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2019年9月底，知名开发者 Keith Packard通过他的博客宣布推出了“picolibc”。Picolibc 是一种适用于小型微控制器嵌入式系统的C标准库，该库的API甚至允许在低内存 (RAM) 设备中运行。picolibc其实是“newlib-nano”的升级版本，这个升级版本有一些有趣的变化，比如：用从avrlibc采用 ATMEL 特定的 printf 代码替换“stdio”库。作为这个库的一部分，Keith 还推出了 picocrt，它负责在调用自己的 C 程序主函数之前初始化内存和调用各种构造函数。

特征

• picolibc 是 newlibc 的修订版，它没有成熟的 stdio lib，使用的是avrlibc 的轻量级 stdio lib，更适合低内存嵌入式设备。
• Meson 构建系统简化了针对各种目标平台和硬件 picolibc 源代码树的构建过程。
• 使用 Glibc 作为参考更新了数学测试套件
• 该库是 BSD 许可的，非 BSD 组件已从源代码树中删除
• picocrt-picolibc 启动代码，无需编写自己的代码即可初始化嵌入式系统，这可以通过在编译时使用-specs= picolibc.specs来启用
• 使用内置的线程本地存储 (TLS)，它有几个优点：源代码更简单，因为线程局部变量可以通过名称直接访问线程本地存储仅包含应用程序使用的值生成的代码更小更快

开始使用 picolibc

Picolibc 使用meson构建系统在 GCC 的 Linux 主机上为各种硬件平台编译源代码树。除了默认参数外，该库还允许构建多个属性，通过使用属性行“-D=”来启用和禁用各种功能。

即使 Picolibc 在来自 avrlibc 的小型 stdio 库上运行，用户也可以选择使用属性 (newlib-tinystdio=false) 来启用旧的 newlibc stdio 库。默认情况下，它会是 newlib-tinystdio=true，这意味着它将使用基于 avrlibc 的小型 stdio 进行编译。

在开始构建 picolibc 之前，你们记得要确保meson构建系统是构建环境的一部分，具体请参阅meson的设置说明。

作为meson标准，交叉编译构建的所有构建配置都是单独配置文件的一部分，也是源代码树的一部分。下面是各种构建环境的示例配置文件。

RISC-V 的配置文件（cross-riscv32 -unknown -elf.txt）

使用meson编译 picolibc 源代码树

源码树本身提供了用于各种架构的配置脚本，包括riscv、arm、x86等。下面是我列出的针对 arm的示例编译脚本。

一旦你们准备好meson和所需的交叉编译器 gcc lib 环境，请按照以下步骤构建具有特定目标（用于 arm）的 picolibc。我的测试构建环境是 ubuntu 18.04。

安装meson

安装交叉编译器 GCC（用于arm）

编译和构建 picolibc

成功构建后，你们可以通过在构建文件夹的“test”目录中运行 printf 和 scanf 的示例测试用例应用程序进行验证。

Picolibc 代码编译过程

Picolibc 使用GCC.spec文件来编译源代码，这会使得设置系统头文件的路径和链接器指向 Picolibc。下面是编译单个文件并生成 a.o 文件的示例：

Picocrt (picolibc.specs)—启动代码

Picocrt 是 picolib 的一部分，名为 crt0.o，在使用 -specs= picolibc.specs时默认是启用的。Picocrt 启用初始化步骤，包括如下

• 特定于架构的运行时初始化
• 数据初始化，参考负责处理数据初始化picocrt 的代码片段

• __data_start 指向 .data 段开始的 RAM 位置
• __data_source 指向存储.data 段初始化值的flash位置
• __data_size 是一个绝对符号，表示初始化数据段的大小
• BSS 初始化，参考 picocrt 的代码片段，它处理数据初始化

• __bss_start 指向 .bss 段开始的 RAM 位置
• __bss_size 是一个绝对符号，表示已清除数据段的大小
• Picolibc 中的 __libc_init_array 和 __libc_fini_array 函数在应用程序启动和关闭期间由 Picocrt 调用，具体如下所示（__libc_init_array() (AppStart) —> main() —> –libc_fini_array() (App Stop)）

小标题：参考

• Keith Packard 的发行说明：https://keithp.com/blog/
• Picolibc 源代码：https://github.com/picolibc/picolibc

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