13.2 編譯器的缺省行為
　　多數(shù)嵌入式應(yīng)用程序最初都是在原型環(huán)境下開發(fā)的。無(wú)論什么樣的原型仿真環(huán)境與最終產(chǎn)品環(huán)境都是有差異的。因此，考慮如何將嵌入式應(yīng)用程序從其所依賴的開發(fā)工具或調(diào)試環(huán)境中移植到在目標(biāo)硬件上獨(dú)立運(yùn)行是非常重要的。
　　開始編寫嵌入式應(yīng)用程序時(shí)，開發(fā)者可能并不清楚目標(biāo)硬件的具體規(guī)格。如，目標(biāo)系統(tǒng)使用了什么樣的外圍設(shè)備、存儲(chǔ)器映射情況甚至不能確定處理器的型號(hào)。
　　為在了解這些詳細(xì)信息前能夠繼續(xù)軟件的開發(fā)，RVCT工具提供了很多默認(rèn)的操作，使用戶能編譯和調(diào)試與目標(biāo)系統(tǒng)無(wú)關(guān)的應(yīng)用程序代碼。下面詳細(xì)介紹這些編譯選項(xiàng)，只有深入了解這些編譯選項(xiàng)設(shè)置，才能使開發(fā)更順利的進(jìn)行。
　　13.2.1 Semihosting
　　1．Semihosting簡(jiǎn)介
　　在RVCT C庫(kù)中，對(duì)某些ISO C功能的支持由主機(jī)調(diào)試環(huán)境提供。提供該功能的機(jī)制被稱為Semihostin［1］。大多數(shù)的ARM調(diào)試系統(tǒng)都支持Semihosting機(jī)制，如ReslView Debugger AXD等。
　　調(diào)試系統(tǒng)提供這種機(jī)制是非常有用的，因?yàn)橛糜陂_發(fā)使用的硬件系統(tǒng)經(jīng)常沒(méi)有最終系統(tǒng)的所有輸入和輸出設(shè)備。在這種情況下，Semihosting可讓主機(jī)代替目標(biāo)系統(tǒng)提供這些設(shè)備的功能。舉例來(lái)說(shuō)，此機(jī)制可以用于啟用C庫(kù)中的函數(shù)（例如，printf（）和scanf（））使用主機(jī)的屏幕和鍵盤，而不使用目標(biāo)系統(tǒng)的屏幕和鍵盤。
　　半主機(jī)由一組已定義的SWI操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用程序調(diào)用相應(yīng)的SWI，然后由調(diào)試代理程序（Debug Agent）處理SWI異常。調(diào)試代理程序完成系統(tǒng)與主機(jī)之間的通信。
　　圖13.1顯示了Semihosting機(jī)制的處理過(guò)程。
　　
　　圖13.1 Semihosting機(jī)制的處理過(guò)程
　　在很多情況下，Semihosting SWI由庫(kù)函數(shù)內(nèi)的代碼調(diào)用。應(yīng)用程序也可以直接調(diào)用。支持ARM C庫(kù)中Semihosting的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱ARM相關(guān)文檔。
　　2．Semihosting軟件接口
　　ARM和Thumb SWI指令包含一個(gè)軟中斷號(hào)，該中斷號(hào)可以被應(yīng)用程序使用。此編號(hào)可以由系統(tǒng)中的SWI處理程序進(jìn)行解碼。有關(guān)SWI處理程序的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱本書中ARM異常處理一節(jié)。
　　Semihosting使用固定的中斷號(hào)調(diào)用相應(yīng)的處理程序。用于Semihosting的SWI是：
　　· 0x123456（在ARM狀態(tài)下）；
　　· 0xAB（在Thumb狀態(tài)下）。
　　注意用戶在編寫自己的中斷處理程序時(shí)，避免使用Semihosting已經(jīng)使用的中斷向量號(hào)。
　　調(diào)試代理通過(guò)SWI的中斷向量號(hào)識(shí)別該軟中斷是目標(biāo)系統(tǒng)提出的Semihosting請(qǐng)求。具體是何種Semihosting請(qǐng)求（鍵盤輸入請(qǐng)求或屏幕顯示請(qǐng)求），通過(guò)向寄存器r0傳遞不同的參數(shù)進(jìn)行區(qū)分。所有其他參數(shù)通過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行傳遞。該數(shù)據(jù)塊的地址通過(guò)寄存器r1傳遞給中斷處理程序。軟中斷的處理結(jié)果放在r0中返回，也可以通過(guò)顯式的返回值或傳遞數(shù)據(jù)塊的指針帶回程序的處理結(jié)果。即使未返回結(jié)果，也假定r0是被使用的。
　　用r0傳遞的可用Semihosting操作編號(hào)分配如下：
　　· 0x00-0x31 這些編號(hào)由ARM公司使用；
　　· 0x32-0xFF 這些編號(hào)由ARM公司保留，以備將來(lái)使用；
　　· 0x100-0x1FF 這些編號(hào)保留給用戶應(yīng)用程序。
　　注意雖然這些編號(hào)ARM公司不使用，用戶可以使用這些編號(hào)編寫自己的SWI操作，但建議使用其他 SWI 編號(hào)，而不要使用Semihosting SWI 編號(hào)和這些Semihosting的預(yù)留操作類型編號(hào)。
　　· 0x200-0xFFFFFFFF這些編號(hào)未定義。當(dāng)前未使用并且不推薦使用這些編號(hào)。
　　在以下部分中，操作名稱之后的括號(hào)中的編號(hào)是調(diào)用Semihosting操作時(shí)放入r0的值。例如，SYS_OPEN（0x01）。
　　如果從匯編語(yǔ)言代碼中調(diào)用SWI，最好使用semihost.h中定義的操作名稱。可以用 EQU 偽操作定義操作名稱。例如：
　　SYS_OPEN EQU 0x01
　　SYS_CLOSE EQU 0x02
　　3．Semihosting需求函數(shù)
　　Semihosting需要的函數(shù)列表如表13.1所示。如果使用默認(rèn)的Semihosting功能，用戶不需要編寫任何其他代碼。也可以重新實(shí)現(xiàn)部分的輸入/輸出函數(shù)，使這些函數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)Semihosting混合使用。
　　表13.1 Semihosting函數(shù)列表
　　函 數(shù) 名 稱描 述
　　SYS_OPEN （0x01）打開文件
　　SYS_CLOSE（0x02）關(guān)閉使用SYS_OPEN打開的文件
　　SYS_WRITEC （0x03）向控制臺(tái)輸出字符
　　SYS_WRITE0 （0x04）將空終止的字符串寫入控制臺(tái)
　　SYS_WRITE （0x05）寫入主機(jī)上的文件
　　續(xù)表
　　函 數(shù) 名 稱描 述
　　SYS_READ （0x06）將文件內(nèi)容讀取到緩存器
　　SYS_READC （0x07）從控制臺(tái)讀取字節(jié)
　　SYS_ISERROR （0x08）確定返回代碼是否錯(cuò)誤
　　SYS_ISTTY （0x09）檢查文件是否連接到交互設(shè)備
　　SYS_SEEK （0x0A）搜索到文件中的某個(gè)位置
　　SYS_FLEN （0x0C）返回文件的長(zhǎng)度
　　SYS_TMPNAM （0x0D）返回文件的臨時(shí)名稱
　　SYS_REMOVE （0x0E）刪除主機(jī)上的文件
　　SYS_RENAME （0x0F）重命名主機(jī)上的文件
　　SYS_CLOCK （0x10）執(zhí)行開始后的厘秒數(shù)
　　SYS_TIME （0x11）1970 年 1 月 1 日到現(xiàn)在的秒數(shù)
　　SYS_SYSTEM （0x12）將命令傳遞給主機(jī)命令行解釋程序
　　SYS_ERRNO （0x13）獲得 C 庫(kù) errno 變量的值
　　SYS_GET_CMDLINE （0x15）獲得用于調(diào)用可執(zhí)行程序的命令行
　　SYS_HEAPINFO （0x16）獲得系統(tǒng)堆參數(shù)
　　SYS_ELAPSED （0x30）獲得自執(zhí)行開始的目標(biāo)滴答聲數(shù)目
　　SYS_TICKFREQ （0x31）確定滴答聲的頻率
　　13.2.2 C 庫(kù)結(jié)構(gòu)
　　從概念上來(lái)講，C庫(kù)函數(shù)可被化分成兩類，一類為ISO C語(yǔ)言的規(guī)范部分，該部分的主要功能是向用戶提供一個(gè)調(diào)用接口；另一類為ISO C語(yǔ)言規(guī)范提供支持。圖13.2顯示了這兩類函數(shù)在C庫(kù)中的結(jié)構(gòu)。
　　
　　圖13.2 C庫(kù)的函數(shù)結(jié)構(gòu)
　　對(duì)部分ISO C功能的支持是由主機(jī)調(diào)試環(huán)境在支持函數(shù)的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序級(jí)別提供的。
　　例如，RVCT C庫(kù)通過(guò)寫入調(diào)試器控制臺(tái)窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)ISO C printf（）系列函數(shù)。通過(guò)調(diào)用__sys_write（）來(lái)提供該功能。這是一個(gè)執(zhí)行半主機(jī)SWI的支持函數(shù)，使字符串被寫入到控制臺(tái)。