SemiHosting без дебаггера

Взято із: "Getting printf Output from Target to Debugger".

Якщо ви користувалися SemiHosting, то могли зауважити -- коли програма виконується без під'єднаного відладчика (зневаджувача), нічого корисного вона не робить. Звичайно, без згаданого відладчика, чим вона зайнята, не видно, але жодної зовнішньої активності (мигання світлодіодами, комунікація шинами) після спроби скористатися семихостингом не буде. В чому справа і як із тим боротися? 

Найпростіший варіант -- мати "Debug" i "Release" версію програми, і в останній SemiHosting   повністю викидати. В принципі, враховуючи, що даний інтерфейс -- чисто відладочний, це, певне, найкращий варіант -- не варто залишати відладочний код в приладі. Але він має й свої мінуси -- зростає громіздкість коду, більше способів його зламати (див. весь список заперечень проти використання умовної компіляції), все таке. 

Щоб знати, що ще можна зробити, слід розібратися, а чого, власне, програма зупиняється на використанні SemiHosting. Потім -- придумати, як із тим боротися. Наперед скажу -- на жаль, повністю вирішити проблему не вдасться. Все рівно буде потрібно вимкнути-ввімкнути живлення мікроконтролера (демоплати), перш ніж код зможе працювати автономно.

Update 12.12.2017:  Описано особливості ARM Cortex M0 та M0+.

Зовсім просто про semihosting

Структура SemiHosting. Взято тут.

Що таке Semihosting, як його підключити і використовувати із "старим та добрим" printf(), детально описано тут: "Стандартна бібліотека C та SemiHosting (на прикладі STM32 і CoIDE)", хоча, як видно з назви, для іншого середовища розробки. Більше технічної інформації є тут: "SemiHosting без дебаггера".

А зараз опишу як ним можна скористатися із мінімальними зусиллями, так би мовити, для лінивих. :-)

Ідея наступна: існує апаратний інтерфейс для передачі даних із мікроконтролера дебаггеру. Є бажання зробити так, щоб по ньому можна було передавати текст, за допомогою звичних функцій вводу-виводу С: printf(), puts(), тощо. Як описується у згаданому вище пості, для цього слід мати реалізацію стандартної бібліотеки та надати для неї відповідні системні виклики, котрі вмітимуть передавати дані семіхостингом.

Часто із компілятором для мікроконтролера йдуть newlib чи newlib-nano, мінімалістичні реалізації стандартної бібліотеки С. Зокрема, є вона і в збірках компіляторів для MCU ARM Cortex M, тому про неї окремо можна не турбуватися. Хоча знати слід -- коли стандартні налаштування перестануть влаштовувати або просто не працюватимуть як належить.

І тут є два варіанти:

• Із більшим контролем але і більшою морокою -- надати системні виклики самостійно, як описано за посиланням вище.
• Скористатися готовою реалізацією, що йде разом із компілятором для наших мікроконтролерів -- ARM Cortex M.

Важливе зауваження: за використання семіхостингу, ваш код перестане працювати без під'єднаного дебаггера! Як вирішити цю проблему, див.  "SemiHosting без дебаггера".

Отож, потрібно виконати наступні кроки:

1. Дозволити SemiHosting в дебаггері.
2. За потреби -- додати підтримку вводу/виводу  floating-point чисел.
3. Надати свою реалізацію системних викликів.
4. Або використати готову їх реалізацію із підтримкою SemiHosting із GCC.

Розглянемо ці кроки детальніше.