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1、嵌入式系统基础,第九讲 嵌入式交叉编译基础,,2019/1/6,1,嵌入式交叉编译基础,交叉开发环境：宿主机调试通道目标机“在谁的上面编写运行在谁上的程序的问题”,1 嵌入式交叉编译环境简介,交叉编译就是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。 平台分别指的是主机平台Host和目标平台Target。 就我们在ARM平台上移植Linux来说，Host是一台一般的PC机，它通过串口或网络接口与Target通信； Target是arm-linux平台（这里说的arm指的是平台所使用的CPU是ARM9处理器，linux指的是运行的操作系统是Linux）。 我们在Host上开发程序，并在这个平台上运行
2、交叉编译器Cross Complier，编译我们的程序,而由Cross Complier生成的程序将在Target上运行。,1 嵌入式交叉编译环境简介,需要交叉编译的原因： 首先，在项目的起始阶段，目标平台尚未建立，因此需要做交叉编译，以生成我们所需要的Boot loader以及kernel(因为Bootloader和kernel的源码需要经过交叉编译后才可以在目标平台上运行)； 其次，当目标平台能启动之后，由于目标平台上资源的限制，当我们编译大型程序时，依然可能需要用到交叉编译。,1 嵌入式交叉编译环境简介,NFS服务可以使网络上的同为Linux或Unix系统主机共享文件系统(Net Fil
3、eSystem)。 NFS可以将远程文件系统载入在本地文件系统下。远程的硬盘、目录和光驱都可以变成本地主机目录树中的一个子目录。 载入后与处理自己的文件系统一样使用即可。不只方便，也节省了重复保存文件的空间、传输文件的时间及网络带宽。,2 NFS服务,如何进行程序调试？编译后如何，共享等等,NFS特点 NFS系统也使用C/S体系结构，就是有服务器端与客户端 服务器端提供共享的文件系统，必须把文件系统输出(export)出去 客户端则要把文件系统载入到自己的系统下 使用NFS，需要在服务器端设置输出，在客户端设置载入,2 NFS服务,NFS服务器端配置 (1)关闭防火墙 (2)配置共享目录 -客
4、户端主机IP范围 (3)主机IP (4)启动NFS服务,NFS客户端 (1)设置客户端IP地址 (2)挂载共享目录,mount -t nfs 主机ip:共享目录 挂载点,注意事项：关闭防火墙，主机与客户端在同一ip段,mount -t nfs o nolock 主机ip:/arm2410s /host,2 NFS服务,混合开发模式的必要： 由于初学者对Linux系统不是很熟悉，通常会采用Windows下强大的编辑工具，通过共享再在Linux系统下进行编译、调试等工作。 （1）VMware虚拟机设置共享 （2）SSH客户端软件 （3）Windows下的文本编辑工具,3 Windows和Linux
5、混合开发模式,（1）VMware虚拟机设置共享-1,3 Windows和Linux混合开发模式,（2）SSH客户端软件,SSH的英文全称：Secure Shell SSH把所有传输的数据进行加密，并且SSH客户端软件可将传输的数据进行压缩后再传输。 （1）PuTTY （2）Secure Shell Client,3 Windows和Linux混合开发模式,（3）Windows下的文本编辑工具, UltraEdit-32 Source Insight,3 Windows和Linux混合开发模式,gcc（GNU C Compiler） 能将C、C+语言源程序、汇编语言程序和目标程序编译、连接成可执
6、行文件。 是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，可以在多种硬体平台上编译出可执行程序，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%30%。,4 GCC编译器,gcc的执行过程 使用gcc由C语言源代码文件生成可执行文件的过程要经历四个相互关联的步骤 1、预处理(也称预编译，Preprocessing) 对头文件（include）、预编译语句（如define等）进行分析预处理器cpp 2、编译(Compilation) 将预处理后的文件转换成汇编语言,生成文件.s编译器ccl 3、汇编(Assembly) 由汇编变为目标代码(机器代码)，生成.o的文件汇编器as 4、连接(Linki
7、ng) 连接目标代码,生成可执行程序链接器ld,4 GCC编译器,四个相互关联的步骤源文件.c 1、.c源文件 2、生成.i文件 3、生成文件.s 4、生成.o的文件 5、生成可执行程序,4 GCC编译器,GNU C 的使用 基本语法 gcc options filenames 说明： 在gcc后面可以有多个编译选项，同时进行多个编译操作。 当你不用任何选项编译一个程序时，GCC将会建立(假定编译成功)一个名为a.out的可执行文件。,4 GCC编译器,gcc选项 -o选项 你能用 -o 编译选项来为将产生的可执行文件指定一个文件名来代替 a.out。 例：gcc o count count.
8、c -c选项：告诉GCC仅把源代码编译为目标代码, 而取消连接的步骤。缺省时GCC建立的目标代码文件有一个.o的扩展名。 例：gcc c test2.c -E 只运行 C 预编译器。 -S 编译选项告诉 gcc 在为 C 代码产生了汇编语言文件后停止编译。,4 GCC编译器,-include file 功能相当于在代码中使用#include 例子用法: gcc -o example example.c -include /usr/include /stdio.h -I 用来指定头文件目录. /usr/include目录一般是不用指定的,但是如果头文件不在/usr/include里我们就要用-I
9、参数指定了； 比如头文件放在/myinclude目录，那编译命令行就要加上 - Imyinclude参数了，如果不加你会得到一个“xxxx.h: No such file or directory”的错误。,4 GCC编译器,Gdb（GNU debugger）是GNU开发组织发布的一个强大的Unix/Linux下的程序调试工具。 是一个命令行的调试器，但gdb具有比很多图形化调试器更强大的功能。 可以调试各种程序，包括C,C+,JAVA,PASCAL等具有远程调试功能对嵌入式非常有用,5 Gdb调试器,Gdb主要可以完成下面任务： （1）启动程序，并可以指定某些参数控制程序的运行 （2）可让被
10、调试的程序在用户所指定的断点处停住 （3）当程序停止时，检查程序的状态 （4）动态地改变程序的参数，可以避过bug，继续查找其他的问题,5 Gdb调试器,gdb program也就是你的执行文件，一般在当前目录下,5 Gdb调试器,Gdb的命令可以使用help命令来查看，help命令只是列出gdb的命令种类。 使用help命令，显示class种类中的所有命令。 使用help命令，查看command命令的帮助。 Gdb中输入命令时，可以不用输入命令的全称，只用输入命令的前几个字符就可以。 在linux下，可以按两次TAB键来补齐命令的全称。 Gdb中运行Linux的shell程序，如shell
11、。,5 Gdb调试器,5 Gdb调试器,加载要调试的执行文件 file 加载要调试的执行程序exec。,5 Gdb调试器,查看源代码 list 显示程序第linenum行的周围的源程序 list 显示函数名为function的函数周围的源程序 list 显示当前行后面的源程序 list - 显示当前行前面的源程序 set listsize n 设置一次显示源代码的行数 show listsize 查看当前listsize的设置,5 Gdb调试器,设置断点（BreakPoint） break-进入指定函数时停住。 break-在指定行号停住,5 Gdb调试器,清除断点 delete breakp
12、oints range 删除指定的断点，breakpoints为断点号，range表示断点号的范围（如：2-4）。如果不指定断点号，则表示删除所有的断点。其简写命令为d。 比删除更好的一种方法是disable断点，disable了断点，gdb不会删除，当还需要时，enable即可，就好像回收站一样。,5 Gdb调试器,设置观察点 观察点一般用来观察某个表达式的值是否变化了。 watch 为表达式（变量）expr设置一个观察点。一旦表达式值有变化时，马上停住。 info watchpoints 列出当前设置的所有观察点,5 Gdb调试器,run (r) 从程序开始运行程序 continue (c
13、) 恢复程序运行，直到程序结束，或是下一个断点到来。 step (s) 单步执行，进入调用的函数的内部 next (n) 单步执行，不会进入调用的函数内部 finish (f) 如果已进入了某函数，而想退出该函数返回到它的调用函数中,5 Gdb调试器,练习1（1） 键入vi，编辑一个新文件exam.c。其内容如下： #include main() int a,i=0; a=0; while(i10) a=a+2; printf(“the value of a=%d n“,a); sleep(1); i=i+1; ,5 Gdb调试器,练习1（2） 保存退出exam.c 编译exam.c 。 使用
14、 gcc -o examo exam.c 使用 gcc - g -o gexam exam.c 比较gexam 与 examo的大小，因为 gexam含有调试信息，所以gexam比 examo大。 执行gexam与examo 执行examo 键入 ./examo 。这里./表示当前目录 执行gexam 键入 ./gexam。,练习1（3） 使用gdb调试程序 （1）启动gdb程序 (gdb)gdb （2）读入调试程序 (gdb)file gexam （3）列出相应于正在执行的程序的原文件内容 (gdb)list （4）在程序a=0;处设置一个断点 (gdb)break 4（注：这里4 为程序a
15、=0;所在程序的行号） （5）在程序printf(“the value of a=%d n”,a);处设置一个断点 （6）执行该程序 (gdb)run （7）查看变量a的值 (gdb)print a （8）查看变量a的类型(gdb)whatis a （9）执行下一个源程序行(gdb)next （10）从断点开始继续执行到下一个断点 (gdb)continue （11）查看变量a的值(gdb) print a ，看看a是否有变化 （12）不停地执行（gdb）continue，直到程序结束。 （13）退出gdb quit,练习2：程序功能为先显示一个字符串，再反序显示，使用GDB找出其中的错误并改
16、正 #include void my_print(char *string) printf (“The string is %sn“, string); void my_print2 (char *string) char *string2; int size, i; size = strlen (string); string2 = (char *) malloc (size + 1); for (i = 0; i size; i+) string2size - i = stringi; string2size+1 = 0; printf (“The string printed backward is %sn“, string2); ,练习2：程序功能为先显示一个字符串，再反序显示，使用GDB找出其中的错误并改正 int main() char
