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Keil MDK中禁用半主机（No Semihosting）

news 来源：原创 2025/5/2 0:21:35

在 ARM 编译器（如 Keil MDK） 中禁用半主机（Semihosting）并实现标准库的基本功能，需要以下步骤：

1. 禁用半主机

#pragma import(__use_no_semihosting)  // 禁用半主机模式

作用：防止标准库函数（如 printf、scanf）依赖调试器进行 I/O 操作。
后果：必须手动实现底层函数（如 _sys_exit、fputc），否则会链接失败。

2. 定义简化 `FILE` 结构体

struct __FILE {int handle;  // 占位符，无实际用途（可简化）
};
FILE __stdout, __stdin;  // 标准输入/输出流

说明：
- 标准库需要 FILE 结构体，但禁用半主机后无需复杂实现，仅需满足编译要求。
- 如果不需要文件操作，可直接定义为空结构体：
```
struct __FILE { int dummy; };
```

3. 必须实现的系统函数

(1) 程序退出处理 `_sys_exit`

#include "stm32f10x.h"  // 假设使用 STM32void _sys_exit(int x) {// NVIC_SystemReset();  // 硬件复位（推荐）// 或 while(1);      // 简单死循环
}

作用：覆盖库的默认退出函数，避免链接错误。
注意：
- 如果调用 exit() 或程序结束，会执行此函数。

(2) 输出重定向 `fputc`（支持 `printf`）

int fputc(int ch, FILE *f) {USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);  // 发送到 USART1while (!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE));  // 等待发送完成return ch;
}

关键点：
- printf 依赖此函数输出字符。
- 需提前初始化 USART（波特率、引脚等）。

(3) 输入重定向 `fgetc`（支持 `scanf`）

int fgetc(FILE *f) {while (!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE));  // 等待接收数据return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}

关键点：
- scanf 依赖此函数读取字符。
- 检查 USART_FLAG_RXNE（接收标志），而非 TC（发送完成）。

4. 完整示例代码

#pragma import(__use_no_semihosting)#include <stdio.h>
#include "stm32f10x.h"  // STM32 头文件// 简化 FILE 结构体
struct __FILE { int dummy; };
FILE __stdout, __stdin;// 系统函数
void _sys_exit(int x) { NVIC_SystemReset(); //也可以为空 }// 输出重定向（printf）
int fputc(int ch, FILE *f) {USART_SendData(USART1, (uint8_t)ch);while (!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE));return ch;
}// 输入重定向（scanf）
int fgetc(FILE *f) {while (!USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_RXNE));return (int)USART_ReceiveData(USART1);
}int main() {// 初始化 USART1（需自行实现）USART_InitTypeDef USART_InitStruct = { ... };USART_Init(USART1, &USART_InitStruct);USART_Cmd(USART1, ENABLE);printf("Hello, No-Semihosting!\n");  // 通过 USART1 输出int num;scanf("%d", &num);                  // 从 USART1 读取输入return 0;
}

5. 关键注意事项

功能	实现要求
禁用半主机	`#pragma import(__use_no_semihosting)`
FILE 结构体	定义 `struct __FILE` 和 `__stdout`/`__stdin`（可简化）
`_sys_exit`	必须实现，建议硬件复位（`NVIC_SystemReset()`）或死循环（`while(1)`）
`fputc`	重定向 `printf` 到硬件（如 UART）
`fgetc`	重定向 `scanf` 从硬件读取（需检查 `USART_FLAG_RXNE`）
硬件初始化	确保 USART/UART 已正确配置（波特率、引脚模式等）