C++豹哥嵌入式讲堂:ARM Cortex-M开发的文件详解(3)- 工程文件(.ewp)


  大家吓,我是豹哥,猎豹的金钱豹,犀利哥的父兄。今天豹哥被大家说的凡嵌入式开发里的project文件

  前面两节课里,豹哥分别被大家介绍了嵌入式开发被的鲜种植典型input文件:source文件、linker文件。豹哥要再次提问了,还发生无来input文件呢?答案真的是生,但这次真正是起还仅发生矣,本文要介绍的中流砥柱project文件呢属于半独input文件。为什么说凡是半单?因为project文件不但带有开发者指定的input信息,还包含多别救助调试的input/output信息,算是嵌入式开发中承前启后的文件。而本文侧重点在project文件中与开发者应用相关的input信息,仅当得了这些input信息,再增长前面介绍的source和linker文件,那么您便既沾了application所有的音信,你得就此它们来好生成无歧义的可尽image
binary。
  随着嵌入式软件工程的升华,为了回日益复杂的需求,现代IDE的功能也更加强了,IDE版本更迭为人口无暇,Keil
MDK已然踏入5.0一代,IAR
EWARM更是上了8.0时,IDE各出千秋,但本文要讲的始末也是每个IDE必须有所的基本功能,还是继续坐IAR
EWARM为例初步今天的情节:

一、标准IDE功能

  在初步今天之主题之前,豹哥觉得有必要先简要给大家广泛一下业内IDE应该有的效用。现代IDE基本都是出于组件构成,嵌入式开发被的每个阶段还指向诺在相应的零部件,由这些零部件去落实各级等级的求。

1.1 IDE组件

  标准嵌入式开发相应至少包括以下6单等级,而IAR里对于每个阶段都起1只或多独零件:

  • 输入(IAR Editor):编辑源文件代码。
  • 编译(ICCARM、IASMARM):编译源文件代码生成可尽第二上前制机器码。
  • 浅析(C-STAT、MISRA-C):编译过程中反省代码中秘的问题。
  • 链接(ILINK):链接可实施第二迈入制机器码到指定ARM存储空间地址。
  • 下载(I-jet、flashloader):将链接好之而实施第二进制机器码下充斥上芯片里面非易失性存储器。
  • 调节(C-SPY、C-RUN):在线调试代码在芯片中履行情况。

  project文件着重用来记录整合上述6个阶段的有开支需要。

1.2 IDE文件类型

  既然IDE有无数零件,那么又为会在不同品种的文书为囤这些零部件的所用之信息。IAR里支持之文件扩展类型大多,豹哥在此只有列举你所创建的工程根目录下之同工同名的扩张文件,相信你一定会看熟悉。

.eww           // Workspace file
.ewp           // IAR Embedded Workbench project
.ewd           // Project settings for C-SPY
.ewt           // Project settings for C-STAT and C-RUN</td>
.dep           // Dependency information

  本文要出口的情节都蕴含在.ewp文件里,ewp文件记录了开发者也使指定的不足缺失的input信息,没有这些信息,application工程是不完全的。换句话说,如果你取得了application的备source文件以及linker文件,但从来不ewp文件的讲话,可能导致最后生成的image
binary文件是殊之。

Note:更多IAR支持之恢宏文件类型请查阅IAR软件安装目录下\IAR
Systems\Embedded Workbench
xxx\arm\doc\EWARM_IDEGuide.ENU.pdf文档里之File types一节约。

二、解析project(ewp)文件

  前面豹哥铺垫了过多IDE/project基础概念,该是直奔主题的时段了,本文主角ewp工程文件到底含哪些开发者指定的input信息?豹哥打下边3单地方呢大家揭露:

2.1 源文件组织

  一个有点复杂一点之嵌入式工程,应用代码行数应该是坐百行/千行为单位测算的(此处就据的凡由开发者自己创建的文书与代码),我们当组织代码的时刻一定不会见单独创造一个.c文件,单文件会造成代码功能模块结构不清晰,不便宜工程的保管与保障。
  当我们呢工程创造多个文件时,就会见干到一个必将问题:引用路径问题(所以路径信息就是是本文要说的首先个input信息)。当源文件数量较多时,通常我们见面创造不同文件夹把同效果的源文件都位居一块儿,当编译器开始编译.c源文件时会搜索include语句所含有的头文件。熟悉C语言的情侣一定知道下面两栽不同include语句的用法:

#include <file.h>           // 引用编译器类库下的头文件(IDE安装路径)
#include "file.h"           // 引用当前工程下的头文件(project路径)

  所以在ewp文件里会包含路径信息,所有路线都应当列在Options->C/C++
Compiler->Preprocessor下有Additional include
directories里,这个途径既可以是时下PC的绝对路径,也堪是因ewp文件也基准的相对路径,为了保工程得以在任意PC任意位置下正规编译,推荐以如下相对路径方式列有装有途径:

ewp当前路径:$PROJ_DIR$/
ewp下级路径:$PROJ_DIR$/xxFolder/
ewp上级路径:$PROJ_DIR$/../

  说及路问题,豹哥在此顺便给大家介绍一种植经典的嵌入式工程文件目录组织方式:

\projectDir
           \doc                            --放置工程文档

           \bsp                            --放置bsp(板级)相关的source file
                  \linker                    --工程linker文件
                  \src                       --板级相关的源文件(比如pinout,clock等)
                  \builds\xxBuild\.ewp       --工程ewp文件
                  .eww                       --工程workspace文件

           \src                            --放置bsp无关的source file
                  \platform                  --芯片头文件及CMSIS文件
                  \drivers                   --芯片片内外设driver
                  \include                   --要被所有source引用的头文件
                  \startup                   --标准的startup code
                  \utilities                 --标准的通用函数
                  \middleware                --独立的中间件
                  \components                --板级外设组件driver
                  \application               --当前应用主逻辑代码

2.2 全局宏定义

  经常以标准编译的爱人一定知道workspace文件与project文件的关系,一个路一般仅会生一个eww文件,但可可能会见起多单ewp文件,这是盖源代码里不时会来极编译,我们有时会为品种不同之布从而编译出不同的结果(速度优先/面积优先,特性控制…),这些配置就是由全局宏定义来实现之,打开Options->C/C++
Compiler->Preprocessor下的Defined
symbols,在框内写副你用定义之大局宏:

MACRO1            // 等价于源文件里的#define MACRO1 (1)
MACRO2=2          // 等价于源文件里的#define MACRO2 (2)

  全局宏信息就是本文要说的亚独input信息,如果全局宏信息丢失,有时候工程编译并无见面报错,因为编译器在处理如下普遍用法里的准绳编译语句时会见默认不定义之宏为0,而以处理推荐用法里的法编译语句则会报错,所以推举大家用第二栽口径编译用法来避开全局宏问题。

// 普遍用法
#if MACRO
    // your code block 1
#else
    // your code block 2
#endif

// 推荐用法
#if !defined(MACRO)
    #error "No valid MACRO defined!"
#elif (MACRO == 1)
    // your code block 1
#else
    // your code block 2
#endif

2.3 编译选项

  编译选项包含了编译器所要之具备消息,代码需要经编译器编译才会十分成二上制机器码,不同的编译器选项配置会生成不同之机器码,那么得指定哪些选项也?打开project的Options选项卡,分别设置下表item:

Position

Item

Description

General Options->Target->

Processor variant->Core

指定ARM内核版本

Endian mode

点名内核大小端模式

Floating point settings->FPU

指定内核支持的FPU版本

General Options->Library Configuration->

Library

选C/C++动态链接库版本

General Options->Library Option 2->

Heap selection

择HEAP实现版本

C/C++ Compiler->

Language 1->Language

点名编程语言类

Language 1->C dialect

点名C语言标准

Language 1->Language conformance

分选针对性标准C/C++的比如程度

Language 2->Plain ‘char’ is

慎选针对性char的符号性默认处理办法

Language 2->Floating-point semantics

挑选对浮点数的处理遵循C标准的水准

Code->Process mode

点名内核指令集模式

Code->Position-independence

挑而转移位置无关代码的目标

Optimizations->Level

选优化等

Note:更多ewp文件中option解释请查阅IAR软件安装目录下\IAR
Systems\Embedded Workbench
xxx\arm\doc\EWARM_IDEGuide.ENU.pdf文档里之General
Options和Compiler Options俩小节。

  编译设置信息就是是本文要说之老三只input信息,当当project中社好源文件并设置好是的全局宏定义和编译选项,那么恭喜您,你的application设计工作早就主导好了。

三、创建demo工程

  也好后续课程的拓展,本节课在终极顺便创建一个demo工程,以下是demo工程的音信:

IDE:        IAR EWARM v8.11.2
Device:     NXP MKL25Z128VLH4
project layout:   
    \D\myProject\bsp\builds\demo\demo.ewp
    \D\myProject\bsp\linker\iar\KL25Z128xxx4_flash.icf
    \D\myProject\bsp\src\startup_MKL25Z4.s   (仅保留前16个系统中断)
    \D\myProject\bsp\src\system_MKL25Z4.c   (仅做关闭WDOG操作)
    \D\myProject\bsp\src\system_MKL25Z4.h
    \D\myProject\bsp\helloArm.eww
    \D\myProject\src\platfrom\CMSIS
    \D\myProject\src\platfrom\devices\MKL25Z4
    \D\myProject\src\startup\reset.s
    \D\myProject\src\startup\startup.c
    \D\myProject\src\startup\startup.h
    \D\myProject\src\application\main.c
    \D\myProject\src\application\task.c
    \D\myProject\src\application\task.h

// main.c
//////////////////////////////////////////////////////////
#include "task.h"
const uint32_t s_constant = 0x7f;
int main(void)
{
    uint32_t l_variable = 0x7f;
    if (s_constant == l_variable)
    {
        normal_task();
        ram_task();
        heap_task();
    }
    while (1);
}

// task.c
//////////////////////////////////////////////////////////
#include "task.h"
static    uint32_t s_variable0;
__no_init uint32_t n_variable1;
static    uint32_t s_variable2 = 0x5a;
static uint8_t s_array[16];
void normal_task(void)
{
    s_variable0 *= 2;
}
__ramfunc void ram_task(void)
{
    n_variable1++;
}
void heap_task(void)
{
    uint8_t *heap = (uint8_t *)malloc(16 * sizeof(uint8_t));
    if (heap != NULL)
    {
        memset(heap, 0xa5+s_variable2, 16);
        memcpy(s_array, heap, 16);
        s_variable0 = (uint32_t)heap;
        free(heap);
    }
}

洋外一律、几单稍技巧

  又至豹哥旗外时了,细心之爱人看到上表有三三两两高居标蓝,是的不错,今天之海外内容即是标蓝的色有关。

术1:运行于异构双查处

  时嵌入式产品越来越复杂,对MCU的性要求啊愈加大,各大ARM厂商也在持续出性能进一步强的ARM
MCU产品,超高主频,双对,四核MCU已经休可口见了。对于中的有些异构双核MCU产品,有时在开发中会发出诸如此类的急需:你生同样客的middleware会被异构双核同时调用,而简单个例外基础的下令集有或是免雷同的,怎么解决之题目?有意中人见面想到分别以每个核下面都编译一份binary停放于存储器不同职位,运行时分别对对应之binary,这是一个主意,但较浪费存储空间,且有或会见干混淆导致误调用。有没有发生再次好之法门?
  为了能到位Cortex-M软件用,ARM公司在统筹Cortex-M处理器时为该与了电脑向下兼容软件二前行制向上兼容特点。通俗的言语来说就是当较逊色版本处理器上编译的代码可以以比高版本处理器上实行。所以解决智就是选用异构双核里较逊色版本的根本在编译middleware,这样就卖middleware可以以叫简单单核调用。

技巧2:生成PIC代码

  经常与bootloader打交道的意中人肯定懂得,代码在通过链接阶段生成binary文件后,这个binary并无是好置身任意位置的,必须置于linker文件指定的职位,如果位置没有放开是,可能会见招致执行出错。究其原因,是以编译器在集编源代码时以有国策并无连续拿装有function都汇聚编成位置无关代码。如果我们依靠IDE编译选项用middleware汇编成PIC代码,那么我们得以于工程中一直加入middleware的binary,然后借助linker的自定义section功能以该放于自由某个位置,最后使为者middleware
binary建立一个以binary首地址也基准的函数指针地址列表即可凭障碍调用这个middleware。

技巧3:引用.c文件

  在路支出被,我们当一个workspace下会创建多个project,常常是坐不同project需要包含不同的.c文件为成功不同之功效。那么能免可知只是开创一个project呢能促成不同作用为?当然可以!通常情况下我们于.c文件中只是见面为此#include
“xx.h”语句来引用.h头文件,其实我们吧一致可引用.c文件,比如这样#include
“xx.c”,只是要留意尽量不要当.h文件被引用.c文件(除非该.h只见面为一个.c文件include)。看到这里的朋友一旦脑洞再大一点,你甚至足以得工程里只有需要丰富一个.c文件,而其余.c文件全部是因为上加进工程的死.c文件逐级(仅会单级)引用进工程。

  至此,嵌入式开发里之project文件豹哥就介绍完了,掌声在哪里~~~