第 7 章嵌入式 Linux 开发环境

第7章嵌入式Linux开发环境

第7章嵌入式Linux开发环境 • 7.1 GNU Tools • 7.2 项目管理 • 7.3 调试器

7.1 GNU Tools • GNU Tools综述 • GCC 编译与链接 • GCC 工具介绍 • C语言库 • ELF文件格式

GNU Tools综述 GNU Tools是Linux环境下的开发工具，用于代码的生成。GNU Tools的重要组成部分是GCC。GCC 是GNU Compiler Collection 的缩写，是一个非常优秀的跨平台编译器集合，支持x86、ARM、MIPS 和PowerPC 等多种目标平台，支持C、C++、Java、ADA、Fortran 和Pascal 等多种高级语言。

GNU Tools综述

GNU Tools综述 GNU Tools是Linux环境下的开发工具，用于代码的生成。GNU Tools的重要组成部分是GCC。GCC 是GNU Compiler Collection 的缩写，是一个非常优秀的跨平台编译器集合，支持x86、ARM、MIPS 和PowerPC 等多种目标平台，支持C、C++、Java、ADA、Fortran 和Pascal 等多种高级语言。

GNU Tools综述 • 预处理 • 编译 • 汇编 • 链接

GCC 编译与链接 /* hello.c */ #include <stdio.h> int main(void) { printf ("Hello world!\n" ); return 0; } 分布完成：一步完成：预处理 # gcc -E hello.c -o hello.i 编译和汇编 # gcc -c hello.i -o hello.o 链接 # gcc hello.o -o hello # gcc hello.c -o hello # ./hello Hello world!

GCC 编译与链接 源程序： foo1.c foo2.c 一步完成： # gcc foo1.c foo2.c -o foo 多步完成： # gcc -c foo1.c -o foo1.o # gcc -c foo2.c -o foo2.o # gcc foo1.o foo2.o -o foo

归档工具ar ar 工具用于建立、修改、提取归档文件（archive）。一个归档文件是包含多个文件的单个文件(也可以把它认为是一个库文件)，其结构保证了可以从中检索并得到原始的被包含文件（称做此归档文件的成员）。被包含的原始文件的内容、模式（权限）、时间戳、所有者和组等属性都保存在归档文件中，并且可在提取后，恢复原始文件的相关属性。 ar [-] p[ mod [ relpos]] archive [ member ...]

目标文件复制工具objcopy objcopy工具用来把某种格式的目标文件内容进行转换，并输出为另一种格式的目标文件。objcopy使用GNU BFD库读写目标文件，通过这个BFD库，objcopy能够以一种不同于源目标文件的格式来生成目标文件。 objcopy [ -F bfdname | --target= bfdname ][ -I bfdname | --input-target=bfdname ] [ -O bfdname | --output-target= bfdname ][ -S | --strip-all ] [ -g | --strip-debug ] [ -K symbolname | --keep-symbol= symbolname ][ -N symbolname | --strip-symbol= symbolname ] [ -L symbolname | --localize-symbol= symbolname ][ -W symbolname | --weaken-symbol= symbolname ] [ -x | --discard-all ] [ -X | --discard-locals ][ -b byte | --byte= byte ] [ -i interleave | --interleave= interleave ][ -R sectionname | --remove-section= sectionname ] [ -p | --preserve-dates ] [ --debugging ][ --gap-fill= val ] [ --pad-to= address ] [ --set-start= val ] [ --adjust-start= incr ][ --change-address= incr ] [ --change-section-address= section{=,+,-} val ][ --change-warnings ] [ --no-change-warnings ] [ --set-section-flags= section= flags ][ --add-section= sectionname= filename ] [ --change-leading char ] [--remove-leading-char ][ --weaken ] [ -v | --verbose ] [ -V | --version ] [ --help ]input-file [ outfile]

目标文件信息工具objdump objdump 工具用于显示一个或多个目标文件的信息。由其选项来控制显示哪些特定的信息。 objdump [ -a | --archive-headers ] [ -b bfdname | --target= bfdname ] [ --debugging ] [ -C | --demangle ] [ -d | --disassemble ][ -D | --disassemble-all ] [ --disassemble-zeroes ] [ -EB | -EL | --endian={big | little } ][ -f | --file-headers ] [ -h | --section-headers | --headers ] [ -i | --info ][ -j section | --section= section ] [ -l | --line-numbers ] [ -S | --source ][ -m machine | --architecture= machine ] [ -p | --private-headers][ -r | --reloc ] [ -R | --dynamic-reloc ] [ -s | --full-contents ] [ --stabs ][ -t | --syms ] [ -T | --dynamic-syms ] [ -x | --all-headers ] [ -w | --wide ] [ --start-address= address ] [ --stop-address= address ] [ --prefix-addresses] [ --[no]show-raw-insn ] [ --adjust-vma= offset ] [ --version ] [ --help ] [ object-file...]

C语言库 在嵌入式程序的C语言程序的开发中，C语言库是应用程序所依赖的基础。在C语言库中，提供一些C语言中程序运行的基础，包括标准的库函数，如：printf、malloc、字符串处理等基本函数操作。

ELF文件格式 • ELF（Executable and Linking Format，可执行链接格式）是UNIX系统实验室（USL）作为应用程序二进制接口（Application Binary Interface，ABI）而开发和发布的。工具接口标准委员会(TIS)选择了正在发展中的ELF标准作为工作在32位INTEL体系上不同操作系统之间可移植的二进制文件格式。 • ELF文件格式包括三种主要的类型： • 可执行文件 • 可重定向文件（*.o） • 共享库（*.so）

ELF文件格式 ELF文件从链接器（linker）的角度看，是一些节（sections）的集合；从程序装载器（loader）的角度看，它是一些段（segments）的集合。 ELF格式的程序和共享库具有相同的结构，只是段的集合和节的集合上有些不同。

7.2项目管理 • 工程管理工具Make与Makefile • 版本控制

工程管理工具Make与Makefile /* main.c */ #include "hello.h" int main (int argc,char* argv[]) { hello(argc,argv); return 0; } /* hello.c */ #include <stdio.h> int hello(int argc,char* argv[]) { int i; printf ("Hello world!\n"); for(i = 0;i < argc; i++) printf("argv[%d] = %s\n",i,argv[i]); return 0; } /* hello.h */ int hello(int argc,char* argv[]);

工程管理工具Make与Makefile # Makefile CC := gcc HEAD := hello.h SRC := hello.c main.c OBJS := hello.o main.o TT := hello INC = . CFLAGS = -pipe -w -I$(INC) LDFLAGS = -Wall all:$(TT) $(TT):$(OBJS) $(CC) $(LDFLAGS) $(OBJS) -o $@ %.o:%c $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@ clean: rm -f *.o $(TT)

工程管理工具Make与Makefile # make gcc -pipe -w -I. -c -o hello.o hello.c gcc -pipe -w -I. -c -o main.o main.c gcc -Wall hello.o main.o -o hello # make clean rm -f *.o hello

版本控制 CVS是一种广泛应用的、开源的、透明于网络、程序代码版本的分合控制。明于网络的版本控制系统。CVS支持程序代码版本的储存与维护、程序代码版本的追踪回溯、支持多人合作开发项目等。不过这个广为使用的版本控制工具还有不少问题，包括中文支持和二进制文件的处理都有或多或少的问题。SVN的出现改变了这一现状。 SVN保留大多数CVS 特性,而且进一步支持更多的特性，包括版本化管理目录、重命名和文件meta-data、提交是真实的原子操作、可以通过WebDAV/DeltaV协议进行访问、可以选择独立服务器模式、分支和标签是代价低廉（固定不变的）的操作、高效处理二进制文件等。

7.3 调试器 • GDB调试基础 • 远程GDB调试

GDB调试基础 GDB是一个强大的命令行调试工具。命令行的强大就是在于其可以形成执行序列，形成脚本。UNIX下的软件全是命令行的，这给程序开发提代供了极大的便利，命令行软件的优势在于，它们可以非常容易的集成在一起，使用几个简单的已有工具的命令，就可以做出一个非常强大的功能。调试方法： # gdb hello 使用gdb启动被调试的程序。

GDB调试基础 GDB调试主要使用的语法为： break 在程序中设置端点 clear 清除所有的已定义的停止点。 info 显示相关的信息，如地址、寄存器、栈信息、输入参数等 next 执行下一行，但是不进入函数，相当于step over step 执行下一行，进入函数，相当于step in run 执行当前调试的程序，可以加参数 quit 退出GDB

远程GDB调试 在远程GDB调试的中，调试器是运行在主机的应用程序，被调试的程序是运行在target上。使用插桩(stub)在目标操作系统和调试器内分别加入某些功能模块，二者互通信息来进行调试。调试器与被调程序的通信：GDB和调试stub通过GDB串行协议进行通信。指定通信端口（串口、并口和网卡）遵循远程调试协议进行通信。GDB串行协议是一种基于消息的ASCII码协议，包含了诸如读写内存、查询寄存器、运行程序等命令。

课程结束

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