RVCT，C语言运行库初始化/裁剪的简单说明和Demo

曾经最美

这几天看到有人问一些问题，涉及C运行库的初始化和剪裁问题；这里用一个简单的Demo，简要说一说，RVCT CRTL初始化和剪裁的事情。 注意，这个不适用于编译在Linux之类的系统上的情况，也不适用于GCC，IAR等编译器。 适用于RVCT编译系统，编译成一个BIN，直接烧在片子上运行的情况。比如ADS，Keil，等等。 RESET向量：Vector_RST.S Vector_RST.Sourdev_435310.txt(文件大小:5K) (原文件名:Vector_RST.txt) 值得注意的几点： - STACK Size的定义，必须是8的倍数。这是现在ARM编译器AAPCS的规定，要求堆栈必须8Bytes对齐。否则就会出错。原因是_int64的支持和LDRD系列指令。 - 由于初始化PLL等等的操作，MMU初始化操作都是C语言写的（当然这些函数只能是简单的判断，赋值等），所以，在C RTL正式初始化之前，需要给一个临时的堆栈。 - CODE32，ARM指令编译；PRESERVE8，堆栈是8Byte对齐的，通知编译系统一下。 - BLX Rn是ARMv5E内核才有的指令，926EJ-S之后的。之前的这条指令用MOV LR, PC; BX Rn两个等效替换。用BLX的目的是能支持Thumb和ARM的切换。 - 跳转到main函数的目标标号：__main。这个特别注意，这是CRTL初始化的入口。如果要利用CRTL自己的初始化，那就要走这个入口。 - 很多代码中，$$Base，$$Limit之类的东西这里不存在。因为那些搬移的操作，CRTL自己会干。 - 堆栈定义中，注意描述：NOINIT, ALIGN = 3。启始8Bytes对齐；不把堆栈区间放在ZI里边。也就是说，CRTL在初始化的时候，不会把堆栈全写0。 - BLX __main 那个后边的B .实际上是不可能执行到的。因为有可能用到不初始化CRTL的情况，特别这么写的，这样C退出的时候，会掉在死循环，而不是跑飞。或者这里修改成复位，WDT超时等等都好。 C运行库裁剪：TailorCRTL.s TailorCRTL.sourdev_435311.txt(文件大小:3K) (原文件名:TailorCRTL.txt) 注意的内容 - IMPORT __use_no_semihosting_swi，这是禁止使用SemiHosting，这个本来用的就不多，而且开了SWI还会有新的乐子。不非常清楚这是干什么的话，一定禁止。 - IMPORT __use_no_heap_region，这是禁止C标准库中所有关于堆Heap的操作。也就是说，至少malloc系列函数一定不能用。如果非要用堆，可以允许之。不过malloc有产生碎片的可能，建议还是另找个内存管理的库来用。对于C标准库中，如果代码用到了使用堆的函数，编译器会给警告的。放心好了。 - CODE32，PRESERVE8同上 - 后边的就是函数了，属于剪裁CRTL的范畴： @ _sys_exit：这是main函数正常结束（忘记在main函数最后for(;;){}的同学常见）后，关闭C运行库，清理各种东西，确认C运行库已经撤除之后，最后调用的函数。这个东西不能返回。必须是死循环，或者找别的事情干。用户愿意输出点啥什么的都行。当然，如果C运行库出错，用户调用exit函数等等情况下，最后的最后，“C程序”结束之后的归宿，也是这里。 @ __rt_raise：这是C运行库出错，要调用的一个处理函数比较接近终点的处理函数。 @ exit：这就是那个exit()的函数了。 把这三个都重新实现（裁剪）的目的，是因为开头的假定，即在独立系统上运行，这已经是最底层的程序了。如果当前的C环境挂了，那么系统里就没有别的运行环境可以去处理目前的错误。所以我们不需要任何的退出机制，但凡退出，就给我死循环挂掉，或者复位什么的，这里选择了挂掉。这样能省出来一些字节数。 @ __user_setup_stackheap，这个是RVCT4提出来的新的初始化函数，给定main函数开始，使用的堆栈和堆空间。因为我们已经把堆放弃了，给好了栈参数就行了。setup是自己设置SP和栈顶，如果开了编译器的栈检查，那么会有对应的机制。（这个我没测试栈检查，而且，出错了因为__rt_raise的原因，会直接死循环掉）。堆么，没有用，就不管了。 @ __user_initial_stackheap，这个是之前的设置函数，只不过是栈会由CRTL来设置，不需要用户自己弄。 在RVCT4上，setup的好处是如果没有用到相应的东西，96字节的CRTL静态存储区会被节约出来。init的话，就一定会有那96字节的。因为setup在之前的库里没有，所以这么写也不会有什么冲突。 @ _ttywrch，如果出错误了，CRTL是会往外输出字符的，可以用来指明错误类型。这个函数用来输出这些错误字串。如果要用这个功能，就不能裁剪掉__rt_raise。否则就看不到这些东西（该功能从来没用过。。。） 附加说明： - 这是大致的CRTL裁剪的东西，并不是完善的裁剪和retarget的demo。详尽且权威的信息，请参考RVCT附带的厚厚的手册，有专门很长很长的章节来讲这些东西，在应用程序库手册里。 - 如果用了Scatter文件加载，并且使用了多Load Region，多Exec Region的情况，比如用ATmel 9261，开启了DTCM，ITCM等，建议使用CRTL来初始化，代码搬移的工作是自动进行的，不需要手工来加载。 - 对于带有初值的全局变量（RW的），CRTL在BIN保存的时候，RVCT4，可以提供简单的数据压缩，类似ZIP，减小BIN文件的体积。const的变量没有这个优惠。 - 注意，初值为0的全局变量，有可能被编译器归在ZI区，不管用不用CRTL初始化，一定要清楚Scatter中对ZI的INIT类型的定义。否则，不要说编译器有问题。实际上是自己有问题。安全的建议是RW类型全局变量有专门函数给一个初值。否则就要确认初始化代码OK。 - 这个Tailor的，是可以用在没有CRTL的情况下的。比如没有main，直接Jump到Main函数。因为__rt_raise已经处理了。但是相应的初始化函数，比如__fp_init()给浮点库，建议还是要执行的。（多一句，FP的默认是ZI，状态字也是0，不初始化，在ZI区的话，正好没事儿。setlocale就没测试过了）。 - 这东西不能用于MicroLibs，那个的初始化我没看，而且对那个兴趣不大…… -_-b 毕竟重入问题好象不如标准库好。 - 如果使用了uCOS，FreeRTOS之类的操作系统，C RTL是可以进程隔离的，就是搬Lib的位置，或者手工保存Lib区。这个我没研究，有需求的先看手册看谁不是可重入的，需要依赖静态存储区的。手册写了。 - 如果用了浮点，提醒保存标准库的浮点的状态字。不知道那个干什么用了，但是，不保存，多个Task调用浮点库，肯定会出问题。MicroLibs没这个问题。 仅供参考，如果看得头晕脑胀不知所云，那就忽略之。直到你发现有东西不对了，再翻出手册来逐条查看。 参考手册： ADS v1.2 ARM Developer Suite Compilers and Libraries Guide [ARM DUI 0067D] Keil MDK 3.50 RealView Libraries and Floating Point Support Guide v4.0 RealView Compilation Tools v4 Libraries and Floating Point Support Guide [ARM DUI 0349B] RVCT Link两个Guide。 RVCT3，RVCT2没有测试过，从RVCT4的手册上看，不需要修改。