-2019.01.tar.bz2
cd u-boot-2019.01
make CROSS_COMPILE=/opt/aarch64-none/bin/aarch64-none- ARCH=arm64  rpi_3_defconfig all

将u-boot.bin复制到SD卡-现在它应包含以下文件：

2019-04-08  06:03 PM               108 config.txt
2019-04-08  04:11 PM         2,873,444 start.elf
2019-04-08  04:11 PM            52,296 bootcode.bin
2019-04-08  04:11 PM             6,701 fixup.dat
2019-04-08  04:08 PM           479,872 u-boot.bin

将SD卡安装到Raspberry-pi3中，假设您已安装了串行转USB加密狗，并且将终端仿真器配置为使用具有以下设置的USB串行端口：

115200 bps, 8 data bits, 1 stop bit, no parity, no hardware flow control

您现在可以打开设备的电源，并尽快按CTRL+C来中断启动过程：

U-Boot 2019.01 (Apr 08 2019 - 16:07:23 -0400)

DRAM:  948 MiB
RPI 3 Model B (0xa22082)
MMC:   mmc@7e202000: 0, sdhci@7e300000: 1
Loading Environment from FAT... *** Warning - bad CRC, using default environment

In:    serial
Out:   vidconsole
Err:   vidconsole
Net:   No ethernet found.
starting USB...
USB0:   scanning bus 0 for devices... 3 USB Device(s) found
       scanning usb for storage devices... 0 Storage Device(s) found
Hit any key to stop autoboot:  0
U-Boot> <INTERRUPT>

bootdelay环境变量设置为2（秒），您需要将其设置为-1（无穷大），以避免每次引导时都使用CTRL+C ：

U-Boot> printenv bootdelay
bootdelay=2
U-Boot> setenv bootdelay -1
U-Boot> saveenv
Saving Environment to FAT... OK
U-Boot>

如果输入reset命令，则pi将重新启动，但u-boot将停止：

U-Boot> reset
resetting ...
U

‡t-Boot 2019.01 (Apr 08 2019 - 16:07:23 -0400)

DRAM:  948 MiB
RPI 3 Model B (0xa22082)
MMC:   mmc@7e202000: 0, sdhci@7e300000: 1
Loading Environment from FAT... OK
In:    serial
Out:   vidconsole
Err:   vidconsole
Net:   No ethernet found.
starting USB...
USB0:   scanning bus 0 for devices... 3 USB Device(s) found
       scanning usb for storage devices... 0 Storage Device(s) found
U-Boot>

现在，您可以使用所有可用的u-boot命令来检查/更改内存，以及加载/执行程序：

创建一个具有以下内容的名为hello-aarch64.s的文件：

                  .title "hello-aarch64.s"
                  .arch  armv8-a
                  .equ   AUX_MU_IO_REG, 0x3F215040  
                  .equ   AUX_MU_LSR_REG, 0x3F215054 
                  .text
                  .section .text.startup,"ax"    
                  .globl Reset_Handler
Reset_Handler:    stp  x29, x30,  [sp, #-16]!        
                  adr  x19, msg
                  ldr  x20,= AUX_MU_IO_REG
                  ldr  x21,= AUX_MU_LSR_REG
loop:             ldrb w0, [x19], 1                  
                  cbz  w0, done               
wait:             ldrb w1, [x21]
                  tbz  w1, #5, wait
                  strb w0, [x20]
                  b    loop
done:             ldp  x29,x30,  [sp], #16                 
                  ret
                  .balign 16
msg:              .asciz "Hello, aarch64 bare-metal world!\r\n"
                  .end

因为我们将从u-boot调用该程序，并且不想使其崩溃，所以该程序应符合ARM 64位体系结构的ARM过程调用标准 -这在这里有些过分了，因为我们没有调用任何函数， 但是这没关系。

使用以下命令可以编译程序并创建s记录文件：

CROSS_COMPILE= /opt/aarch64-none/bin/aarch64-none-
AS=${CROSS_COMPILE}as
LD=${CROSS_COMPILE}ld
OBJCOPY=${CROSS_COMPILE}objcopy
OBJDUMP=${CROSS_COMPILE}objdump
${AS} -o hello-aarch64.o hello-aarch64.s
${LD} -e Reset_Handler --section-start .text=0x00200000 -Map=hello-aarch64.map -o hello-aarch64.elf hello-aarch64.o 
${OBJCOPY} hello-aarch64.elf -O srec hello-aarch64.srec

现在可以上载并执行该程序：在u-boot中输入以下命令：

U-Boot> loads
## Ready for S-Record download ...

从终端仿真器，将hello-aarch64.srec文件发送到u-boot（没有x-modem，没有kermit，仅hello-aarch64.srec文件）。

## First Load Addr = 0x00200000
## Last  Load Addr = 0x00200067
## Total Size      = 0x00000068 = 104 Bytes
## Start Addr      = 0x00200000
U-Boot>

使用go从u-boot命令执行程序（该go的命令实际上是call一个）。

U-Boot> go 0x00200000
## Starting application at 0x00200000 ...
Hello, aarch64 bare-metal world!
## Application terminated, rc = 0x0
U-Boot>

就是这样，您现在应该有一个很好的标准环境来学习aarch64汇编语言。

抱歉，它很冗长，但目的是为需要的人提供一个简单而完整的过程。