linux学习之ARM的三大工具链

前言

    学习linux的过程中，看到过多很多程序并且编译过，使用过很多嵌入式集成开发平台，如IAR，Keil MDK-ARM，DS-5等。有时候会遇到很奇怪的现象：对于同一种功能的代码，不同的平台下程序的框架大致相同，但是程序指令会不一样；对源文件的编译，连接等操作的指令也出出现不同；对于段section的含义表述相同呢，但是在编写是语法不同；对于分散加载文件的含义表述相同，但是在编写是语法不同；如上的等等问题都是因为：ARM的开发工具链的差异。

1. ARM现在主流的三大工具链

• ARM RealView(armcc)：ARM公司研发的一套包含编译、调试和模拟的开发工具，需结合具体的开发平台如uvision、eclipse或者CodeWarrior，形成集成开发环境来使用。uvision与 RealView 编译工具的结合即成为REALVIEW MDK；Eclipse / Codewarrior与 RealView 编译工具的结合即成为RVDS；

	ADS	REALVIEW MDK	RVDS
公司	ARM	Keil（后被ARM收购）	ARM
版本	被RVDS取代	持续更新	持续更新

破解情况	有	有	有
工程管理	CodeWarrior IDE	nVision IDE	Eclipse/ CodeWarrior IDE
编译器	ARM C compiler for ADS	ARM C/C++ Compiler (RVCT)	ARM C/C++ Compiler (RVCT)
调试器	ARM Extention Degugger(AXD)	NVision Degger	REALVIEW Degugger(RVD)
仿真器	ARMulator	nVision CPU & Peripheral Simulation	REALVIEW  ISS
硬件调试单元	Multi-ICE/wiggler	uLink /jlink	Realview ICE(RVI)/ Multi-ICE（3.1版本后不支持Multi-ICE）
支持调试协议	RDI		RDDI/RDI（3.1版本后不支持RDI）

• IAR EWARM：Embedded Workbench for ARM 是IARSystems 公司为ARM 微处理器开发的一个集成开发环境。

其编译器为IAR ARM C/C++ Compiler；汇编器为IAR ARM Assembler；连接器为IAR XLINK Linker。

• GNU Compiler Collection（缩写为GCC）：GNU编译器套件是GNU项目开发的编程语言编译器。GCC 原名为 GNU C 语言编译器（GNU C Compiler），因为它原本只能处理 C语言。GCC 很快地扩展，变得可处理 C++。后来又扩展能够支持更多编程语言，如Fortran、Pascal、Objective-C、Java、Ada、Go以及各类处理器架构上的汇编语言等，所以改名GNU编译器套件。GCC是一个编译器套件，里面包含很多具体的工具，如GNU汇编器（as），GNU编译器（cc等），GNU连接器（ld）等等，这些统称为GUN工具链。使用GCC我认为有2种方法：第一种是直接在linux开发环境下（如Ubuntu。Fedora等）安装GCC等工具套件，然后直接使用；第二种是在windo平台下，安装相关开发平台如Eclipse，然后其支持GCC等多种编译器 。

[1] 关于GCC更加详细的介请请参考：https://blog.csdn.net/oneqinglong/article/details/71108402和https://blog.csdn.net/ramacess/article/details/722662

[2] 在进行linux开发时，对文件进行编译等操作用的都是arm-liux-gcc/ld等工具，那么gcc与arm-linux-gcc的交叉编译请参见：https://blog.csdn.net/yz_cfm/article/details/76998958和https://www.cnblogs.com/zengkefu/p/6372282.html?utm_source=itdadao&utm_medium=referral（这个非常好）。

2.简单例子：一个简单的分散加载文件

（1）ARM RealView工具，REALVIEW MDK Keil平台，分散加载文件为.scat：

这是一个标准的常用的分散加载文件，现在加注释于后，方便以后查阅：

;******************************************************************************
; SCATTER LOADING DEION
; ARM
; KEIL's uVision3
; (RealView Microprocessor Developer Kit)
; Filename : LPC2378_Flash.scat
;******************************************************************************
LR_IROM1 0x00000000 0x00080000 ;; 第一个加载域，名字为LR_IROM1，起始
{　　　　　　　　　　　　　　　　　 ;;地址为0x0，大小为0x80000
         ER_IROM1 0x00000000 0x00080000 ;;加载域中的运行时域，名字为ER_IROM1
{                                                             ;; 起始地址为0x0，大小为0x80000
        vectors.o (VECT, +First) ;;将vectors.c编译后生成的文件vectors.o中的代码
        init.o (INIT) ;;以及init.o中的代码
        * (+RO) ;;以及所有编译生成的RO属性的代码全部存放在

} ;;运行时域ER_IROM1指定的地址范围内，存放方式：顺序存放

RW_IRAM1 0x40000000 0x0000e800　　;;这是第二个运行时域，功能同上
{ ;;其中　*是代表具有（）里面指定的属性的全部数据
*(+RW,+ZI) ;;与*功能相似的有.ANY,后面说明
} ;; The following declarations select the "two region model" ;

;; A default __user_initial_stackheap() will be used ;
ARM_LIB_HEAP 0x40007000 EMPTY 0x00000100 {} ;;指定堆栈地址
ARM_LIB_STACK 0x40008000 EMPTY -0x00000E00 {}
}

（2）IAR EWARM工具，IRA平台，分散加载文件为.scf：

/*###ICF### Section handled by ICF editor, don't touch! ****/  
/*-Editor annotation file-*/  
/* IcfEditorFile="$TOOLKIT_DIR$\config\ide\IcfEditor\cortex_v1_0.xml" */  
/*-Specials-*/  
define symbol __ICFEDIT_intvec_start__ = 0x08000000;/*中断向量表开始地址*/  
/*-Memory Regions-*/  
/*定义内部FLASH地址 */--/*定义内部RAM地址 */  
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x08000000;/*闪存起始地址*/  
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__   = 0x0800FFFF;/*闪存结束地址---flash大小64k*/  
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ = 0x20000000;/*SRAM起始地址*/  
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__   = 0x20004FFF;/*SRAM结束地址---SRAM大小20k*/  
/*-Sizes-*//* 栈和堆大小*/  
define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ = 0x800; /*栈大小*/  
define symbol __ICFEDIT_size_heap__   = 0x800;/*堆大小*/  
/**** End of ICF editor section. ###ICF###*/  
  
define memory mem with size = 4G;  
define region ROM_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__   to __ICFEDIT_region_ROM_end__];  
define region RAM_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__   to __ICFEDIT_region_RAM_end__];  
  
define block CSTACK    with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_cstack__   { };//CSTACK块属性(8字节对齐、大小__ICFEDIT_size_cstack__)  
define block HEAP      with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_heap__     { };  
/* 下列语句定义所定义地址空间内可完成的操作类型*/  
initialize by copy { readwrite };  
do not initialize  { section .noinit };  
  
place at address mem:__ICFEDIT_intvec_start__ { readonly section .intvec }; //__ICFEDIT_intvec_start__赋值给.intvec标识符  
  
place in ROM_region   { readonly };  
place in RAM_region   { readwrite,  
                        block CSTACK, block HEAP };  

（3）GCC工具链，采用ld工具（交叉编译采用arm-linux-ld），分散加载文件为.lds

SECTIONS {
. = 0x50008000   //设置起始链接地址
. = ALIGN(4);	//字节对齐设置
.text ：
{
start.o (.text)  /*设置代码段的首文件*/
*(.text) //所有文件的代码段
}
. = ALIGN(4); //字节对齐设置
.data ：
{
*(.data) //所有文件的数据段
}
. = ALIGN(4); //字节对齐设置
bss_start = . ;//变量的使用
.bss ：
{
*(.bss) //所有文件bss段
}
bss_end = .;  //变量的使用
}

3.简单小结

    根据上面的介绍，进行嵌入式工程设计开发时，会遇到如上的问题，这取决于我们采用什么样的嵌入式开发平台；比如我们实验室用的就有IAR和GCC两种，其中IAR是用来编译调试STM32程序的（一个大型的while(1)裸机程序），IAR可以与STM32芯片通过JTAG进行在线调试，比较方便；GCC是在linux系统下安装完成后直接使用的，并没有安装大型的开发平台，这带来了很多弊端：可以对uboot，kernel等文件编译生成可执行映像文件，但是在调试时很麻烦，只能把映像文件烧写ARM板卡后，在板卡启动时通过串口打印消息开看uboot和kernel文件是否正常。这种调试手段确实很落后，所以建议大家在尽心开发时，还是需要了解好相关的开发工具，工欲善其事，必先利其器。

    由于自身能力有限，本文章存在相关表述问题，希望大家能够批评指正，相互交流，共同进步！