Toolchain für Cortex-M7 mit FPUs für einfache und doppelte Genauigkeit.

Auf dem Weg zum uclinux auf dem STM32H7xx stolperte ich zuerst über die Toolchain. Emcraft benutzt einen GCC von 2010. In Buildroot ist nur eine Konfiguration für dem F429 ohne hard float support vorhanden. Die GNU ARM GCC Toolchain, die ich sonst immer benutze ist leider gegen newlib gelinkt und newlib ist zwar schön klein für Bare-Metal-Implementierungen aber für Linux Applikationen brauche ich anscheinend ein recht vollständiges glibc Derivat. Im restlichen Netz war auch nix zu finden was mir passte. Da bleibt nur selber bauen.

OpenADK

Um direkt alles aus den Sourcen zubauen habe ich keine Zeit und Lust, deshalb habe ich mir ein Buildsystem alla Buildroot, Yocto und Konsorten gesucht. Dabei bin ich auf OpenADK gestoßen. Wie bei Buildroot gibt es hier auch nur die STM32F429 Konfiguration mit soft float aber der Cortex M7 war bereits in der Konfiguration eingefügt. Außerdem bringt OpenADK bereits alle notwendigen Tools mit um sich selbst zu bauen. Es läuft quasi out of the box. 

Ich hab mir also erstmal einen Fork auf github gemacht und anschließend das Target st-stm32f429 kopiert und in st-stm32f769 umbenannt. Dabei kam dann erstmal diese minimal Konfiguration raus.

config ADK_TARGET_SYSTEM_ST_STM32F769
 bool "STMicroelectronics STM32F769"
 depends on ADK_EXPERIMENTAL
 depends on ADK_TARGET_LITTLE_ENDIAN
 select ADK_TARGET_CPU_ARM_CORTEX_M7
 select ADK_TARGET_HARD_FLOAT_DP
 select ADK_TARGET_ARCH_ARM_WITH_THUMB
 select ADK_TARGET_WITH_SERIAL
 select ADK_TARGET_UCLINUX
 select ADK_TARGET_KERNEL_XIPIMAGE
 help
   STMicroelectronics STM32F769

Die wesentlichen Änderungen betreffen die Namen und die CPU. Die Namensänderungen sind selbst erklärend, deshalb mache ich gleich mal weiter mit den CPU Einstellungen. Die Einstellung select ADK_TARGET_CPU_ARM_CORTEX_M7 spricht ebenfalls für sich selbst. Jedoch musste ich die verschiedenen FPUs des Cortex-M7 irgend wie unterscheiden. Dafür dient das Setting select ADK_TARGET_HARD_FLOAT_DP, damit kann ich zwischen der "fpv5-sp-d16" und der "fpv5-d16" wählen. Die "fpv5-sp-d16" ist die FPU die nur einfache Genauigkeit unterstützt und die "fpv5-d16" kann einfache und doppelte Genauigkeit. Da der auf dem Board verwendete STM32F769 und auch mein geplanter STM32H743 die "fpv5-d16" haben muss die Einstellung gesetzt sein, wenn ich die FPU auch vollständig nutzen will. Ein angenehmer Nebeneffekt ist, das die uclibc-ng gleich mit der Verwendung der FPU gebaut wird, was hoffentlich dem Math-Library zu gute kommt.

Und läuft

Um zu Testen ob die Toolchain auch den erwarteten Code generiert habe ich ein simpel Beispiel ohne Optimierung gebaut und siehe da der Compiler nutzt die FPU Instruktionen wie "vadd.f64" für doubles und "vadd.f32" für floats.