在 gcc-arm-none-eabi 中启用浮点仿真答案

【问题标题】：Enabling floating point emulation in gcc-arm-none-eabi在 gcc-arm-none-eabi 中启用浮点仿真
【发布时间】：2019-02-05 12:42:09
【问题描述】：

我试图弄清楚我应该如何为arm-none-eabi-gcc 编译器启用软浮点支持。 arm-none-eabi-gcc 的版本是gcc version 6.3.1 20170620 (15:6.3.1+svn253039-1build1)。

我有一个带有以下编译器和链接器选项的 Makefile：

CFLAGS   = -W -Wall -O0 --std=gnu99 -fgnu89-inline -mcpu=cortex-m3 -mthumb -msoft-float
CFLAGS  += -ffunction-sections -fdata-sections -mfloat-abi=soft -u _printf_float -u _scanf_float
LDFLAGS  = -nostartfiles -specs=rdimon.specs -specs=nano.specs -lc -lrdimon -u _printf_float -u _scanf_float

但即使在使用这些选项编译后，我也无法使用 float 或 double，例如如果我尝试将 double 类型转换为 long ，则代码不会执行，例如

long var_tempNumber_u32;
double var_floatNumber_f32;
var_tempNumber_u32 = (long)var_floatNumber_f32;

我正在使用自定义链接器脚本，并且根据此NXP Community Link，我在链接器脚本中的SECTIONS 行之前添加了GROUP(libgcc.a libc.a libm.a)。

我正在开发 LPC1768 微控制器。

更新：

经过一番调查，我发现 Cortex-M3 正在进入硬故障处理程序，所以我安装了一个自定义硬故障处理程序来获取堆栈跟踪，我发现我的固件在从 __aeabi_d2uiz 函数返回后崩溃了.

Hard Fault 时 ARM 寄存器的内容：

r0: 0x81
r1: 0x43C0
r2: 0xC000
r3: 0x1
r12: 0x0000000000
LR: 0xBB1B
PC: 0x884A

反汇编摘录：

0000baf0 <UART_TxFloatNumber>:
    baf0:   b590        push    {r4, r7, lr}
    baf2:   b085        sub sp, #20
    baf4:   af00        add r7, sp, #0
    baf6:   e9c7 0100   strd    r0, r1, [r7]
    bafa:   205a        movs    r0, #90 ; 0x5a
    bafc:   f7fe fcc8   bl  a490 <xMBPortSerialPutByte>
    bb00:   2058        movs    r0, #88 ; 0x58
    bb02:   f7fe fcc5   bl  a490 <xMBPortSerialPutByte>
    bb06:   200d        movs    r0, #13
    bb08:   f7fe fcc2   bl  a490 <xMBPortSerialPutByte>
    bb0c:   200a        movs    r0, #10
    bb0e:   f7fe fcbf   bl  a490 <xMBPortSerialPutByte>
    bb12:   e9d7 0100   ldrd    r0, r1, [r7]
    bb16:   f7fc fce5   bl  84e4 <__aeabi_d2uiz>
    bb1a:   4603        mov r3, r0
    bb1c:   60fb        str r3, [r7, #12]
    bb1e:   21ff        movs    r1, #255    ; 0xff
    bb20:   68f8        ldr r0, [r7, #12]
    bb22:   f7ff ff5d   bl  b9e0 <UART_TxDecimalNumber>
    bb26:   202e        movs    r0, #46 ; 0x2e
    bb28:   f7ff febc   bl  b8a4 <uart3_tx_byte>
    bb2c:   68f8        ldr r0, [r7, #12]
    bb2e:   f7fc f91f   bl  7d70 <__aeabi_ui2d>
    bb32:   4603        mov r3, r0
    bb34:   460c        mov r4, r1
    bb36:   461a        mov r2, r3
    bb38:   4623        mov r3, r4
    bb3a:   e9d7 0100   ldrd    r0, r1, [r7]
    bb3e:   f7fb ff8d   bl  7a5c <__aeabi_dsub>
    bb42:   4603        mov r3, r0
    bb44:   460c        mov r4, r1
    bb46:   e9c7 3400   strd    r3, r4, [r7]
    bb4a:   a30b        add r3, pc, #44 ; (adr r3, bb78 <UART_TxFloatNumber+0x88>)
    bb4c:   e9d3 2300   ldrd    r2, r3, [r3]
    bb50:   e9d7 0100   ldrd    r0, r1, [r7]
    bb54:   f7fc f98c   bl  7e70 <__aeabi_dmul>
    bb58:   4603        mov r3, r0
    bb5a:   460c        mov r4, r1
    bb5c:   4618        mov r0, r3
    bb5e:   4621        mov r1, r4
    bb60:   f7fc fcc0   bl  84e4 <__aeabi_d2uiz>
    bb64:   4603        mov r3, r0
    bb66:   60fb        str r3, [r7, #12]
    bb68:   21ff        movs    r1, #255    ; 0xff
    bb6a:   68f8        ldr r0, [r7, #12]
    bb6c:   f7ff ff38   bl  b9e0 <UART_TxDecimalNumber>
    bb70:   bf00        nop
    bb72:   3714        adds    r7, #20
    bb74:   46bd        mov sp, r7
    bb76:   bd90        pop {r4, r7, pc}
    bb78:   00000000    andeq   r0, r0, r0
    bb7c:   412e8480    smlawbmi    lr, r0, r4, r8

链接寄存器中的地址指向上述函数内部的指令，在__aeabi_d2uiz库函数调用之后。
我不是组装方面的专家，所以我无法找到它的根本原因。
我还尝试增加.stackarea，即我的应用程序固件的堆栈大小，但没有任何运气。
请任何人告诉我如何找到解决此问题的可能方法。

【问题讨论】：

也尝试将-mthumb -msoft-float 放入链接器设置中。链接器还需要知道如何处理浮点值。
@TurboJ：我已经在CFLAGS 的Makefile 中启用了这些选项。
链接器将以LDFLAGS 调用。对于链接器命令行，CFLAGS 通常会被忽略。
@TurboJ 仍然没有运气！

标签： gcc cross-compiling cortex-m3 newlib

【解决方案1】：

在互联网上调试和搜索后，我发现了这个问题的根本原因。
问题出在链接脚本文件中，没有为 ARM 堆栈展开定义部分。
所以我在我的链接器脚本文件中添加了以下行：

    .ARM.extab :
    {
        *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*)
    } > IROM

    /*
     * Arm stack unwinding.
     * If removed may cause random crashes.
     */
    .ARM.exidx :
    {
        __exidx_start = .;
        *(.ARM.exidx* .gnu.linkonce.armexidx.*)
        __exidx_end = .;
    } > IROM

问题得到了解决。
递归函数需要展开栈，因为 GCC 库函数调用 float 到 int 的转换是递归的，所以需要栈展开，这在以前是不存在的。

【讨论】：