ใช้ Raspberry Pi โดยไม่มีระบบปฏิบัติการ Linux?

ฉันสนใจที่จะใช้ Raspberry Pi เป็นหน่วย CPU แบบฝังตัวเพื่อการพัฒนาแอพพลิเคชั่นแบบฝัง เนื่องจาก Raspberry Pi มีซีพียูทรงพลังที่มีหน่วยความจำค่อนข้างน้อยจึงทำให้บอร์ดฝังตัวที่ยอดเยี่ยม

เป็นไปได้ไหมที่จะใช้ Raspberry Pi ที่ไม่มี Linux OS? ฉันจะทำสิ่งนี้ได้อย่างไร

ฉันได้ดูการเขียนโปรแกรมโลหะเปลือยบน Raspberry Pi และดูเหมือนว่าคุณต้องการจะทำอะไร มีหลายหัวข้อในฟอรัมที่ดีเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรมโลหะเปลือยกับบางคนที่ใช้ความพยายามอย่างมากเพื่อให้โค้ดทำงาน ตรวจสอบสิ่งเหล่านี้เพื่อเริ่มต้น:

คู่มือเริ่มต้นโลหะเปลือยบน Raspi

การเขียนโปรแกรม RPi บนโลหะเปลือย

การเขียนโปรแกรมพื้นฐานบน Bare Metal Tutorial 1

หรือโดยทั่วไปคุณสามารถไปที่ฟอรัม Bare Metal ของ Raspberry Piและเพียงแค่เรียกดูรอบ ๆ

ความเข้าใจของฉันคือคุณจะต้องบูตจากการ์ด SD เนื่องจากลำดับการบู๊ตที่สร้างไว้ในชิป Broadcom ฉันพยายามค้นหาลิงค์สำหรับลำดับการบู๊ต แต่ google fu ของฉันไม่ทำงานฉันจะแก้ไขในภายหลังหากพบ

วิธีเดียวที่มันจะบู๊ตมาจากฟอร์แมต sdcard ของ fat32 เปลี่ยนจาก poweron ไปเป็น gpu Firmware load ที่ประมวลผลไฟล์ไบนารีแขนชื่อ kernel.img ดังนั้นหากคุณต้องการสร้างเคอร์เนลแบบกำหนดเองที่ทำสิ่งที่คุณต้องการจะทำ ณ จุดนี้

ฉันได้สร้างอีมูเลเตอร์ IBM S / 390 ใน C # ซึ่งในทางทฤษฎีแล้วจะทำงานภายใต้ Mono / Linux เนื่องจากมันรวบรวมรหัส CIL และไม่ได้ใช้ทรัพยากร. NET ที่ไม่รองรับ สิ่งนี้จะอนุญาตให้โซลูชันแบบฝังโดยใช้ตารางการควบคุมที่เป็นอิสระจากแพลตฟอร์มพร้อมล่ามเครื่องสถานะ จำกัด ที่กำหนดเอง มันจะยังคงมี Linux O / S ที่จำเป็นอยู่เบื้องหลัง

ตัวอย่างไฟกระพริบโลหะเปลือยน้อยที่สุดแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

ทดสอบกับโฮสต์ Ubuntu 16.04, Raspberry Pi 2

1. ใส่การ์ด SD บนโฮสต์

2. ทำให้ภาพ:

   ./make.sh /dev/mmblck0 p1
   

   ที่ไหน:

   • /dev/mmblck0 เป็นอุปกรณ์ของการ์ด SD
   • p1เป็นพาร์ติชันแรกของอุปกรณ์ ( /dev/mmblck0p1)

3. ใส่การ์ด SD ลงใน PI

4. ปิดและเปิดเครื่อง

GitHub upstream: https://github.com/cirosantilli/raspberry-pi-bare-metal-blinker/tree/d20f0337189641824b3ad5e4a688aa91e13fd764

start.S

.global _start
_start:
    mov sp, #0x8000
    bl main
hang:
    b hang

main.c

#include <stdint.h>

/* This is bad. Anything remotely serious should use timers
 * provided by the board. But this makes the code simpler. */
#define BUSY_WAIT __asm__ __volatile__("")
#define BUSY_WAIT_N 0x100000

int main( void ) {
    uint32_t i;
    /* At the low level, everything is done by writing to magic memory addresses. */
    volatile uint32_t * const GPFSEL4 = (uint32_t *)0x3F200010;
    volatile uint32_t * const GPFSEL3 = (uint32_t *)0x3F20000C;
    volatile uint32_t * const GPSET1  = (uint32_t *)0x3F200020;
    volatile uint32_t * const GPCLR1  = (uint32_t *)0x3F20002C;

    *GPFSEL4 = (*GPFSEL4 & ~(7 << 21)) | (1 << 21);
    *GPFSEL3 = (*GPFSEL3 & ~(7 << 15)) | (1 << 15);
    while (1) {
        *GPSET1 = 1 << (47 - 32);
        *GPCLR1 = 1 << (35 - 32);
        for (i = 0; i < BUSY_WAIT_N; ++i) { BUSY_WAIT; }
        *GPCLR1 = 1 << (47 - 32);
        *GPSET1 = 1 << (35 - 32);
        for (i = 0; i < BUSY_WAIT_N; ++i) { BUSY_WAIT; }
    }
}

ldscript

MEMORY
{
    ram : ORIGIN = 0x8000, LENGTH = 0x10000
}

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

make.sh

#!/usr/bin/env bash

set -e

dev="${1:-/dev/mmcblk0}"
part="${2:-p1}"
part_dev="${dev}${part}"
mnt='/mnt/rpi'

sudo apt-get install binutils-arm-none-eabi gcc-arm-none-eabi

# Generate kernel7.img
arm-none-eabi-as start.S -o start.o
arm-none-eabi-gcc -Wall -Werror -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding -c main.c -o main.o
arm-none-eabi-ld start.o main.o -T ldscript -o main.elf
# Get the raw assembly out of the generated elf file.
arm-none-eabi-objcopy main.elf -O binary kernel7.img

# Get the firmware. Those are just magic blobs, likely compiled
# from some Broadcom proprietary C code which we cannot access.
wget -O bootcode.bin https://github.com/raspberrypi/firmware/blob/597c662a613df1144a6bc43e5f4505d83bd748ca/boot/bootcode.bin?raw=true
wget -O start.elf https://github.com/raspberrypi/firmware/blob/597c662a613df1144a6bc43e5f4505d83bd748ca/boot/start.elf?raw=true

# Prepare the filesystem.
sudo umount "$part_dev"
echo 'start=2048, type=c' | sudo sfdisk "$dev"
sudo mkfs.vfat "$part_dev"
sudo mkdir -p "$mnt"
sudo mount "${part_dev}" "$mnt"
sudo cp kernel7.img bootcode.bin start.elf "$mnt"

# Cleanup.
sync
sudo umount "$mnt"