移植libffi到SylixOS

Posted 2020-10-12

1. 开发环境
宿主机：Windows 7
集成开发环境：Real-Evo IDE 3.2.5
虚拟机：Ubuntu 14.04

本篇仅介绍libffi库的移植过程，包括资源的获取，工程文件的修改以及编译出错处理。移植后的libffi支持ARM、MIPS、PowerPC和x86平台，本文档以x86平台为例进行移植，在完成本文档的操作步骤后，只需要修改libffi工程所依赖的base工程，然后重新编译上传，即可在所支持的平台上使用libffi库。

2. libffi简介

“FFI” 的全名是 Foreign Function Interface，通常指的是允许以一种语言编写的代码调用另一种语言的代码。而 “libffi” 库只提供了最底层的、与架构相关的、完整的“FFI”，因此在它之上必须有一层来负责管理两种语言之间参数的格式转换。
高级语言编译器产生代码时都会依据一系列的规则，这些规则十分必要，特别是对独立编译来说。其中之一是“调用约定” （Calling Convention），它包含了编译器关于函数入口处的函数参数、函数返回值的一系列假设。它有时也被称作“ABI”（Application Binary Interface）。调用约定（Calling Conventions）定义了程序中调用函数的方式，它决定了在函数调用的时候数据（比如说参数）在堆栈中的组织方式。
通常来说函数调用要用到的两条基本的指令：“CALL”指令和“RET”指令。“CALL”指令将当前的指令指针（这个指针指向紧接在CALL指令后面的那条指令）压入堆栈，然后执行一条无条件转移指令转移到新的代码地址。“RET”是与“CALL”指令配合使用的指令，在绝大多数函数中它是最后一条指令。“RET”指令弹出返回地址（就是“CALL”指令压入堆栈的地址）并将其加载到“EIP”寄存器中，然后从这个地址开始继续执行。
3. 资源获取
3.1 libffi源码获取
一般的，可以通过官方网站获取要移植的第三方件的资源。libffi最新版本的下载地址为https://github.com/libffi/libffi。
本篇中使用的libffi版本为libffi-2.99.9，下载后解压文件如图 3-1所示。

图 3-1 libffi解压后部分文件
其中src目录下主要包含要编译的源文件以及支持的平台文件。configure是配置文件，在Linux平台下运行该文件可生成Makefile文件，执行make命令即可生成最终的库文件。
libffi支持的平台可见src目录下包含的平台相关目录，支持平台如图 3-2所示。

图 3-2 libffi支持的平台
移植到SylixOS后的libffi支持的平台有ARM、MIPS、POWERPC和x86。
对于新版本的libffi，目录结构有所不同，配置方法也有差异，在移植时需要结合具体libffi版本进行配置。
4. Linux平台下配置
4.1 配置
编译过程中使用的Linux环境为Ubuntu发行版。将下载的压缩包文件拷贝到Ubuntu环境中并解压。由于下载的库文件已经包含了configure配置文件，因此需要执行该命令生成makefile文件，操作如图 4-1所示。

图 4-1执行配置文件
生成makefile文件如图 4-2所示。

图 4-2生成makefile文件
由于只是为了配置libffi库，在执行完configure脚本后即完成了libffi的配置，然后保存libffi文件夹以便移植。
5. 新建libffi库工程
5.1 导入libffi源码
在Real-Evo IDE中创建libffi共享库工程，删去libffi工程中src目录下的文件libffi.c，并导入libffi源码文件。导入后的工程文件如图 5-1所示。

图 5-1 导入libffi源码文件到libffi库工程
5.2 修改makefile
修改libffi工程属性为专家模式，操作如图 5-2所示。

图 5-2修改工程属性为专家模式
修改libffi.mk文件，加入进行编译的源码文件，修改内容如图 5-3所示。

图 5-3 修改libffi.mk添加源文件
修改libffi.mk文件，加入头文件路径，修改内容如图 5-4所示。

图 5-4 修改libffi.mk添加头文件路径
其中PLATFORM定义在Makefile文件中，PLATFORM支持的平台如图 5-5所示。

图 5-5 PLATFORM支持的平台
其中TOOLCHAIN_PREFIX是和所依赖的base工程相关的。在指定好所依赖的base工程之后，TOOLCHAIN_PREFIX的取值就已经确定。
5.3 编译libffi工程
保存修改并编译，出现如图 5-6所示错误。

图 5-6 编译报错
打开ffitarget.h后可看到其内容是乱码，所以导致出错，删除掉该头文件之后重新编译，即可编译通过。
为了支持PowerPC平台，需要在libffi/src/libffi/include/ffi.h文件中添加内容如图 5-7所示。

图 5-7 增加POWERPC宏
为了支持MIPS平台，需要在libffi/src/libffi/src/mips/ffi.c文件中做接口替换，原调用接口为：

__builtin__clear_cache(clear_location, clear_location + FFI_TRAMPOLINE_SIZE);

替换为：

__clear_cache(clear_location, clear_location + FFI_TRAMPOLINE_SIZE);

再次编译，即可生成libffi库文件，生成库文件位于Debug目录下。如图 5-8所示。

 

图 5-8 编译生成libnopoll库文件
打开x86虚拟机，并配置好libffi工程的设备IP为x86虚拟机的IP，即可将生成的库文件导入到x86虚拟机中。至此，则完成了libffi的编译及上传。剩下的工作则是通过测试用例测试移植后的libffi库是否能够正常运行。

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