使用MSVC工具生成裸金属二进制文件的过程是什么？

Question

用MSVC工具生成裸金属二进制文件的过程是什么？

在GNU中，cc编译或as将源代码组装成对象文件，ld将对象文件链接到ELF中(使用链接器脚本)，然后将相关部分作为“固件二进制”从ELF中提取出来。我想做同样的事情，但只使用MSVC提供的工具。

我一直在用下面的ARM64 startup.s进行测试

 AREA .text, CODE, READONLY
start
 LDR w1, =0xDEADBEEF
 B .
 END

这应该是简单地用0xDEADBEEF加载X1寄存器的下32位，然后自旋。要组装我运行的代码：

armasm64.exe startup.s

我猜想，如果我有一个peripherals.c源文件，我需要将startup.s和peripherals.c链接到一个可执行文件(COFF?，PE?)。最后，我需要去掉任何COFF/PE报头，这样ARM MCU就可以在加载时执行代码。

Answer 1

免责声明:我不在我的专业领域，我根据我使用MSVC工具所做的一些测试，在阅读了一些Microsoft文档之后，并在问题被问到三天后，提出了一个答案，还没有给出任何答案。我希望这个答案能引起更多有根据的答案，这样我就可以高兴地收回它。

这个问题的答案是：“用MSVC工具生成裸金属二进制文件的过程是什么？”很有可能：“没有”。

aarch64-pe.asm

 AREA .text, CODE, READONLY
 EXPORT start
start
 LDR w1, =0xDEADBEEF
 B .
 END

(为了由链接器解析，需要使用EXPORT指令公开符号'start‘)。

装配：

armasm64.exe aarch64-pe.asm

例如，aarch64的链接器(14.28.29334.0版本)只支持有限的目标子系统列表：

BOOT_APPLICATION,
CONSOLE,
WINDOWS,
NATIVE,
POSIX,
EFI_APPLICATION, EFI_BOOT_SERVICE_DRIVER, EFI_ROM, EFI_RUNTIME_DRIVER

从微软和EFI文档来看，所有这些子系统似乎都需要一个能够理解PECOFF格式的加载程序，或者在BCD WMI Provider子系统的情况下能够运行到BOOT_APPLICATION环境中。

没有所谓的"BAREMETAL“子系统。当试图将aarch64-pe.obj链接到每个子系统但使用EFI_ROM作为基本地址时，链接器退出显示相同的错误，抱怨起始地址不能小于4 4GiB：

D:\opt\msvc\arm64>for %I in (BOOT_APPLICATION CONSOLE WINDOWS NATIVE POSIX EFI_APPLICATION EFI_BOOT_SERVICE_DRIVER EFI_ROM EFI_RUNTIME_DRIVER) do link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:%I aarch64-pe.obj

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:BOOT_APPLICATION aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:CONSOLE aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:WINDOWS aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:NATIVE aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:POSIX aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:EFI_APPLICATION aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:EFI_BOOT_SERVICE_DRIVER aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:EFI_ROM aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : warning LNK4075: ignoring '/BASE' due to '/SUBSYSTEM:EFI_ROM' specification

D:\opt\msvc\arm64>link /entry:start /BASE:0x0000000040000000 /subsystem:EFI_RUNTIME_DRIVER aarch64-pe.obj
Microsoft (R) Incremental Linker Version 14.28.29334.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

LINK : fatal error LNK1355: invalid base address 0x40000000; ARM64 image cannot have base address below 4GB

这可能是一个裸金属嵌入式系统的问题，或者这可能需要一个MMU是可用的，并已由一个.裸金属程序开始的MMU从一个启动地址不超过4GiB。

当对aarch64pe.efi运行dumpbin.exe时，基址似乎被设置为0000000180000000，因为ldr指令位于0x0000000180001000，并且文件类型设置为DLL。

dumpbin.exe  /disasm aarch64-pe.efi
File Type: DLL

  0000000180001000: 18000041  ldr         w1,0000000180001008
  0000000180001004: 14000000  b           0000000180001004
  0000000180001008: DEADBEEF

  Summary

        1000 .rdata
        1000 .text

当对以dumpbin.exe为基地址的链接器生成的可执行文件执行0x0000000100000000时，文件类型是一致的EXECUTABLE IMAGE。

更重要的是，dumpbin.exe似乎也不提供将生成的可执行文件转换为标准格式(如s-record或intel hex )。

因此，我的结论是，MSVC工具单独不允许构建aarch64裸金属应用程序。