调试`build.sh` 和用 `CMake` 编译出来的 `.elf` / `.bin` / `.hex` 文件大小或行为不同?

这是一个经典问题,在嵌入式开发中尤为重要。主要原因可以归结为以下几点:


1. 链接方式不同

build.sh 使用的是:

bash 复制代码
arm-none-eabi-gcc -c ...
arm-none-eabi-ld ... -T blue_pill.ld

CMake 默认使用的是:

bash 复制代码
arm-none-eabi-gcc ... -T blue_pill.ld

虽然都能生成 .elfgcc 调用 ld 时自动添加了一堆默认库和启动文件,如:

  • crt0.o
  • libc.a
  • libgcc.a
  • _start 入口
  • __libc_init_array() 调用

这会导致:

  • 生成文件大小变大
  • 运行逻辑不同(比如多了 libc 初始化)

2. 启动文件和链接脚本行为不同

你的 build.sh 明确用 -Ttext=$FLASH_BASE 和自定义 .ld,手动控制内存布局、入口地址。

而 CMake 如果没有强制指定

cmake 复制代码
add_link_options(-Ttext=0x08000000 -T your_linker.ld)

或者:

cmake 复制代码
add_link_options(-nostartfiles -nostdlib)

它很可能链接的是:

  • 错误的启动地址(默认 _start
  • 自动插入的 crt0.o
  • 新lib初始化代码
  • 更改了 stack, heap 默认符号(比如 _stack_end

3. 编译选项不同

你的 build.sh 用的是:

bash 复制代码
-O2 -fno-hosted -fno-inline -fno-align-functions -ffunction-sections -fdata-sections

但在 CMake 里你用了:

cmake 复制代码
add_compile_options(-Og -g) # Debug

即便链接脚本一样,优化等级不同也会极大影响 .elf.bin 的大小,甚至行为(比如函数没被内联或链接器无法优化函数段合并)。


4. 汇编预处理路径不同

你用了 .s 文件且其中有 #include 其他 .s,这要求你确保:

cmake 复制代码
add_compile_options(-Wa,-I${CMAKE_SOURCE_DIR}/src)

缺失这个会导致 descriptors_audio.s 没被编进 .elf,最终 .bin 更小,功能缺失。


5. 是否 strip/debug 信息

你的 build.sh 调用了 --strip-debug(虽然用错位置了,但有可能有效),而 CMake 没有。

.elf 大小区别 ≠ .bin 实际写入闪存的区别

strip 会影响 .elf 体积(调试符号被去除),在一些上传/烧录工具中甚至影响校验行为。


6. 默认链接库行为

如果你没有加 -nostdlib,GCC 会默认链接这些:

text 复制代码
libc.a
libm.a
libgcc.a

它们会加入如下代码:

  • 浮点支持(可能不需要)
  • 除法函数(比如 __aeabi_uidiv
  • _exit() 等(如果你没实现可能链接失败)

🧪 ✅ 如何验证差异:

  1. 对比 .elf 的节区:
bash 复制代码
arm-none-eabi-size -A your.elf

你会看到:

  • .text, .data, .bss, .init, .fini 等差异
  • 看是否有 libgcc, crt0.o 的残留代码段
  1. nm 工具查看符号:
bash 复制代码
arm-none-eabi-nm -n your.elf | less

特别检查:

  • 是否有 _start, __libc_init_array, __aeabi_*, __libc_fini_array
  1. readelf -aobjdump 看指令节/布局。

🛠 推荐你在 CMake 中添加以下保证一致性:

cmake 复制代码
# 防止插入 crt0.o / libc / libgcc
add_link_options(-nostdlib -nostartfiles)

# 禁止 C++ RTTI 和异常支持(如有)
add_compile_options(-fno-exceptions -fno-rtti)

# 加入链接脚本 + 明确入口地址
add_link_options(-T ${LINKER_SCRIPT} -Ttext=0x08000000)

# 汇编 include 支持
add_compile_options(-Wa,-I${CMAKE_SOURCE_DIR}/src)

✅ 总结一句话:

build.sh 是你完全掌控编译流程,CMake 如果不特别配置,会加进很多 GCC 默认行为 ------ 包括启动代码、链接库、调试符号、浮点支持等。这就导致生成文件大小、内容、行为都可能不同

Cmake 需要加 add_link_options(-nostartfiles -nostdlib)


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