bin文件如何转换为目标文件导入到工程

在嵌入式开发过程中，往往需要将二进制数据导入到工程之中参与编译，如初始化配置数据、图像、预制参数等，很多操作要么写入使用合并到代码指定段，要么直接存储到指定区域的flash中。这里我提供一个解决方案，将bin文件转换为.o文件，直接添加到工程中参与编译，不指定位置，随它放哪里吧。

准备环境

本次实验背景是使用MounRiver Studio 为ch32v003开发一款量产eeprom 24c08的小工具，要求自动填充eeprom指定的数据，当前我拿到了24c08.bin完整的1kb数据用于烧录，因此我需要将这1k数据加载到程序中调用。

MounRiver Studio软件
gcc软件包位置D:\MounRiver\MounRiver_Studio\toolchain\RISC-V Embedded GCC\bin\riscv-none-embed-XXX

通过询问deeseek获得几个解决方案

.bin文件重新生成.h文件，将数据存入数组，这个方式最为简单，缺陷是只适合小文件，通用性欠佳
使用objcopy将bin文件直接转换为.o文件参与编译，这个更具通用性，同时也更加复杂
使用汇编指令incbin将其加入工程中
将bin文件拼接到hex再刷入程序中

实现方案

1.bin文件转为h源码文件

在linux环境中安装xxd工具，执行下方命令即可成功生成源码文件

xxd -i 24c08.bin > 24c08.h

2.直接合并BIN文件到Hex

如果你希望将 24c08.bin 直接合并到最终的Hex文件中，可以使用工具（如 srec_cat）操作：

srec_cap firmware.hex -Intel 24c08.bin -Binary -offset 0x08010000 -o combined.hex -Intel

-offset 0x08010000: 指定二进制数据在Flash中的起始地址。

3.使用汇编加载bin文件

.incbin可以方便的将外部的二进制文件添加到.s中，使用编译链ar完成转化工作，而且无需额外对bin文件操作，方便批量的bin文件添加

.section .rodata.eeprom_data, "a"  # 定义只读段
.align 4
.global eeprom_data_start          # 导出符号
eeprom_data_start:
  .incbin "../applications/system_var/24c08.bin"              # 嵌入二进制文件
.global eeprom_data_end
eeprom_data_end:
  .byte 0                          # 可选：添加结束符

/* 显式定义数据长度符号 */
.global eeprom_data_size
eeprom_data_size:
  .int eeprom_data_end - eeprom_data_start

C代码中使用导出的符号

extern const uint32_t eeprom_data_size;
extern const uint8_t eeprom_data_start[];
extern const uint8_t eeprom_data_end[];

4.bin文件生成object文件

当前操作在win环境下实现

方法概述

将BIN文件转换为目标文件：使用工具（如 objcopy）将 .bin 文件转换为 .o 目标文件。
修改链接脚本：在链接脚本中为二进制数据分配固定的存储地址。
在代码中通过地址访问数据：通过符号或绝对地址直接操作二进制数据。

1. bin生成.o操作

d:/MounRiver/MounRiver_Studio/toolchain/RISC-V Embedded GCC/bin/riscv-none-embed-objcopy'  -I binary -O elf32-littleriscv  -B riscv:rv32 --rename-section .data=.rodata.24c08    24c08.bin 24c08.o

关键参数说明：
- -I binary: 输入文件格式为二进制。
- -O elf32-littleriscv : 输出为RISCV小端格式的ELF文件。
- --rename-section .data=.rodata: 将段名从 .data 改为 .rodata（避免被初始化到RAM）。
- -B riscv:rv32 :设置输出平台类型

2.查看符号表

$ 'd:/MounRiver/MounRiver_Studio/toolchain/RISC-V Embedded GCC/bin/riscv-none-embed-nm'   24c08.o
00000400 R _binary_24c08_bin_end
00000400 A _binary_24c08_bin_size
00000000 R _binary_24c08_bin_start

查看段信息

查看这里的配置我们可以知道数组转换后我们得到3个参数，分别是数组截至地址、长度、起始地址，这样便满足我们的使用需求

$ 'd:/MounRiver/MounRiver_Studio/toolchain/RISC-V Embedded GCC/bin/riscv-none-embed-objdump'   -h 24c08.o

24c08.o:     file format elf32-littleriscv

Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .rodata.24c08 00000400  00000000  00000000  00000034  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA

3. 验证目标文件架构信息

通过使用readelf可以方便的看到我们生成的目标文件编译信息

 'd:/MounRiver/MounRiver_Studio/toolchain/RISC-V Embedded GCC/bin/riscv-none-embed-readelf.exe'  -h -A  24c08.o
ELF Header:
  Magic:   7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
  Class:                             ELF32
  Data:                              2's complement, little endian
  Version:                           1 (current)
  OS/ABI:                            UNIX - System V
  ABI Version:                       0
  Type:                              REL (Relocatable file)
  Machine:                           RISC-V
  Version:                           0x1
  Entry point address:               0x0
  Start of program headers:          0 (bytes into file)
  Start of section headers:          1268 (bytes into file)
  Flags:                             0x9, RVC, RVE, soft-float ABI
  Size of this header:               52 (bytes)
  Size of program headers:           0 (bytes)
  Number of program headers:         0
  Size of section headers:           40 (bytes)
  Number of section headers:         5
  Section header string table index: 4

3.检查.o文件内容：

riscv32-unknown-elf-objdump -s 24c08.o

24c08.o:     file format elf32-littleriscv

Contents of section .rodata.24c08:
 0000 32445550 39334e32 30364200 00000000  2DUP93N206B.....
 0010 00000000 00000000 00000000 00000000  ................
 0020 00000000 00000000 00000000 00000000  ................
 0030 00000000 00000000 00000000 00000000  ................

确认 .rodata.24c08 段包含二进制数据。

在代码中访问二进制数据

如果您未在工程中显式调用它的几个符号使用绝对地址访问，可能导致系统优化掉。

这里给出链接文件改动方案

MEMORY
{
  FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
  RAM (xrw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}

/* 添加自定义段存放二进制数据 */
SECTIONS
{
  .text : { *(.text*) } > FLASH
  .rodata : {
    *(.rodata*)        /* 原有只读数据 */
    _24c08_data = .;   /* 记录当前地址 */
    KEEP(24c08.o(.rodata))  /* 强制包含24c08.o的.rodata段 */
    . = ALIGN(4);      /* 4字节对齐 */
  } > FLASH

  /* 其他段（如.data、.bss等） */
}

显式调用，编译链可以自动将其加入到工程中，在工程中进行如下声明，他们是通过riscv-none-embed-nm查看到的符号。

在用到的地方如下进行定义即可拿到数据地址信息

extern const uint32_t _binary_24c08_bin_size;// 数据长度（字节）
extern const uint8_t _binary_24c08_bin_start[];// 数据起始地址
extern const uint8_t _binary_24c08_bin_end[];  // 数据结束地址

其它操作

在链接脚本中为二进制数据 显式分配固定地址，避开主程序占用的区域：

SECTIONS
{
  .text : { *(.text*) } > FLASH
  .rodata : {
    *(.rodata*)
  } > FLASH

  /* 将二进制数据固定在Flash的末尾 */
  .bin_section 0x2000F000 : {  /* 假设Flash结束地址为0x20010000 */
    KEEP(24c08.o(.rodata))
  } > FLASH
}

生成静态库 `.a` 文件

使用 ar 工具（归档工具）将 24c08.o 打包为静态库：

riscv-none-embed-ar rcs lib24c08.a 24c08.o

参数说明

rcs：
- r：替换或添加文件到库
- c：创建库（如果不存在）
- s：生成索引（加速链接）
lib24c08.a：生成的静态库名称（前缀 lib 是标准命名约定）
24c08.o：输入的目标文件

常见错误及解决

错误1：命令未找到

riscv32-unknown-elf-objcopy: command not found

原因：工具链未安装或环境变量未配置。或者使用绝对路径访问比如'd:/MounRiver/MounRiver_Studio/toolchain/RISC-V Embedded GCC/bin/riscv-none-embed-objcopy' -O elf32-littleriscv -B riscv:rv32 --rename-section .data=.rodata.24c08 24c08.bin 24c08.o

错误2：格式不支持

riscv32-unknown-elf-objcopy: unsupported architecture

原因：-O 参数未指定正确的目标格式。
解决：根据架构选择格式：

32位小端：elf32-littleriscv
64位小端：elf64-littleriscv

错误3：段名冲突

multiple definition of `_binary_24c08_bin_start`

原因：未重命名二进制文件的段名。
解决：添加 --rename-section .data=.rodata。

错误4：objcopy生成的 `.o` 文件缺少 RISC-V 架构特定的Flags 标志

使用 objcopy 强制设置 Flags

在转换命令中通过 --set-flags 参数手动设置 Flags 为 0x9：

riscv-none-embed-objcopy \
  -I binary \
  -O elf32-littleriscv \
  --rename-section .data=.rodata,alloc,load,readonly,data,contents \
  --set-flags 0x9 \  # 强制设置 Flags 为 0x9（RVC + RVE）
  24c08.bin \
  24c08.o

但是我使用的版本不支持这个命令，我通过比对工程生成的.o文件与objcopy生成的差异比对，将一个位写成0x09成功解决

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bin文件转换为目标文件导入到工程

bin文件如何转换为目标文件导入到工程

准备环境

实现方案

1.bin文件转为h源码文件

2.直接合并BIN文件到Hex

3.使用汇编加载bin文件

4.bin文件生成object文件

1. bin生成.o操作

2.查看符号表

查看段信息

3. 验证目标文件架构信息

3.检查.o文件内容：

在代码中访问二进制数据

生成静态库 `.a` 文件

参数说明

常见错误及解决

错误1：命令未找到

错误2：格式不支持

错误3：段名冲突

错误4：objcopy生成的 `.o` 文件缺少 RISC-V 架构特定的Flags 标志

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准备环境

实现方案

1.bin文件转为h源码文件

2.直接合并BIN文件到Hex

3.使用汇编加载bin文件

4.bin文件生成object文件

1. bin生成.o操作

2.查看符号表

查看段信息

3. 验证目标文件架构信息

3.检查.o文件内容：

在代码中访问二进制数据

生成静态库 .a 文件

参数说明

常见错误及解决

错误1：命令未找到

错误2：格式不支持

错误3：段名冲突

错误4：objcopy生成的 .o 文件缺少 RISC-V 架构特定的Flags 标志

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生成静态库 `.a` 文件

错误4：objcopy生成的 `.o` 文件缺少 RISC-V 架构特定的Flags 标志