【OK210试用体验】构建标准c库newlib

刘天 当前离线 经验 132 窥视卡 雷达卡

刘天 ( 楼主 ) 2015-11-1 01:39:17  只看该作者 4496 | 0 倒序浏览

构建标准c库newlib

象棋小子    1048272975

C语言开发项目往往需要标准c库的支持，它是一组一般用户常用的程序集。C库函数极大地方便了用户，同时也补充了c语言本身的不足，使用库函数，既可以提高程序的运行效率，也可以提高编程的质量。作为一个c编译器，是需要支持c标准库的，同时，c库的实现也是与操作系统相关的，不同的操作系统，其实现是有差异的。笔者此处就arm交叉编译工具裸机newlib的构建作一个简单的介绍，使之既能支持linux应用开发，又能支持标准裸机开发。

1. newlib概述

newlib是一个面向嵌入式系统的c库，目前由Red Hat维护。相对常用于linux的c库glibc，其实现了大部分的功能函数，但体积却小很多。尤其是newlib独特的体系结构，具体实现与操作系统分层，使之能够很好地进行配置，满足深度嵌入式系统的要求。由于专为嵌入式系统设计，newlib具有可移植性强、轻量级、速度快、功能完备等特点，已广泛应用于各种嵌入式系统中。

2. newlib构建

笔者的arm交叉编译工具链已经带有glibc，用于linux的应用开发，但这个c库是无法用在裸机开发的，因为裸机未有linux的实现。因此，主要是构建基于裸机的newlib，使工具链既能支持linux应用开发，又能支持标准裸机开发。

newlib已经对arm有很好地支持了，因此不需要移植，直接进行编译即可。不同的配置选项，可以实现生成更小的c库，用于资源极度紧张的mcu应用。在编译裸机newlib时，必须已构架好交叉编译工具链，通常裸机newlib用arm-none-eabi裸机交叉编译工具链编译，可直接通过linux应用交叉编译工具链的软链接来编译裸机。在工具链目录下，执行如下的链接脚本即可。

#!/bin/bash

for file in $(ls arm-none-linux-gnueabi*)

do

ln -s $file arm-none-eabi${file#arm-none-linux-gnueabi}

done

2.1. 下载源码

从newlib官网下载最新的源码并解压，笔者此处以newlib-2.2.0.20150924为例，在newlib源码目录下创建build目录，这个目录用来存放newlib配置文件以及作为安装路径。打开shell终端，cd进入到build目录。

2.2. 配置

newlib必须先进行配置才能生成makefile，主要是配置目标应用、安装目录、编译选项等。此处以配置s3c2416的裸机c库为例进行说明。

../configure--targe=arm-none-eabi --prefix=/root/桌面/newlib-2.2.0.20150924/build --with-newlib--enable-newlib-io-long-long --enable-newlib-register-fini--disable-newlib-supplied-syscalls --disable-nls --disable-multilibCFLAGS_FOR_TARGET='-Os -march=armv5t -mfloat-abi=soft -marm  -mabi=aapcs-linux -ffunction-sections-fdata-sections'

--targe=arm-none-eabi，newlib从targe选项解析出目标配置为arm架构，无操作系统，加入相应的newlib编译目录。

--prefix，为newlib的配置安装目录

其中比较重要的编译选项变量CFLAGS_FOR_TARGET，采用Os优化，s3c2416为armv5t指令集，并且没有硬件除法、浮点，必须采用软浮点，如果配置s5pv210的库，应配置成armv7-a指令，采用硬浮点。库采用arm模式编译，二进制接口采用aapcs-linux。

可加入其它的配置参数，使生成的newlib库更微小，适应于cortex-m0等单片机应用方案中，相关的配置选项，请查阅相关的newlib资料。

2.3. 编译

配置完后，在build目录将生成makefile文件，在该目录make，即可进行编译newlib，因为各个版本交叉编译工具链编译选项等的差异，可能编译出错，根据出错信息进行更正即可。

2.4. 安装

编译完成后，执行make install，即可把编译好的newlib安装在build目录，包括include头文件目录以及lib目录。

3. newlib使用

newlib安装后，会生成一个库头文件目录以及相应的静态库，其中库头文件声明对于标准c库均是一致的，可以直接使用交叉编译工具链默认的c库头文件。主要从newlib中提取出libc.a、libm.a、libnosys.a这三个库。在开发项目时，修改默认的c库路径，使之链接newlib即可。libnosys.a由源码目录下libglosslibnosys源代码实现，为newlib操作系统接口层，基本为空实现，避免使用一些c库函数时的链接失败。在实现一些io操作、文件操作、内存分配、时间产生等需要操作系统调用。如果应用程序中未访问这些与系统调用相关的c库函数，无需libnosys.a。

4. 结语

newlib可移植性强，在嵌入式中，各种架构交叉编译工具链也往往选newlib作为裸机开发的c库。作为开源的c库，可以实现在c库中进行跟踪调试，这是其它编译器(如mdk、iar等)所不及的。