在GNU工具链中使用STM32的C标准库

本文内容接在LINUX下配置STM32的开发环境。开源的工具链里实际上已经提供了ARM版本的标准库了，只需要稍微配置一下和编写相应的stub就可以使用。

第一步，修改 CMakeList.txt。
去掉里面的 -nostdlib 定义，这样编译器就会默认将标准库编译进去，不过在链接的时候会报错，找不到一些比如_sbrk, _open等符号。然后需要增加REENTRANT_SYSCALLS_PROVIDED和MISSING_SYSCALL_NAMES的宏定义：

第二步，添加stub函数。因为ARM版的libc主要用在嵌入式环境中，标准库中涉及到平台相关的是默认没有实现的，因此需要我们自己来实现。
一个基本的样本stub.c文件：

#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
#undef errno
extern int errno;

int _close(int file) {
    return -1;
}
int _isatty(int file) {
    return 1;
}
int _lseek(int file, int ptr, int dir) {
    return 0;
}
int _open(const char *name, int flags, int mode) {
    return -1;
}
int _read(int file, char *ptr, int len) {
    return 0;
}
int _write(int file, char *ptr, int len) {
    return 0;
}
void* _sbrk(int incr) {
    extern char _end;       /* Defined by the linker */
    extern char _stackend;       /* Defined by the linker */
    static char *heap_end;
    char *prev_heap_end;

    if (heap_end == 0) {
        heap_end = &_end;
    }
    prev_heap_end = heap_end;
    if (heap_end + incr > &_stackend) {
        _write (1, "Heap and stack collision\n", 25);
        abort ();
    }

    heap_end += incr;
    return (void*) prev_heap_end;
}
int _kill(int pid, int sig) {
    errno = EINVAL;
    return -1;
}
int _fstat(int file, struct stat *st) {
    st->st_mode = S_IFCHR;
    return 0;
}
int _getpid(void) {
    return 1;
}

要能在程序中通过printf来输出，可以在_write中做。其中按照标准库和操作系统的约定，fd为0~2的分别表示stdin/stdout/stderr。可以将0～2分别映射到用于调试的串口来做读写。对于这三个系统的基本文件句柄，标准库是不会执行open/close的。用户可以在open/close/read/write等方法上自己实现比如SD卡的文件系统。

注意：第一步和第二部会告诉编译器，stub函数里会自己处理可重入问题，如果需要考虑到中断或者多任务的时候，需要自己实现可重入版本的stubs。具体可以看工具链里 libc.pdf 的文档。

第三步，修改链接脚本。
如果用前文中的链接脚本，那么总共可分配的内存将只有8K，因此需要修改链接脚本。打开stm32f10x.ld，找到以下内容：

MEMORY
{
  RAM (rwx)  : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 8K
  FLASH (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 128K
}

将其中的RAM和FLASH的LENGTH改为芯片手册上的具体内存和闪存大小。

然后可以在代码里使用malloc了。

Last modified on 2014-02-26