MDK关于microlib库问题笔记

本文介绍了MicroLIB库,它是用于深层嵌入式应用的备选C库。MicroLIB库旨在节省内存资源,适用于不运行操作系统的应用程序。文章还讨论了MicroLIB与标准C库之间的主要差异,并分享了在特定项目中使用MicroLIB时遇到的问题及解决方案。

关于MicroLIB的介绍

microlib 是缺省 C 库的备选库。它旨在与需要装入到极少量内存中的深层嵌入式应用程序配合使用,这些应用程序不在操作系统中运行。

microlib 进行了高度优化以使代码变得很小。它的功能比缺省 C 库少,并且根本不具备某些 ISO C 特性。某些库函数的运行速度也比较慢,例如,memcpy()。

 

与缺省 C 库之间的差异

microlib 与缺省 C 库之间的主要差异是:

microlib 不符合 ISO C 库标准。 不支持某些 ISO 特性,并且其他特性具有的功能也较少。

microlib 不符合 IEEE 754 二进制浮点算法标准。

microlib 进行了高度优化以使代码变得很小。

无法对区域设置进行配置。 缺省 C 区域设置是唯一可用的区域设置。

不能将 main() 声明为使用参数,并且不能返回内容。

不支持 stdio,但未缓冲的 stdin、stdout 和 stderr 除外。

microlib 对 C99 函数提供有限的支持。

microlib 不支持操作系统函数。

microlib 不支持与位置无关的代码。

microlib 不提供互斥锁来防止非线程安全的代码。

microlib 不支持宽字符或多字节字符串。

与 stdlib 不同,microlib 不支持可选择的单或双区内存模型。 microlib 只提供双区内存模型,即单独的堆栈和堆区。

可以合理地将 microlib 与 --fpmode=std 或 --fpmode=fast 配合使用。

microlib 中的函数负责:

创建一个可在其中执行 C 程序的环境。 这包括:

创建一个堆栈

创建一个堆(如果需要)

初始化程序所用的库的部分组成内容。

调用 main() 以开始执行程序。

要使用 microlib 构建程序,必须使用命令行选项 ??library_type=microlib。根据需要,编译器、汇编程序或链接器可使用此选项处理不同的文件。 将此选项与链接器配合使用时,将覆盖所有其他选项。

 

官网解释

microlib中是用C写的时候相比,包括ARM编译器工具链的标准C库的基于ARM的嵌入式应用提供了高度优化的库,microlib中提供所需的许多嵌入式系统显著代码大小的优点。

 

 

microlib中和标准C库之间的主要区别是: 

 

microlib中是专为深度嵌入式应用。 

microlib中被优化使用比使用ARM标准库更少的代码和数据存储器。 

microlib中已经设计没有操作系统的工作,但是这并不妨碍它被与任何操作系统或RTOS如Keil RTX一起使用。 

microlib中不包含任何文件I/O或宽字符支持。 

由于microlib中进行了优化,以尽量减少代码大小,一些功能将会比ARM编译工具提供了标准C库函数更慢执行。 

microlib中双方和ARM标准库都包含在Keil MDK-ARM。

 

以上就是对microlib的一些介绍,microlib库突出特点就是小,用时间换空间,从图中可以看到microlib库比标准库减少了一半的代码占用。

 

 

是否选用microlib库对项目有什么影响呢?

之前在用原子的例程时,可以不选用microlib,通过添加以下代码:

//加入以下代码,支持printf函数,而不需要选择use MicroLIB  

#if 1

#pragma import(__use_no_semihosting)            

//标准库需要的支持函数                

struct __FILE

{

    int handle;

};

FILE __stdout;      

//定义_sys_exit()以避免使用半主机模式   

void _sys_exit(int x)

{

    x = x;

}

//重定义fputc函数

int fputc(int ch, FILE *f)

{  

    while((USART1->SR&0X40)==0);//循环发送,直到发送完毕  

    USART1->DR = (u8) ch;     

    return ch;

}

#endif

但是在最新的项目中,同样采样这种方法却提示错误,错误内容如下:

Error: L6200E: Symbol __stdout multiply defined (by stdio_streams.o and bsp_debug_usart.o).

提示在串口文件中存在重定义的情况,重定义的内容就是我之前添加的那段代码?如果我不勾选microlib,调试的过程中会出现莫名的死机,并无法直接跳转到主程序,尝试寻找从那里引入的这个问题,具体过程如下:

  1. 移植UCOSIII之后的程序,添加以上修改后不选中microlib库没有出现编译错误提示;
  2. 移植UCOSIII+LWIP之后的程序,添加以上修改后不选中microlib库出现编译错误提示;通过查找是LWIP调用printf函数引起。经过仔细查找发现屏蔽这里的时候不再报错;

#define LWIP_ERROR(message, expression, handler) do { if (!(expression)) { \

  printf("Assertion \"%s\" failed at line %d in %s\n", message, \

__LINE__, __FILE__); fflush(NULL);handler;} } while(0)

这里可能的原因是由于调用了fflush(NULL);但是虽然暂时把这个函数去掉,但是如果不勾选microlib库,系统仿真就无法运行,一直出现硬件错误。

        3. 可以看出虽然暂时解决了不勾选microlib库所引起的编译错误,但是无法解决调试出现的硬件错误问题,应该还是关于microlib库那里有调用引起的,可能是mallco函数,暂时猜测是这样的。

这里并没有解决microlib库未勾选时引起的硬件错误问题,在后面调试过程中可以对这个问题进行分析。

转载于:https://www.cnblogs.com/longbiao831/p/7155380.html

<think>我们正在讨论MDK(KeilMicrocontrollerDevelopmentKit)中的MicroLIB。根据引用资料,MicroLIB是标准C的一个替代,专为深度嵌入式系统设计,特别适用于内存资源极其有限的场景。以下是对其作用及影响的详细分析:###一、MicroLIB的核心作用1.**极小内存占用**MicroLIB经过高度优化,代码体积比标准C小得多,适用于Flash/RAM资源紧张的微控制器(如STM32F103C8T6仅有64KBFlash/20KBRAM)。2.**无操作系统支持**设计用于裸机(bare-metal)环境,不依赖任何操作系统功能(如线程管理、文件系统)。3.**简化I/O实现**提供未缓冲的`stdin/stdout/stderr`基础支持,但**不包含完整的stdio.h功能**(如`printf`格式化输出需重定向)。###二、启用MicroLIB的关键影响####优势方面|特性|说明||---------------------|----------------------------------------------------------------------||代码体积减少30-50%|通过移除未使用函数和简化实现[^1]||启动速度更快|无需初始化复杂标准结构||堆栈占用更低|默认堆大小仅512字节(可通过`__heap_base`调整)[^3]|####使用限制1.**不兼容ISOC标准**-不支持宽字符/多字节字符串-浮点数格式化需额外实现(如`printf`浮点输出默认不可用)-无区域设置(locale)支持2.**C++兼容性问题**与C++异常处理/RTTI机制冲突,**混合C++代码时需禁用MicroLIB**[^2]。3.**半主机依赖风险**若未重定义`_sys_*`系统调用,使用标准I/O函数会触发半主机(Semihosting)机制,导致调试时卡死[^4]。###三、典型应用场景```mermaidgraphLRA[资源受限设备]-->|Flash<64KB|B[启用MicroLIB]C[纯C语言项目]-->BD[无文件操作需求]-->BE[使用LwIP等网络栈]-->BF[需C++支持]-->|禁用|G[使用标准]H[复杂格式化输出]-->G```###四、实战配置建议1.**启用方法**在KeilMDK中勾选:`OptionsforTarget→Target→UseMicroLIB`2.**必须的适配代码**重写`_write`等系统调用以实现UART输出:```c//重定向printf到UART1int_write(intfd,char*ptr,intlen){HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t*)ptr,len,1000);returnlen;}```3.**LwIP特殊处理**若使用LwIP且禁用MicroLIB,需在`lwipopts.h`中设置:```c#defineLWIP_PROVIDE_ERRNO1//提供errno定义```§§相关问题§§1.如何验证MicroLIB实际节省的内存大小?2.使用MicroLIB时printf浮点输出的解决方案?3.半主机机制的具体工作原理是什么?4.MicroLIB与newlib的性能对比?5.在RTOS环境中使用MicroLIB有哪些注意事项?[^1]:MicroLIB通过移除ISO特性和简化函数实现减小体积[^2]:LwIP默认依赖MicroLIB的I/O函数,混合C++时需特殊配置[^3]:MicroLIB仅支持双区内存模型(独立堆栈和堆)[^4]:未重定向I/O时可能触发半主机机制导致程序挂起</think>### MDK中启用MicroLIB的作用及影响分析 #### 一、MicroLIB的核心作用 1. **极致代码尺寸优化** - 专为资源受限的**深度嵌入式系统**设计(无操作系统) - 相比标准C,可减少30%-50%的代码体积[^3] - 通过移除非必要功能实现: ```c // 标准中的复杂功能被精简 // 如不支持的函数:setlocale(), wprintf()等 ``` 2. **最小内存占用** - 采用**双区内存模型**(严格分离堆栈和堆) - 默认堆大小仅512字节(可在启动文件中调整): ```assembly Heap_Size EQU 0x00000200 ; 默认512字节堆 ``` 3. **简化启动流程** - 省略标准的复杂初始化 - 直接跳转到`main()`函数(不支持参数传递): ```assembly LDR R0, =__main ; 直接跳转,无参数传递 BX R0 ``` #### 二、关键差异对比(MicroLIB vs 标准) | 特性 | MicroLIB | 标准 | |---------------------|----------|--------| | ISO C 标准兼容 | ❌ 部分支持 | ✅ 完全 | | 浮点运算(IEEE 754) | ❌ | ✅ | | printf/scanf | ✅ 未缓冲 | ✅ 全功能 | | 多线程支持 | ❌ | ✅ | | 宽字符/多字节字符串| ❌ | ✅ | | 内存占用 | 极低 | 较高 | #### 三、启用MicroLIB的影响 **✅ 优势:** 1. **资源敏感场景必备** - 在STM32F103C8T6(64KB Flash)等小容量芯片中可释放关键空间 - 配合LwIP等网络协议栈时减少内存压力[^2] 2. **半主机模式规避** - 避免调试时意外触发半主机机制导致卡死: ```c // 未重定向printf时使用MicroLIB不会卡死 printf("Log"); // 直接丢弃输出而非挂起 ``` **⚠️ 使用限制:** 1. **C++兼容性问题** - 不支持C++异常处理/RTTI等特性 - 混合C++代码时必须禁用MicroLIB[^2] 2. **功能缺失** - 浮点格式化不可用(需自定义实现): ```c // MicroLIB下需自行实现浮点输出 void print_float(float f) { int i = (int)f; printf("%d.%02d", i, (int)((f-i)*100)); } ``` 3. **性能折衷** - 部分函数效率较低(如`memcpy()`速度降低20%-30%) #### 四、启用配置方法 1. **Keil MDK设置** - 勾选:`Options for Target → Target → Use MicroLIB` 2. **必要适配代码** ```c // 重定向printf到串口(需用户实现) int _write(int fd, char *ptr, int len) { HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)ptr, len, 100); return len; } ``` #### 五、适用场景决策树 ```mermaid graph TD A[项目需求] -->|Flash<64KB| B[启用MicroLIB] A -->|使用C++| C[禁用MicroLIB] A -->|需要浮点printf| D[禁用MicroLIB] A -->|LwIP协议栈| E[启用MicroLIB] B --> F[添加_write重定向] E --> F ``` > **推荐实践**:资源受限的裸机系统(如STM32F1系列)启用MicroLIB;使用RTOS或C++的项目选择标准
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