Не знаю поможет-ли, но нашел проект из 2012. Не Cortex-M3, очевидно, но такой способ позволял запустить сырые бинарники без ОС.
CODE
all:
arm-none-eabi-as -mcpu=arm926ej-s -g startup.s -o startup.o
arm-none-eabi-gcc -c -mcpu=arm926ej-s -g test.c -o test.o
arm-none-eabi-ld -T test.ld test.o startup.o -o test.elf
arm-none-eabi-objcopy -O binary test.elf test.bin
run:
@qemu-system-arm -M versatilepb -m 32M -nographic -semihosting -kernel test.bin