移植libffi到SylixOS

1. 開發環境
宿主機：Windows 7
集成開發環境：Real-Evo IDE 3.2.5
虛擬機：Ubuntu 14.04

本篇僅介紹libffi庫的移植過程，包括資源的獲取，工程文件的修改以及編譯出錯處理。移植后的libffi支持ARM、MIPS、PowerPC和x86平臺，本文檔以x86平臺為例進行移植，在完成本文檔的操作步驟后，只需要修改libffi工程所依賴的base工程，然后重新編譯上傳，即可在所支持的平臺上使用libffi庫。

2. libffi簡介

“FFI” 的全名是 Foreign Function Interface，通常指的是允許以一種語言編寫的代碼調用另一種語言的代碼。而 “libffi” 庫只提供了最底層的、與架構相關的、完整的“FFI”，因此在它之上必須有一層來負責管理兩種語言之間參數的格式轉換。
高級語言編譯器產生代碼時都會依據一系列的規則，這些規則十分必要，特別是對獨立編譯來說。其中之一是“調用約定” （Calling Convention），它包含了編譯器關于函數入口處的函數參數、函數返回值的一系列假設。它有時也被稱作“ABI”（Application Binary Interface）。調用約定（Calling Conventions）定義了程序中調用函數的方式，它決定了在函數調用的時候數據（比如說參數）在堆棧中的組織方式。
通常來說函數調用要用到的兩條基本的指令：“CALL”指令和“RET”指令。“CALL”指令將當前的指令指針（這個指針指向緊接在CALL指令后面的那條指令）壓入堆棧，然后執行一條無條件轉移指令轉移到新的代碼地址。“RET”是與“CALL”指令配合使用的指令，在絕大多數函數中它是最后一條指令。“RET”指令彈出返回地址（就是“CALL”指令壓入堆棧的地址）并將其加載到“EIP”寄存器中，然后從這個地址開始繼續執行。
3. 資源獲取
3.1 libffi源碼獲取
一般的，可以通過官方網站獲取要移植的第三方件的資源。libffi最新版本的下載地址為https://github.com/libffi/libffi。
本篇中使用的libffi版本為libffi-2.99.9，下載后解壓文件如圖 3-1所示。

圖 3-1 libffi解壓后部分文件
其中src目錄下主要包含要編譯的源文件以及支持的平臺文件。configure是配置文件，在Linux平臺下運行該文件可生成Makefile文件，執行make命令即可生成最終的庫文件。
libffi支持的平臺可見src目錄下包含的平臺相關目錄，支持平臺如圖 3-2所示。

圖 3-2 libffi支持的平臺
移植到SylixOS后的libffi支持的平臺有ARM、MIPS、POWERPC和x86。
對于新版本的libffi，目錄結構有所不同，配置方法也有差異，在移植時需要結合具體libffi版本進行配置。
4. Linux平臺下配置
4.1 配置
編譯過程中使用的Linux環境為Ubuntu發行版。將下載的壓縮包文件拷貝到Ubuntu環境中并解壓。由于下載的庫文件已經包含了configure配置文件，因此需要執行該命令生成makefile文件，操作如圖 4-1所示。

圖 4-1執行配置文件
生成makefile文件如圖 4-2所示。

圖 4-2生成makefile文件
由于只是為了配置libffi庫，在執行完configure腳本后即完成了libffi的配置，然后保存libffi文件夾以便移植。
5. 新建libffi庫工程
5.1 導入libffi源碼
在Real-Evo IDE中創建libffi共享庫工程，刪去libffi工程中src目錄下的文件libffi.c，并導入libffi源碼文件。導入后的工程文件如圖 5-1所示。

圖 5-1 導入libffi源碼文件到libffi庫工程
5.2 修改makefile
修改libffi工程屬性為專家模式，操作如圖 5-2所示。

圖 5-2修改工程屬性為專家模式
修改libffi.mk文件，加入進行編譯的源碼文件，修改內容如圖 5-3所示。

圖 5-3 修改libffi.mk添加源文件
修改libffi.mk文件，加入頭文件路徑，修改內容如圖 5-4所示。

圖 5-4 修改libffi.mk添加頭文件路徑
其中PLATFORM定義在Makefile文件中，PLATFORM支持的平臺如圖 5-5所示。

圖 5-5 PLATFORM支持的平臺
其中TOOLCHAIN_PREFIX是和所依賴的base工程相關的。在指定好所依賴的base工程之后，TOOLCHAIN_PREFIX的取值就已經確定。
5.3 編譯libffi工程
保存修改并編譯，出現如圖 5-6所示錯誤。

圖 5-6 編譯報錯
打開ffitarget.h后可看到其內容是亂碼，所以導致出錯，刪除掉該頭文件之后重新編譯，即可編譯通過。
為了支持PowerPC平臺，需要在libffi/src/libffi/include/ffi.h文件中添加內容如圖 5-7所示。

圖 5-7 增加POWERPC宏
為了支持MIPS平臺，需要在libffi/src/libffi/src/mips/ffi.c文件中做接口替換，原調用接口為：

__builtin__clear_cache(clear_location, clear_location + FFI_TRAMPOLINE_SIZE);

替換為：

__clear_cache(clear_location, clear_location + FFI_TRAMPOLINE_SIZE);

再次編譯，即可生成libffi庫文件，生成庫文件位于Debug目錄下。如圖 5-8所示。

圖 5-8 編譯生成libnopoll庫文件
打開x86虛擬機，并配置好libffi工程的設備IP為x86虛擬機的IP，即可將生成的庫文件導入到x86虛擬機中。至此，則完成了libffi的編譯及上傳。剩下的工作則是通過測試用例測試移植后的libffi庫是否能夠正常運行。