如何為Raspberry Pi 3編譯ARMv8代碼

Question

我一直在這里的教程為樹莓派編程一個基本的操作系統。 我已經閱讀了文檔並更改了寄存器，以便它們可以運行，但是由於raspberry pi 3是64位的，因此使用ARMv8時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處獲得另一個64位編譯器。

有興趣的人的代碼：

.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

我建議在這里查看David Welch的RaspberryPi 3的aarch64示例。 為了方便起見，他的引導程序允許以.hex格式上傳文件。
作為記錄，您可以使用以下命令從編譯的可執行文件中創建一個.hex：

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

關於工具鏈，據我所知，Linaro和ARM僅提供Linux和mingw的工具鏈。 但是，你可以使用由OSX，個人建工具鏈，如這一個由塞爾吉奧·貝尼特斯提供。

更新：一種方便的替代方法是，根據此處所述的出色步驟，在您的SD卡上安裝u-boot。

假設您將在/ opt中安裝了aarch64-none工具鏈，因此aarch64-none-gcc的路徑為：

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

滿足您需求的簡化程序為：

在SD卡上創建一個最小的config.txt，

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

將bootcode.bin ， fixup.dat和start.elf復制到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

將u-boot.bin復制到SD卡-現在它應包含以下文件：

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

將SD卡安裝到Raspberry-pi3中，假設您已安裝了串行轉USB加密狗，並且將終端仿真器配置為使用具有以下設置的USB串行端口：

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

您現在可以打開設備的電源，並盡快按CTRL+C來中斷啟動過程：

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環境變量設置為2（秒），您需要將其設置為-1（無窮大），以避免每次引導時都使用CTRL+C ：

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

如果輸入reset命令，則pi將重新啟動，但u-boot將停止：

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>

現在，您可以使用所有可用的u-boot命令來檢查/更改內存，以及加載/執行程序：

創建一個具有以下內容的名為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

因為我們將從u-boot調用該程序，並且不想使其崩潰，所以該程序應符合ARM 64位體系結構的ARM過程調用標准 -這在這里有些過分了，因為我們沒有調用任何函數， 但是這沒關系。

使用以下命令可以編譯程序並創建s記錄文件：

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

現在可以上載並執行該程序：在u-boot中輸入以下命令：

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

從終端仿真器，將hello-aarch64.srec文件發送到u-boot（沒有x-modem，沒有kermit，僅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從u-boot命令執行程序（該go的命令實際上是call一個）。

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

就是這樣，您現在應該有一個很好的標准環境來學習aarch64匯編語言。

抱歉，它很冗長，但目的是為需要的人提供一個簡單而完整的過程。