【沁恒微CH32V307评估板试用体验】移植Arduino到CH32V307开发板【3】

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1.1.1 添加startup.S启动文件和汇编器信息编译.S汇编代码
众所周知，CPU均需要一个startup.S或者startup.c作为CPU初始化的启动代码。
本次移植使用的CH32V307EVT的官方软件开发包中已包含适用于gcc编译器的startup_ch32v30x_D8C.S启动汇编源文件，只需要拷贝即可。
一般而言，arduino目录下放置与arduino的API有关的源文件，而与硬件相关的文件则应当在arduino目录下新建一个子目录。这里选择创建跟官方的软件开发包同名的目录coresarduinoStdLib。
对.S汇编代码源文件编译则需要汇编器。并提供相关的命令行选项，命令选项可参考SDK中的命令选项以及常用的gcc的选项。如下：
## Compile assembly files
compiler.S.cmd=riscv-none-embed-gcc
compiler.S.flags=-march=rv32imac -mabi=ilp32 -msmall-data-limit=8 -mno-save-restore -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -Wunused -Wuninitialized -g -x assembler -c
compiler.S.extra_flags=

recipe.S.o.pattern="{compiler.path}{compiler.S.cmd}" {compiler.S.flags} {compiler.S.extra_flags} "{source_file}" -o "{object_file}"
其中注意.S必须大写，经过测试arduino软件只对大写的.S后缀汇编代码源文件进行编译，而忽略小写的.s后缀的文件。
以上的{includes}、{source_file}、{object_file}分别由arduino软件自动替换为相应的包含目录、源文件和目标文件。最终编译输出为：
"D:\DevTools\MounRiver\MounRiver_Studio\toolchain\RISC-V Embedded GCC\bin\riscv-none-embed-ar" rcs "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\core\core.a" "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\core\StdLib\Startup\startup_ch32v30x_D8C.S.o"
Linking everything together...
"D:\DevTools\MounRiver\MounRiver_Studio\toolchain\RISC-V Embedded GCC\bin\riscv-none-embed-gcc" -march=rv32imac -mabi=ilp32 -msmall-data-limit=8 -mno-save-restore -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -Wunused -Wuninitialized -g -T "D:\DevTools\arduino\arduino-1.8.19\hardware\wch\riscv\cores\arduino\StdLib\Ld\Link.ld" -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -Wl,-Map,sketch_jun27a.ino.map --specs=nano.specs --specs=nosys.specs -o "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\sketch_jun27a.ino.elf" "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\sketch\sketch_jun27a.ino.cpp.o" "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\core\core.a"
d:/devtools/mounriver/mounriver_studio/toolchain/risc-v embedded gcc/bin/../lib/gcc/riscv-none-embed/8.2.0/../../../../riscv-none-embed/bin/ld.exe: E:myAppsoftware_dataarduinobuild_outputcorecore.a(startup_ch32v30x_D8.S.o): in function `.L0 ':
D:DevToolsarduinoarduino-1.8.19hardwarewchriscvcoresarduinoStdLibStartup/startup_ch32v30x_D8.S:370: undefined reference to `main'
d:/devtools/mounriver/mounriver_studio/toolchain/risc-v embedded gcc/bin/../lib/gcc/riscv-none-embed/8.2.0/../../../../riscv-none-embed/bin/ld.exe: D:DevToolsarduinoarduino-1.8.19hardwarewchriscvcoresarduinoStdLibStartup/startup_ch32v30x_D8.S:367: undefined reference to `SystemInit'
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status
exit status 1
Error compiling for board test board 2, Advanced.
原因是startup.S中的Reset_Handler函数中需要跳转到SystemInit函数但未找到该函数。
同样该函数也是标准程序结构的代码，位于system.c系统文件中，因此我们需要做的是包含完整程序的所有代码、链接文件等。
1.1.2 添加完整的程序库文件
在MounRiver Studio中分析程序源文件（以GPIO_Toggle例程为例），结构包含Core、Debug、Ld、Peripheral、Startup、User等目录，因此在源文件目录中复制所有必须的代码等文件，到Arduino的StdLib目录下，对比如下：

图 35 Arduino的完整库文件目录结构
并且在platform.txt中，给出Arduino编译.c代码文件的所需的链接命令行：
## Compile c files
compiler.c.cmd=riscv-none-embed-gcc
compiler.c.flags=-march=rv32imac -mabi=ilp32 -msmall-data-limit=8 -mno-save-restore -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -Wunused -Wuninitialized -g -c -I {build.core.path}StdLibDebug -I {build.core.path}StdLibCore -I {build.core.path}StdLibUser -I {build.core.path}StdLibPeripheralinc -std=gnu99
compiler.c.extra_flags=

recipe.c.o.pattern="{compiler.path}{compiler.c.cmd}" {compiler.c.flags} {compiler.c.extra_flags} {includes} "{source_file}" -o "{object_file}"
以及给出创建库文件的命令行：
## archive cc++ files
compiler.ar.cmd=riscv-none-embed-ar
compiler.ar.flags=rcs

recipe.ar.pattern="{compiler.path}{compiler.ar.cmd}" {compiler.ar.flags} "{archive_file_path}" "{object_file}"
最后在Arduino软件中点击“Build”按钮之后，即可得到完整的Arduino编译链接生成的elf文件。

Linking everything together...
"D:\DevTools\MounRiver\MounRiver_Studio\toolchain\RISC-V Embedded GCC\bin\riscv-none-embed-gcc" -march=rv32imac -mabi=ilp32 -msmall-data-limit=8 -mno-save-restore -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -Wunused -Wuninitialized -g -T "D:\DevTools\arduino\arduino-1.8.19\hardware\wch\riscv\cores\arduino\StdLib\Ld\Link.ld" -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -Wl,-Map,sketch_jun27a.ino.map --specs=nano.specs --specs=nosys.specs -o "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\sketch_jun27a.ino.elf" "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\sketch\sketch_jun27a.ino.cpp.o" "E:\myApp\software_data\arduino\build_output\core\core.a"
在build_output目录中可以查看整个构建过程中生成的各类obj、elf等文件

图 36  Arduino完整编译后生成的文件
此代码即可用于下载，为调用Arduino的setup()以及loop()函数，在main.c中稍微修改代码：
#include "Arduino.h"
int main(void)
{
u8 i = 0;

NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
Delay_Init();
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%drn", SystemCoreClock);

printf("GPIO Toggle TESTrn");
GPIO_Toggle_INIT();

setup();

while(1)
{
Delay_Ms(250);
loop();
}
}
在sketch.ino中，修改为：
#include "debug.h"

void setup() {
}

int i = 0;

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
i = (i == 0) ? 1 : 0;
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_0, (i == 0) ? 0 : 1);
printf("Hello Arduino On CH32V307EVT.rn");
}
最终编译后，需要采用gcc的objcopy工具，将elf转换为hex，才能使用WCHISPTool下载，命令行如下：
"D:DevToolsMounRiverMounRiver_StudiotoolchainRISC-V Embedded GCCbinriscv-none-embed-objcopy.exe" -I elf32-littleriscv -O ihex  sketch_jun27a.ino.elf sketch_jun27a.ino.hex
执行结果如下：

图 37 Arduino的代码与执行结果

朱工 · 2022-7-17 17:47:39

下一步需要移植Arduino的API，譬如digitalRead()，Serial.Print()，并与开发板的实际Arduino引脚对应，使其符合Arduino生态规范，可以无缝使用Arduino生态的硬件扩展板（Arduino Shield）、软件库（Library）和应用代码（Sketch）。

jf_55730930 · 2023-8-7 20:01:46

蹲一个，老哥加油

范yf · 2023-10-9 16:03:55

有后续嘛老哥，加油

大懒猫54 · 2023-10-23 11:54:01

这里工作了不起啊。用Arduino开发实际上是挺省事儿的。期待完整的抑制过程。谢谢楼主分享！学习了。

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