从 ADS 到 RealView MDK

1 ARM

微控制器开发的新工具


　　

Keil
是颇受业界欢迎的

51
单片机开发工具，它拥有流畅的用户界面与强大的仿真功能。

ARM
将

Keil
公司收购之后，正式推出了针对

ARM
微控制器的开发工具

RealView Microcontroller Development Kit
（简称

RealView MDK
或者

MDK
），它将

ARM
开发工具

RealView Development Suite
（简称

RVDS
）的编译器

RVCT
与

Keil
的工程管理、调试仿真工具集成在一起，是一款非常强大的

ARM
微控制器开发工具。

　　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。本文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。

　　为了给国内嵌入式

ARM
开发工程师提供高性价比的开发工具，

2007
年

5
月

22
日，

ARM
公司和英蓓特公司正式联合推出

“RealView MDK
中国版

”
。

该新产品是特别为满足中国软件和系统开发厂商需求而推出的，起价低于

2 500
元人民币。专业人士认为，相比其他以欧美市场定价的开发工具，此款

RealView MDK
易于纳入设计工具的整体预算中。中国版

RealView MDK
即日起可通过

ARM
授权培训中心暨

ARM
在中国的工具分销商

——
深圳市英蓓特信息技术有限公司（简称

“
英蓓特

”
）获得。

此外，有关中国版

RealView MDK
的特性和其他信息，

ARM
公司专门设立了新的网站
http://www.realview.com.cn/
，开发工程师可以进一步了解

RealView MDK
及其相关资讯。

2

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

uVision debugger
与

simulator
。因此，

MDK
与

ADS
在工具架构组成上有一些不同，这些区别包括：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，详见表

1
。

表

1
工具结构对比




2.1
编译工具例化形式

　　在

ADS
中，当用户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
较为详细地列出了其中的差别。

表

2 MDK
与

ADS
编译器的例化形式对比



2.2 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”
中的

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中划线。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'

2.3 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

8
字节对齐，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地使用

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

4
字节对齐。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。

2.3.1
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

8
字节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

8
字节对齐的。

　　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

4
字节），显然

5
个寄存器入栈之后，堆栈指针不能够满足

64
位、

8
字节对齐。为了解决这种问题，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，见例

2
。

　　例

2

　　

AREA Init, CODE, READONLY

　　

↓

　　

PRESERVE8

　　

AREA Init, CODE, READONLY

2.3.2
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。

　　注意：

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。

2.4
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，有时用户需要做少量修改。

　　

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需进行搬移操作，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

　　

ROM_LOAD 0x0 {

　　　　

ROM_EXEC 0x0 {

　　　　　　

vectors.o (Vect, +First)

　　　　　　

* (InRoot
＄＄

Sections)

　　　　

}

　　　　

RAM_EXEC 0x100000 {

　　　　　　

*.o (+RO,+RW,+ZI)

　　　　

}

　　

}

　　

;MDK
中的分散加载文件

2

　　

ROM_LOAD 0x0 {

　　　　

ROM_EXEC 0x0 {

　　　　　　

vectors.o (Vect, +First)

　　　　　　

__main.o(*)

　　　　　　

* (Region
＄＄

Table)

　　　　　　

__scatter*.o(*)

　　　　　　

__dc*.o(*)

　　　　

}

　　　　

RAM_EXEC 0x100000 {

　　　　　　

*.o (+RO,+RW,+ZI)

　　　　

}

　　

}

　　在

ADS
中，用户必须在分散加载文件中明确地将特定

section
代码放置在

Root Region
中。而

MDK
为了支持新

RW
压缩机制，采用了新的

region table
格式，这种新的格式并不包含

ZISection
＄＄

Table
，而且新的

scatterloading (__scatter*.o)
与

decompressor (__dc*.o)
必须被放置在

root region
中。所以例

3
中

ADS
的分散加载文件应该被修改成新的形式。例

3
中提供了两种修改分散加载文件的方法，分散加载文件

1
通过

InRoot
＄＄

Sections
自动将所有必需的库目标放置在

root region
中，而分散加载文件

2
则详细地注明了

__scatter*.o
与

__dc*.o
的位置。

2.5 C
库函数的差异

　　为了与新的

ABI
一致，

MDK
中的库函数名称与

ADS
可能会不同。

ADS
中的

__rt_*
库函数被替换为

__aeabi_*
。如果用户的

ADS
工程中曾经重定义（

retarget
）过这些库函数，那么在移植到

MDK
时，需要重新实现这些函数，以满足新

ABI
的要求。表

3
列出了部分库函数的对应关系。

表

3
部分库函数对比




3

移植实例


　　结合以上对

MDK
与

ADS
差异的描述，本节将以实例的形式，叙述如何将

ADS1.2
上的遗留代码移植到

MDK
上。

　　以

Philips
公司的

LPC2294
（

ARM7TDMI
）为处理器，将一个在

ADS1.2
上开发的，由

LPC2294
控制

LED
闪烁的工程移植到

MDK
上来。从图

1
可以看出，该工程（

Legacy_ADS.mcp
）共有

4
个源文件（

Startup.s
、

tartget.c
、

IRQ.s
、

main.c
），以及

1
个分散加载文件（

Scatterload
）。





图

1 ADS
遗留工程

　　使用

ADS1.2
编译器：

　　编译选项为：

-O1-g+

　　链接选项为：

-info totals -entry 0x00000000 -scatter ./src/Scatterload.scf -info sizes

　　得到最终代码尺寸信息如下：

　　

Total RO Size(Code + RO Data)1640 (1.60kB)

　　

Total RW Size(RW Data + ZI Data)1128 (1.10kB)

　　

Total ROM Size(Code + RO Data + RW Data)1640 (1.60kB)

　　为了能够使用
ARM
新工具
MDK
的一系列特性，我们需要把
ADS
中的遗留工程移植到
MDK
上来
。



　　其具体步骤如下：

（

1
）

在

MDK
中新建工程

　　打开

MDK
，在主菜单中选择

Project(New…(uVision Project
，并给新工程命名为

New_MDK.uv2
，单击

“
保存

”
按钮，见图

2
。





图

2
在

MDK
中新建工程

　　在

MDK
自动弹出的器件选择窗口（

Select Device for Target
）中选择该工程所对应的处理器型号

“LPC2294”
，并单击

“
确定

”
按钮，见图

3
。当

MDK
提示用户是否自动添加启动代码时，选择

“
否

”
。

（

2
）

添加源文件，并设置工程属性

　　将

Legacy_ADS.mcp
工程中所有的源文件都添加到新的

New_MDK.uv2
工程中来，见图

4
。

　　单击工程属性快捷键


，打开工程属性设置窗口，并选择

C/C++
标签页，设置编译器属性。用户可以根据以前

ADS
工程的编译属性设置，也可以根据当前具体需求重新设置编译属性。在本例中，将

ADS
遗留工程的编译属性

“O1g+”
修改为

“O1g W”
后，拷贝到

Misc Controls
文本框中，见图

5
。这是因为由于编译器版本的变化，其对应的编译选项也有所变化。

　　注意：

W
选项可以抑止所有的

warning
。





图

3
在

MDK
中选择合适的处理器





图

4
将

ADS
工程的遗留源代码全部添加到新工程中





图

5
编译选项的设置

　　对

ADS
工程中的链接选项作适当修改如下，使其复合

POSIX
格式。

--info totals--entry 0x00000000--scatter ./src/Scatterload.scf --info sizes

　　选择

Linker
标签，将修改过的链接选项拷贝至

MDK
工程属性的

Linker
属性中，并单击

“
确定

”
按钮，见图

6
。





图

6
链接选项的设置

（

3
）

Build
工程并适当修改代码

　　当所有的工程属性都设置好之后，单击

“Build all target file”
快捷键



，对整个工程进行编译、链接。在

MDK
窗口的

build
输出一栏中，我们会发现系统出现了一个链接错误

L6238E
（见图

7
）。这是由于

MDK
中新版本编译、链接工具与

ADS
的老版本

build
工具采用不同的

ABI
造成的（详见

2.3
小节）。

　　为此我们打开该工程中的汇编文件

startup.s
，在该程序第

55
行添加

PRESERVE8
指令，如下所示：

　　

CODE32

　　

PRESERVE8

　　

AREAvectors,CODE,READONLY

（

4
）

重新编译链接该工程

　　代码修改完毕之后，单击

“Build all target file”
快捷键



，对该工程进行二次编译、链接。

MDK
将成功生成

New_MDK.axf
文件，并显示其代码尺寸信息为：

　　

Program Size: Code=1576RO-data=64 RW-data=0 ZI-data=1128

　　这些信息同样可以从链接生成的

New_MDK.map
文件中得到。

（

5
）

代码调试与固化

　　与其他

ARM
开发工具相比较，

MDK
拥有非常出色的仿真功能，可以帮助用户在纯软件平台上进行较为精确的调试。用户可以在工程属性设置窗口选择

Simulator
调试（见图

8
），或者通过硬件调试工具（

uLink
）进行调试。





图

7
链接错误

L6238E





图

8
选择

uVision Simulator
作为调试平台

　　当选择

Simulator
调试时，单击

debug
快捷键




，打开

Simulator
调试窗口，见图

9
。为了验证该程序在

LPC2294
硬件平台上是否能够正确执行，通过

GPIO
口驱动

LED
进行循环闪烁，用户可以单击

Peripherals>GPIO>Port2
，将

GPIO
端口

2
的仿真界面打开，见图

9
。





图

9 RVDMK
调试环境

　　单击运行快捷键


，可以看到在

GPIO
端口

2
的仿真调试窗口中，

IO
口的输出在不停地循环变化。

　　当程序通过了仿真调试之后，用户就可以通过

MDK
的硬件调试工具

uLink
将最终代码固化在非易失性的存储器中了。

uLink
的设置如图

10
和图

11
所示。





图

10
设置使用

uLink
调试



图

11
选择

MDK
默认的

LPC2294 Flash
烧写代码

4

总结


　　作为
ARM
新推出的微控制器开发工具，
MDK
集成了优秀的
ARM
编译、链接工具
RVCT
，拥有出色的仿真调试功能，集成了代码固化工具
Flash Programming Utilities
，支持
ARM7
、
ARM9
以及
CortexM3
等多种
ARM
内核，是
ARM
微控制器开发的首选。

原文地址：http://blog.chinaunix.net/u1/58640/showart_1673904.html