使用自定义链接程序脚本构建裸机应用程序时如何链接数学库

时间：2019-07-13 16:40:25

标签： assembly compilation linker riscv bare-metal

我正在构建RISC-V cpu内核，并且正在尝试为其构建一些C代码。我有一些基本的代码可以编译和链接所需的方式，并且工作正常，例如：

asm("li sp, 0x390");
asm("li s0, 0x390");
asm("li ra, 0");

int main(void){
        char *memptr = 0 ;
        int sum = 0;
        for(int i = 0; i < 8; i++)
                *(memptr + i) = i;
        for(int i = 0; i < 8; i++)
                       sum += *(memptr + i);
        *((int*)0xC) = sum;

        asm("lw x31, 0xc(x0)");


}

并使用以下命令进行编译/链接：

riscv64-unknown-elf-gcc -nostartfiles -nostdlib -mno-relax -march=rv32i -mabi=ilp32 -c main.c
riscv64-unknown-elf-ld -nostartfiles -nostdlib -march=rv32i -melf32lriscv -o main -T link.ld main.o

我的链接描述文件如下：

OUTPUT_ARCH( "riscv" )
ENTRY(main)

MEMORY
{
        progmem (rx) : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 8K
        ram (!rx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K
}

SECTIONS
{
        .text : {
                main.o(.text)
        } > progmem


        .data : {
                main.o(.rodata)
                main.o(.data)
                main.o(.sdata)
                main.o(.bss)
        } > ram
}

使用此设置，我得到的结果我希望没有问题。我得到了我的文本部分（我把它放在程序存储器中），我得到了所有子部分都放在其中的数据部分并将其直接加载到ram中（它适用于我现在正在做的事情）。

当我尝试使用浮点加法时，问题开始了：

asm("li sp, 0x390");
asm("li s0, 0x390");
asm("li ra, 0");

float a = 1.7;
float b = 0.7;

int main(void){
        int *memptr = (int*)0x8;
        float c = a - b;

}

在编译后尝试链接会导致以下错误：

riscv64-unknown-elf-ld -nostartfiles -march=rv32i -melf32lriscv -o main -T link.ld main.o
riscv64-unknown-elf-ld: main.o: in function `main':
main.c:(.text+0x3c): undefined reference to `__subsf3'

我可以在汇编文件中看到（使用gcc -S选项），有一条指令调用__subsf3 ，但是在.text部分的任何地方都没有这样的标签。我相信我必须以某种方式链接数学库才能正常工作，所以我尝试添加 #include“ math.h” ，然后将各种标志添加到 ld 命令，例如“ -lc”，“-lgcc”，“-lm”，但会导致以下错误：

riscv64-unknown-elf-ld: cannot find -lc
riscv64-unknown-elf-ld: cannot find -lgcc
riscv64-unknown-elf-ld: cannot find -lm

通过反复试验，我设法解决了这个问题

riscv64-unknown-elf-gcc -nostartfiles -mno-relax -march=rv32i -mabi=ilp32 -Wl,-emain -lm main.c -o main

几乎可以实现我想要的功能，但不使用我的链接脚本。如果我添加 -Wl，link.ld ，则它再次不起作用，并显示错误：

/usr/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/9.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: main.o:(.sdata+0x0): multiple definition of `a'; /tmp/cc0LmWB4.o:(.sdata+0x0): first defined here
/usr/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/9.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: main.o:(.sdata+0x4): multiple definition of `b'; /tmp/cc0LmWB4.o:(.sdata+0x4): first defined here
/usr/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/9.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: main.o: in function `main':
main.c:(.text+0xc): multiple definition of `main'; /tmp/cc0LmWB4.o:main.c:(.text+0xc): first defined here
/usr/lib/gcc/riscv64-unknown-elf/9.1.0/../../../../riscv64-unknown-elf/bin/ld: error: no memory region specified for loadable section `.sdata'
collect2: error: ld returned 1 exit status

如果有人能向我解释我做错了什么，以及我应该如何实际使用上面针对裸机RISC-V的浮点数学构建代码，并让ld在我的计算机中添加数学函数，我将不胜感激。 .text部分。

1 个答案:

答案 0 :(得分：3)

问题在于gcc不是链接器，它是编译器，但在gnu世界中，gcc知道它在哪里（从目录和相对路径的角度）。 Ld是一个链接器，但不知道它在哪里（典型的用例（通过设计）它依赖gcc将库路径传递给它），所以...

bootstrap.s 

.globl _start
_start:
    lui x2,0x20010
    jal notmain
    j .

notmain.c 

unsigned int abcd = 5;

float fun ( float a, float b)
{
    return(a+b);
}

int notmain ( void )
{
    return(0);
}

内存映射

MEMORY
{
    rom : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 8K
    ram : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K
}

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

一种方法：

riscv32-none-elf-as --warn -march=rv32i -mabi=ilp32 bootstrap.s -o bootstrap.o
riscv32-none-elf-gcc -Wall -march=rv32i -mabi=ilp32 -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding  -c notmain.c -o notmain.o
riscv32-none-elf-ld -T memmap bootstrap.o notmain.o -lgcc -L /opt/gnuriscv32/lib/gcc/riscv32-none-elf/9.1.0/rv32i/ilp32 -o notmain.elf
riscv32-none-elf-objcopy notmain.elf -O binary notmain.bin 
riscv32-none-elf-objdump -D notmain.elf > notmain.list

给予

10000000 <_start>:
10000000:   20010137            lui x2,0x20010
10000004:   020000ef            jal x1,10000024 <notmain>
10000008:   0000006f            j   10000008 <_start+0x8>

1000000c <fun>:
1000000c:   ff010113            addi    x2,x2,-16 # 2000fff0 <abcd+0xfff0>
10000010:   00112623            sw  x1,12(x2)
10000014:   018000ef            jal x1,1000002c <__addsf3>
10000018:   00c12083            lw  x1,12(x2)
1000001c:   01010113            addi    x2,x2,16
10000020:   00008067            ret

10000024 <notmain>:
10000024:   00000513            li  x10,0
10000028:   00008067            ret

1000002c <__addsf3>:
1000002c:   008006b7            lui x13,0x800
10000030:   ff010113            addi    x2,x2,-16
10000034:   01755713            srli    x14,x10,0x17

...


20000000 <abcd>:
20000000:   0005
    ...

同样令人讨厌：

riscv32-none-elf-as --warn -march=rv32i -mabi=ilp32 bootstrap.s -o bootstrap.o
riscv32-none-elf-gcc -Wall -march=rv32i -mabi=ilp32 -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding  -c notmain.c -o notmain.o
riscv32-none-elf-gcc -Wall -march=rv32i -mabi=ilp32 -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding  -Xlinker -T -Xlinker memmap bootstrap.o notmain.o -lgcc -o notmain.elf
riscv32-none-elf-objcopy notmain.elf -O binary notmain.bin 
riscv32-none-elf-objdump -D notmain.elf > notmain.list

给予

10000000 <_start>:
10000000:   20010137            lui x2,0x20010
10000004:   020000ef            jal x1,10000024 <notmain>
10000008:   0000006f            j   10000008 <_start+0x8>

1000000c <fun>:
1000000c:   ff010113            addi    x2,x2,-16 # 2000fff0 <abcd+0xfff0>
10000010:   00112623            sw  x1,12(x2)
10000014:   018000ef            jal x1,1000002c <__addsf3>
10000018:   00c12083            lw  x1,12(x2)
1000001c:   01010113            addi    x2,x2,16
10000020:   00008067            ret

10000024 <notmain>:
10000024:   00000513            li  x10,0
10000028:   00008067            ret

1000002c <__addsf3>:
1000002c:   008006b7            lui x13,0x800
10000030:   ff010113            addi    x2,x2,-16

...


20000000 <abcd>:
20000000:   0005

gcc解决方案不那么麻烦，因为您不必对库路径进行硬编码。

相关问题
最新问题