将 LTO 与 arm-none-eabi 和 newlib-nano 结合使用
Using LTO with arm-none-eabi and newlib-nano
我正在为 STM32F103 开发一个裸机嵌入式项目，我正在使用 GNU ARM Embedded version 7-2017-q4-major 工具链。我目前正在通过 GNU ARM Eclipse 进行编译。
我正处于需要开始优化项目以提高速度的地步，作为第一件事，我当然尝试打开所有优化器标志。其他一切都很好，但是当我尝试使用 -flto 打开 Link 时间优化时，我在最后一步出现链接器错误：
Invoking: Cross ARM C++ Linker
arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m3 -mthumb -O3 -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -flto -Wall -Wextra -g3 -T mem.ld -T libs.ld -T sections.ld -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -L"../ldscripts" -Wl,-Map,"Project.map" -Xlinker --cref --specs=nano.specs -o "Project.elf" ./tiny-mt/tinymt/tinymt32.o ... .o
/Users/me/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/7.2.1/../../../../arm-none-eabi/lib/thumb/v7-m/libg_nano.a(lib_a-fstatr.o): In function `_fstat_r':
fstatr.c:(.text._fstat_r+0xe): undefined reference to `_fstat'
/Users/me/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/7.2.1/../../../../arm-none-eabi/lib/thumb/v7-m/libg_nano.a(lib_a-isattyr.o): In function `_isatty_r':
isattyr.c:(.text._isatty_r+0xc): undefined reference to `_isatty'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Project.elf] Error 1
这显然是因为 newlib-nano 没有使用 LTO 编译？
那么我该如何让它发挥作用呢？我想我可以尝试 compiling newlib-nano myself 并添加必要的标志（并更改工具以使用 -gcc-ar 等），但我 imagine/hope 有人已经这样做了吗？我的 google-fu 不足以找到有用的东西。
nosys.specs specifyes to link -lnosys with should provide stub implementations for _fstat 和 _isatty 以及其他 standard/posix 函数。
来自 gcc manual link options:
-llibrary
Search the library named library when linking. ...
It makes a difference where in the command you write this option; the linker searches and processes libraries and object files in the order they are specified. Thus, ‘foo.o -lz bar.o’ searches library ‘z’ after file foo.o but before bar.o. If bar.o refers to functions in ‘z’, those functions may not be loaded.
因此，如果您将 --specs=nano.specs 移动到 link 命令的末尾，您的来源将 link 与 -lnosys 并正确使用 _isatty 和 _fstat 来自 libnosys 库的实现。像这样：
arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m3 -mthumb -O3 -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -flto -Wall -Wextra -g3 -T mem.ld -T libs.ld -T sections.ld -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -L"../ldscripts" -Wl,-Map,"Project.map" -Xlinker --cref -o "Project.elf" ./tiny-mt/tinymt/tinymt32.o ... .o --specs=nano.specs
我可以猜测没有 LTO 编译的 newlib-nano 与它无关。我将多个项目与 LTO 和 newlib-nano 一起使用，它们工作得非常完美。通常 LTO 工作得很好，删除了抽象函数层，可预测，优化非常好，但我只有 2 年的使用经验。如果我真的需要速度（并且可以忍受非标准行为），我会使用 -Ofast -flto -fno-fat-lto-objects。
我正在为 STM32F103 开发一个裸机嵌入式项目，我正在使用 GNU ARM Embedded version 7-2017-q4-major 工具链。我目前正在通过 GNU ARM Eclipse 进行编译。
我正处于需要开始优化项目以提高速度的地步，作为第一件事，我当然尝试打开所有优化器标志。其他一切都很好，但是当我尝试使用 -flto 打开 Link 时间优化时，我在最后一步出现链接器错误：
Invoking: Cross ARM C++ Linker
arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m3 -mthumb -O3 -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -flto -Wall -Wextra -g3 -T mem.ld -T libs.ld -T sections.ld -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -L"../ldscripts" -Wl,-Map,"Project.map" -Xlinker --cref --specs=nano.specs -o "Project.elf" ./tiny-mt/tinymt/tinymt32.o ... .o
/Users/me/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/7.2.1/../../../../arm-none-eabi/lib/thumb/v7-m/libg_nano.a(lib_a-fstatr.o): In function `_fstat_r':
fstatr.c:(.text._fstat_r+0xe): undefined reference to `_fstat'
/Users/me/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major/bin/../lib/gcc/arm-none-eabi/7.2.1/../../../../arm-none-eabi/lib/thumb/v7-m/libg_nano.a(lib_a-isattyr.o): In function `_isatty_r':
isattyr.c:(.text._isatty_r+0xc): undefined reference to `_isatty'
collect2: error: ld returned 1 exit status
make: *** [Project.elf] Error 1
这显然是因为 newlib-nano 没有使用 LTO 编译？
那么我该如何让它发挥作用呢？我想我可以尝试 compiling newlib-nano myself 并添加必要的标志（并更改工具以使用 -gcc-ar 等），但我 imagine/hope 有人已经这样做了吗？我的 google-fu 不足以找到有用的东西。
nosys.specs specifyes to link -lnosys with should provide stub implementations for _fstat 和 _isatty 以及其他 standard/posix 函数。
来自 gcc manual link options:
-llibrary
Search the library named library when linking. ...
It makes a difference where in the command you write this option; the linker searches and processes libraries and object files in the order they are specified. Thus, ‘foo.o -lz bar.o’ searches library ‘z’ after file foo.o but before bar.o. If bar.o refers to functions in ‘z’, those functions may not be loaded.
因此，如果您将 --specs=nano.specs 移动到 link 命令的末尾，您的来源将 link 与 -lnosys 并正确使用 _isatty 和 _fstat 来自 libnosys 库的实现。像这样：
arm-none-eabi-g++ -mcpu=cortex-m3 -mthumb -O3 -fmessage-length=0 -fsigned-char -ffunction-sections -fdata-sections -flto -Wall -Wextra -g3 -T mem.ld -T libs.ld -T sections.ld -nostartfiles -Xlinker --gc-sections -L"../ldscripts" -Wl,-Map,"Project.map" -Xlinker --cref -o "Project.elf" ./tiny-mt/tinymt/tinymt32.o ... .o --specs=nano.specs
我可以猜测没有 LTO 编译的 newlib-nano 与它无关。我将多个项目与 LTO 和 newlib-nano 一起使用，它们工作得非常完美。通常 LTO 工作得很好，删除了抽象函数层，可预测，优化非常好，但我只有 2 年的使用经验。如果我真的需要速度（并且可以忍受非标准行为），我会使用 -Ofast -flto -fno-fat-lto-objects。