分享一个支持 "死代码消除" 的 SDCC 工具链

numy***

背景

前些日子在 github 闲逛时发现了一个 sdcc+binutils 的工具链，这个工具链很有意思，它使用 sdcc 作为前端将 .c 转换为优化后的 .asm

然后使用 binutils 中的 gas 将 .asm 编译成 .o 文件，最后使用 ld 链接为 elf, 然后使用 objcopy 生成 hex

我突然意识到，这个组合可以完美解决 sdcc 一直以来不支持的 “死代码消除”功能。

何为 “死代码消除”？ SDCC 的链接器无法删除掉不使用的函数，比如你有一个 foo.c 文件，里面有 100 个函数，即使你的程序只使用了其中的1个，SDCC 在链接时也会将

剩下的 99 的不使用的函数也链接到最终的 hex 文件中，这样生成的代码尺寸就会很大。

而 binutils 中的 gas 支持 .section 伪指令（这样可以为每一个函数生成一个 .section），ld 是支持 --gc-sections 命令的，这个参数可以用来移除 .o 中未被使用的函数。于是乎开始折腾。。。

折腾过程

当时我浏览的源码仓库是这个：https://github.com/volumit/sdcc_aurix_scr_42

这个仓库包含了一个经过修改的 sdcc 和 binutils 并且提供了编译好的二进制

但是我尝试了一下下载下来的二进制好像用不了，然后我自行编译，也编译失败。而且我检查了一下它使用的是 sdcc 4.2.0 + binutils 2.2 这是很老的版本

竟然这么多坑？想了想还是自己再移植一遍，于是乎开干，经过2个星期的折腾，终于搞定，而且我编译了可用了二进制版本

源码基于 SDCC 4.5.0 最新 + binutils 2.38 最新 版修改

最终的源码仓库：github0null/sdcc-binutils-mcs51: use sdcc+as+ld to build your mcs51 project

可用的二进制：Release sdcc-with-binutils v0.2.1 · github0null/sdcc-binutils-mcs51

效果

使用原版的 SDCC 和 改进后的 SDCC 版本编译 10 个文件，主函数为：

#include "config.h"
#include "delay.h"
#include "soft_uart.h"

#define LED_Toggle() P34 = !P34

void main(void)
{
    while (1)
    {
        LOG("Hello, STC15F104W !");
        LED_Toggle();
        delay_ms(200);
    }
}

代码大小如下：

可以看到效果达到预期，而且由于它使用了 ld 因此生成的 .map 文件更容易阅读，这比 SDCC 的 linker 生成的 map 清晰多了

测试套件也全部通过了，证明应该没什么大问题，应该可以正常使用

用法

1.使用Makefile

基本用法跟 sdcc 差不多，这里有一个示例的 Makefile 片段

需要注意的是 --stack-auto --nooverlay 这两个选项是必选的，而且现在仅支持 --small 和 large model

main.hex: main.o delay.o foo.o
  @echo "link $@"
  $(CC) -mmcs51 --model-small --stack-auto --nooverlay --out-fmt-ihx -Wl,--print-memory-usage -o $@ $^

%.o: %.c | Makefile
  @echo "CC $<"
  @$(CC) -c -mmcs51 --model-small --stack-auto --nooverlay -o $@ $<

2.使用VSCode插件

使用最新的 EIDE 插件可以无缝切换到该工具链

此处还提供了一个项目模板以便快速启动一个 STC8 项目

EIDE Project Templates

与原版SDCC不兼容的地方

由于链接器的不同，因此某些功能可能与 sdcc 不太一样

• 不支持 overlay：所有的局部变量保存到栈，因此必须启用 --stack-auto --nooverlay 参数，否则将编译失败
• 不支持 medium, huge 模型：目前仅支持 small 和 large 模型
• 不支持大于 64K 的地址：不支持引用大于的 0xFFFF 的地址，因此也不支持 SFR32
• 不支持 xstack: 栈只能位于 iram 中
• 绝对地址定位：不能使用 __at(xxx) 对 data idata xdata code 进行绝对地址定位，SFR寄存器除外，因为 ld 使用 linker script 进行地址分配。要使用该功能参考下面的 使用方法 小节，或者使用 -Wl,--defsym= 直接定义符号绝对位置
• 栈空间使用：由于不支持 overlay 功能，因此所有的局部变量和函数参数存储于栈中，这对于 mcs51 是一个挑战，因为即使使用 large 模型，stack 最大剩余大小为 256 - 32 = 224 bytes，因此对于函数调用，不要使用太多的函数参数和嵌套调用，这会加速栈的溢出。

men***

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