STM32F4的FPU编译配置(含库文件解析）

Earthman

首先说明，有多次寻找各种关于stm32f4开FPU的资料，最后得到一些总结，然后完成了规范的配置
前贴不错，点我传送



好了，下面正式开始写


环境MDK v4.70a，CMSIS 3.01

首先看一段代码

来自core_cm4.h

1. /** __FPU_USED indicates whether an FPU is used or not. For this, __FPU_PRESENT has to be checked prior to making use of FPU specific registers and functions.
   
2. */
   
3. #if defined ( __CC_ARM )
   
4.   #if defined __TARGET_FPU_VFP
   
5.     #if (__FPU_PRESENT == 1)
   
6.       #define __FPU_USED       1
   
7.     #else
   
8.       #warning "Compiler generates FPU instructions for a device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
   
9.       #define __FPU_USED       0
   
10.     #endif
    
11.   #else
    
12.     #define __FPU_USED         0
    
13.   #endif
    
14. 
    
15. #elif defined ( __ICCARM__ )
    
16.   #if defined __ARMVFP__
    
17.     #if (__FPU_PRESENT == 1)
    
18.       #define __FPU_USED       1
    
19.     #else
    
20.       #warning "Compiler generates FPU instructions for a device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
    
21.       #define __FPU_USED       0
    
22.     #endif
    
23.   #else
    
24.     #define __FPU_USED         0
    
25.   #endif
    
26. 
    
27. #elif defined ( __TMS470__ )
    
28.   #if defined __TI_VFP_SUPPORT__
    
29.     #if (__FPU_PRESENT == 1)
    
30.       #define __FPU_USED       1
    
31.     #else
    
32.       #warning "Compiler generates FPU instructions for a device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
    
33.       #define __FPU_USED       0
    
34.     #endif
    
35.   #else
    
36.     #define __FPU_USED         0
    
37.   #endif
    
38. 
    
39. #elif defined ( __GNUC__ )
    
40.   #if defined (__VFP_FP__) && !defined(__SOFTFP__)
    
41.     #if (__FPU_PRESENT == 1)
    
42.       #define __FPU_USED       1
    
43.     #else
    
44.       #warning "Compiler generates FPU instructions for a device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
    
45.       #define __FPU_USED       0
    
46.     #endif
    
47.   #else
    
48.     #define __FPU_USED         0
    
49.   #endif
    
50. 
    
51. #elif defined ( __TASKING__ )
    
52.   #if defined __FPU_VFP__
    
53.     #if (__FPU_PRESENT == 1)
    
54.       #define __FPU_USED       1
    
55.     #else
    
56.       #error "Compiler generates FPU instructions for a device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
    
57.       #define __FPU_USED       0
    
58.     #endif
    
59.   #else
    
60.     #define __FPU_USED         0
    
61.   #endif
    
62. #endif

复制代码

这里针对各种工具链设置了相应的条件编译选项，这里只说MDK的，其他工具链的用户请参考本文自行修改

最上层的开关是 __CC_ARM 这个宏，很明显这个开关是针对MDK工具链的，同理IAR工具链的开关就叫做 __ICCARM__ 了；


然后一个开关就是 __TARGET_FPU_VFP 了，这个开关要求编译出的文件使用FPU功能，但是m4的FPU并不是必装设备，某些厂家可能会不装这个东西，所以需要检查是否有FPU，即 __FPU_PRESENT 这个开关。在core_cm4.h中有这样的代码

1.   #ifndef __FPU_PRESENT
   
2.     #define __FPU_PRESENT             0
   
3.     #warning "__FPU_PRESENT not defined in device header file; using default!"
   
4.   #endif
   
5. 
   
6.   #ifndef __MPU_PRESENT
   
7.     #define __MPU_PRESENT             0
   
8.     #warning "__MPU_PRESENT not defined in device header file; using default!"
   
9.   #endif
   

复制代码

即CMSIS默认的定义是没有FPU的，所以需要我们手动添加FPU存在的定义

1. #define __FPU_PRESENT        1

复制代码

这样FPU存在与否的检查就通过了，所以后面就自动定义了 __FPU_USED 这一开关

1. #define __FPU_USED       1

复制代码

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下面继续翻，因为m4增加了FPU，所以很多数学函数都应该用m4专用的，优化过的，而不是之前的通用函数

打开arm_math.h
可以看见开头的一大段说明

   * Each library project have differant pre-processor macros.
   *
   * <b>ARM_MATH_CMx:</b>
   * Define macro ARM_MATH_CM4 for building the library on Cortex-M4 target, ARM_MATH_CM3 for building library on Cortex-M3 target
   * and ARM_MATH_CM0 for building library on cortex-M0 target.
   *
   * <b>ARM_MATH_BIG_ENDIAN:</b>
   * Define macro ARM_MATH_BIG_ENDIAN to build the library for big endian targets. By default library builds for little endian targets.
   *
   * <b>ARM_MATH_MATRIX_CHECK:</b>
   * Define macro for checking on the input and output sizes of matrices
   *
   * <b>ARM_MATH_ROUNDING:</b>
   * Define macro for rounding on support functions
   *
   * <b>__FPU_PRESENT:</b>
   * Initialize macro __FPU_PRESENT = 1 when building on FPU supported Targets. Enable this macro for M4bf and M4lf libraries

里面说了，要用ARM的数学函数得定义ARM_MATH_CMx
m4的内核自然是

1. #define ARM_MATH_CM4

复制代码

至于是大端机还是小端机，我可管不着，ST得给我搞定
最后关于__FPU_PRESENT的定义，前面已经说过了

最后总结如下
如果你执意使用FPU，而不管Project中的设置那么使用下面的代码

1. #define __FPU_PRESENT 1  /* FPU开关 */
   
2. 
   
3. #ifndef  __TARGET_FPU_VFP /*要求在生成的代码中使用FPU*/
   
4. #define __TARGET_FPU_VFP
   
5. #endif
   
6. 
   
7. #ifndef  ARM_MATH_CM4 /*要求使用m4的数学库函数*/
   
8. #define ARM_MATH_CM4
   
9. #endif

复制代码

Earthman

此外，我还在其他帖子中看到，要使用浮点数，应当使用 1.111f 而不是 1.111 这样的形式，不知对否，希望后面有跟帖有关于FPU用法的深入讨论

john800422

Earthman 发表于 2013-2-21 01:26
此外，我还在其他帖子中看到，要使用浮点数，应当使用 1.111f 而不是 1.111 这样的形式，不知对否，希望后 ...

1.111f -- float
1.111 --- double

aozima

1. static void thread_fpu_entry(void* parameter)
   
2. {
   
3.     volatile float value = 1.1f;
   
4.     while(1)
   
5.     {
   
6.         value = value * 2.1f;
   
7.         rt_thread_delay(1);
   
8.     }
   
9. }
   

复制代码

写了个测试程序没有加f时，在IAR（6.5）中竟然当成双精度，去调试浮点库去完成操作。

ST_ATMEL_NXP

多谢楼主分享，不知道在MDK的Options中开启了FPU功能后，是否还需要在修改.H的文件内容?

tianyu1989

ST_ATMEL_NXP 发表于 2013-10-8 22:00
多谢楼主分享，不知道在MDK的Options中开启了FPU功能后，是否还需要在修改.H的文件内容? ...

请问你搞定没有？  我刚接触 搞了两天 没搞明白， 我拿官方例程编译的时候报错说： cannot open source input file "ARMCM4.h": No such file or directory， 然后在网上查了一下资料说要在 options --> C/C++ Define  添加   ARM_MATH_CM4, __FPU_PRESENT =1,__FPU_USED=1,__CC_ARM     可是添加了以后编译还是错误

ST_ATMEL_NXP

tianyu1989 发表于 2013-10-16 23:42
请问你搞定没有？  我刚接触 搞了两天 没搞明白， 我拿官方例程编译的时候报错说： cannot open source i ...

没有搞定，更换了RTX了。可以正常运行。我也只是用了用任务切换和几个信号量。

Earthman

tianyu1989 发表于 2013-10-16 23:42
请问你搞定没有？  我刚接触 搞了两天 没搞明白， 我拿官方例程编译的时候报错说： cannot open source i ...

像这样

1. #define __FPU_USED       1

复制代码

在头文件里定义就行，反正我用mdk4.7x都可以的

IamPolaris

最近公司高算法需要用到这个FPU，从楼主这里学习了！

timemaker

好贴 要是能再介绍一下IAR开发环境下FPU就更好了

myweng

不错的，正好可能需要