2012年3月13日火曜日

GNU GCC 開発環境整備 再び (for ARM Cortex-M3)

CQ出版 Interface誌 恒例の付属基板 本年(2012年)は 富士通「FM3マイコン」のようです。このマイコンはARM Cortex-M3マイコンで、今は亡きDesign Wave誌 2008年5月号付属の基板CQ-STARMと同じコアです。
  そこでほぼ4年前の基板CQ-STARMを引っ張り出し、電源ON、するとその当時組んだプログラムが動きだしました。「お久しぶり」といった感じでした。
  この基板に搭載されたMCUはSTM32F103で
   動作クロック72MHz、RAM 20KB、フラッシュROM 128KB 
 本年の「FM3マイコン基板」に搭載されるMCUはMB9BF618T(予定)で、
   動作クロック144MHz、RAM 128KB、フラッシュROM 1MB
 かなりのスペックです。 今年は本腰を入れていろいろ遊びたいと思います。

  さて、STM32基板ですが、若干物足りないスペック、開発環境はIARのWorkbench(使用制限)、追加部品の水晶発振子の入手性 等で、その当時、動作確認程度の開発にとどめていました。
 そのような扱いのSTM32基板、稼働したプログラムのプログラムソースをビルドすると、案の定、ビルドエラーが発生しました。他のARM基板(LPC2388、LM3S8962)での開発でGNU GCCの開発環境(GCC ver.3.4. => ver.4.3 )を組み直したのが原因だと思われます。
   今年のFM3基板の準備として、GNU GCCの開発環境の組み直しを行いました。   

 1.GNU GCC 開発環境について
  ◎GCCは、ARM対応版を整備する。
    ARM7TDMI、Cortex-M3、、、、各MCUコア共通
  ◎コードセットはThumb
    GNU GCC はThumb-2に非対応 GCC Vre4.6.3のインストールで Thumb-2のコードセットがインストールされることを秘かに期待していたのですが残念、、、、Thumb-2は2003年の発表で、そろそろGNU GCCでThumb-2の対応があっても良いのではと思います。
    Interface編集部、ARM社、富士通、、、、どこでも良いから、GNU GCCのThumb-2対応版をリリースしてほしいものです。  

  ◎FPU (Floating Poing Unit; 浮動小数点演算ユニット)無しで整備する。
    GNU GCCでビルドすると。「…m-elf/4.6.3/thumb/lib**.a(_******.o) uses hardware FP, whereas main uses software FP」のビルドエラー発生 安直にコンパイルオプション -mhard-float を付加、これはCortex-M3ではNG。
    そこで、binutils、gcc、newlibでconfigureオプション --with-float=soft を指定して再インストールしました。    

2.GNU GCC(Vre4.6.3) 開発環境整備 手順
  1)Cygwinのインストール
     gccに加え、binutils、(libiconv)等のパッケージをインストールする。
     ※出来るだけGNU GCCの開発環境(Cygwin上で動くソフトウエアを開発する環境)を整えてしまう。
  2)gccビルド準備( 1)の補足 )
    gccビルド用に以下のパッケージをインストールする。
   ①gmpのインストール
   ②mpfrのインストール
   ③mpcのインストール
   ④libiconvのインストール
    ※今回はCygwinのインストールでは組み込まず、ここでインストール
  3)gccビルド
   ここでビルドするgccは、Cygwin上で稼働し、ARM MCUで動くソフトウエアを出力する。
   ①binutilsのインストール
    binutils ver.2.22ではインストール失敗(初回)、ver.2.21.1で成功
    一旦GNU GCCをインストール後再度 ver.2.22をインストールで成功
   ②gccのインストール
   ③newlibのインストール
        newlib ver.1.20.0ではインストール失敗(初回)、ver.1.18.0で成功
    その後、ver.1.19.0をインストール 成功
    その後、ver.1.20.0をインストール 成功
   ③gccのインストール
     configureでオプション --with-newlib を追加して再インストール         

※ST32F103 LCD出力プログラム


メモ
 ※configureオプション --with-float=
    --with-float=soft 浮動小数点演算をライブラリを使って実行
    --with-float=hard 浮動小数点演算をFPUを使って実行
 ※Cortex-M3では Thumb の一部の命令がサポートされていない。コンパイル オプション -mcpu=cortex-m3 指定がこの問題に対応してくれると良いのですが。後々手こずることになりそうです。

4 件のコメント:

  1. Windows環境で自分でコンパイラを作成するのではないのであれば
    GNU toolchain の Sourcery CodeBench Lite Edition for ARM を使うとオプションの設定で Thumb-2 に対応したコンパイル結果ができるようです。

    https://sourcery.mentor.com/sgpp/lite/arm/portal/subscription?@template=lite

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  2. Interface 2008年11月号の記事ですが、GCCはThumb-2対応出来ているようですよ。

    http://www.cqpub.co.jp/interface/sample/200811/if11_094.pdf

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  3. 連投ですみません。
    決定的な情報が見つかったもので…
    GCC 4.3.xから Thumb-2に対応されているようです。
    http://gcc.gnu.org/gcc-4.3/changes.html

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  4. juj*r*uさん コメントありがとうございます。
    GCCはThumb-2に対応しているようです。

    ご指摘のInterface誌の記事からは、GCC の開発環境では、binutilsがThumb-2未対応で実質Thumb-2の開発まだ出来ないと読み取りました。

    また、今回のGCCのインストール後、各ライブラリ(libgcc、libc等)が ARMコード(lib/fpu)とThumbコード(lib/thumb)の2組のみ組み込まれていたのでThumb-2未対応と判断しました。ブログでは言葉足らずでした。

    このライブラリについては、GCCがThumb-2対応可なので、GCC及びnewlibのインストール(configure)を工夫すれば解決するのかも知れません。

    私、GNU GCCについては、まだまだ勉強中といったところです、皆様のフォロー頼りです。よろしくお願いします。

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