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从ADS到RealView MDK

从ADS到RealView MDK

点击数:7277 次   录入时间:03-04 11:51:34   整理:http://www.55dianzi.com   ARM单片机

        Keil是业界最受欢迎的51单片机开发工具之一,它拥有流畅的用户界面与强大的仿真功能。而ARM微控制器的开发工具RealView MICrocontroller Development Kit (简称为RealView MDK 或者 MDK)将ARM开发工具RealView Development Suite(简称为 RVDS)的编译器RVCT与Keil的工程管理、调试仿真工具集成在一起。

        很多嵌入式系统开发工程师对ARM的老版本开发工具ADS非常熟悉,而RealView MDK与ADS相比较,从外观、仿真流程以及内部二进制编译链接工具上都有了不少改进,用法稍有不同。本主的主旨是介绍通用的流程,以及一些注意事项,帮助ADS用户将老的、遗留的ADS工程转化成在RealView MDK中进行开发调试的工程。
  
        工具结构的改进

        作为ARM的新一代微控制器开发工具,RealView MDK不但包含ARM的最新版本编译链接工具,即RVDS3.0的编译链接工具,而且根据微控制器调试开发的特点采用了与ADS、RVDS完全不同的调试、仿真环境,μVision debugger与simulator。因此,MDK与ADS在工具架构组成上有一些不同,包括了不同的工程管理器,不同版本的ARM编译器(compiler),不同的调试器(debugger),不同的仿真器(simulator),以及不同的硬件调试单元(见表1)。

        1编译工具例化形式

        在ADS中,当用户需要将高级语言代码编译成目标文件时,需要根据目标机器码的不同(16位的Thumb代码或者32位的ARM代码),以及高级语言的不同(C代码或者C++代码)选择不同的编译器可执行文件。RVCT3.0编译器则将它们全部统一为armCC,仅仅通过不同的编译选项进行区分。表2较为详细的列出了其中的差别(表2中“默认的编译选项”是指在没有其他编译选项时编译器的缺省选项)。

        2 POSIX格式

        MDK集成了RVDS的编译工具RVCT,与ADS相比,除去编译、链接工具的可执行二进制文件不同之外,两个不同版本编译器的很多编译链接选项也有所不同。有关编译链接选项的变化用户可以参考ARM工具文档“RVCT Compiler and Libraries Guide中Table E-2 MapPINg of compiler options。

        RVCT采用了POSIX格式的编译链接选项,所有的多字符选项前必须使用双下划线。例如:ADS的编译选项-cpu,在MDK中需要改写成--cpu,否则用户在MDK中直接使用ADS的makefile时,工具会产生一个如下警告:

        Warning: L3910W: Old syntax, please use ‘--cpu’

        3 ARM ABI的变化

        ARM ABI是Application Binary Interface for the ARM Architecture的简称,是一系列ARM体系架构标准的集合,囊括了ARM二进制代码交互、开发工具以及操作系统等方面。

        对目标文件进行链接之前,MDK工具的链接器会严格检查各个目标文件(objects),判断它们是否复合ARM体系结构的ABI标准。而MDK与ADS编译链接工具所遵循的ARM ABI是不同版本的,所以将ADS的遗留工程直接移植到MDK并进行链接时,用户可能会遇到如下的错误或者警告:

        Error: L6238E: foo.o(.text) contains invalid call from‘~PRES8’function to ‘REQ8’ function
Warning: L6306W: ‘~PRES8’section foo.o(.text) should not use the address of ‘REQ8’ function  foobar

        这是因为新工具的ABI要求在函数调用时,系统必须保证堆栈指针8byte对齐,即每次进栈或者出栈的寄存器数目必须为偶数。这是为了能够更加高效的使用STM与LDR指令对“double”或者“long long”类型的数据进行访问。而老的ARM开发工具ADS并没有考虑到新的ARM内核架构,其ABI对于堆栈的操作仅仅要求4byte对齐。所以当用户将在ADS中编译链接成功的工程代码移植到MDK上,或者将老的、ADS遗留的目标文件、库文件在新工具MDK中进行链接时,MDK的链接器就会报出以上的错误。

        对于以上情况,用户可以通过简单修改代码并重新编译链接,或者使用特殊的编译选项来解决。

        ● 重新编译所有代码

        当用户拥有该ADS遗留工程的所有源代码时,使用MDK重新编译链接全部代码是最好的解决方法。MDK中的新版本编译工具会重新生成满足堆栈8byte对齐要求的目标文件,避免由于堆栈不对齐引起的链接错误。

        当工程中包含汇编代码时,用户可能还需要做少量的代码修改。这些修改包括:

        ①  检查汇编源码中的指令,确保堆栈操作指令是8byte对齐的。

        如例1中,ADS的遗留代码一次性将5个寄存器压栈,由于ARM的指令寄存器宽度为32位,即4byte,显然5个寄存器入栈之后,堆栈指针不能够满足64位,8byte对齐。为了解决这种情况,我们可以将另外一个并不需要压栈的寄存器、R12,同时压栈,这样当6个32位寄存器进栈之后,堆栈就能满足64位对齐了。

        例1

        STMFD sp!,{r0-r3, lr} ; 将R0,R1,R2,R3,LR(奇数)寄存器入栈
……
        STMFD sp!, {r0-r3, r12, lr}; 将偶数个寄存器入栈

        ② 在每个汇编文件的开头,添加“PRESERVE8”指令(见Ex2)。

        例2

        AREA Init, CODE, READONLY
……
        PRESERVE8
        AREA Init, CODE, READONLY

        ● 使用--apcs /adsabi编译选项

        当用户没有该ADS遗留工程的全部源码,只拥有库文件或者目标文件时,可以通过--apcs/adsabi编译选项强制MDK的编译器产生复合ADS ABI要求的目标文件,以达到与遗留的ADS库文件、目标文件兼容的目的(ARM新工具将不会继续支持--apcs/adsabi选项。建议用户及时更新工具到最新版本)。

        4 分散加载注意事项

        MDK同样支持ADS的分散加载文件,但是当分散加载文件中涉及到必须被放置ROOT Region中的C库函数时,有时用户需要作少量修改。

        ROOT Region的load address与execution address相同,所以这部分代码在系统初始化时无须进行搬移操作,很多库函数,如__scatter*.o或者__dc*.o,必须被放置在Root Region中。

        例3 分散加载文件的修改;ADS 中的分散加载文件

        ROM_LOAD 0x0
{
 ROM_EXEC 0x0
  { vectors.o (Vect, +First)
    __main.o (+RO)
    * (Region$$Table)
    * (ZISection$$Table)
  }
  RAM_EXEC 0x100000
  { *.o (+RO,+RW,+ZI)    }
  }……;

MDK中的分散加载文件1;          MDK中的分散加载文件2
ROM_LOAD 0x0                     ROM_LOAD 0x0
{                                {
ROM_EXEC 0x0                     ROM_EXEC 0x0
{                             {
     vectors.o (Vect, +First)       vectors.o (Vect, +First)
    * (InRoot$$Sections)            __main.o(*)

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