嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)-嵌入式Linux交叉編譯環(huán)境的進(jìn)一步搭建

嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)----嵌入式Linux交叉開發(fā)環(huán)境的進(jìn)一步搭建主講：1.關(guān)于交叉編譯嵌入式軟件的開發(fā)離不開交叉編譯，交叉編譯是指：在一種平臺(tái)上編譯出能在另一種平臺(tái)（體系結(jié)構(gòu)不同）上運(yùn)行的程序。在PC平臺(tái)(X86CPU)上編譯出能運(yùn)行在arm平臺(tái)上的程序，編譯得到的程序在X86CPU平臺(tái)上是不能運(yùn)行的，必須放到arm平臺(tái)上才能運(yùn)行。需要交叉開發(fā)環(huán)境（CrossDevelopmentEnvironment）的支持是嵌入式應(yīng)用軟件開發(fā)時(shí)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。關(guān)于交叉編譯為了不跟本地編譯器混淆，交叉編譯器的名字一般都有前綴。例如：arm-linux-gcc

；交叉編譯器只是交叉開發(fā)環(huán)境的一部分。交叉開發(fā)環(huán)境是指編譯、鏈接和調(diào)試嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境，它與運(yùn)行嵌入式應(yīng)用軟件的環(huán)境有所不同，通常采用宿主機(jī)－目標(biāo)機(jī)模式。宿主機(jī)--目標(biāo)機(jī)模式宿主機(jī)－目標(biāo)機(jī)模式宿主機(jī)（Host）是一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，它通過串口或者以太網(wǎng)接口與目標(biāo)機(jī)通信。宿主機(jī)的軟硬件資源比較豐富，能夠大大提高嵌入式應(yīng)用軟件的開發(fā)速度和效率。目標(biāo)機(jī)（Target），應(yīng)用程序?qū)嶋H運(yùn)行的平臺(tái)，或者是能夠替代實(shí)際運(yùn)行環(huán)境的仿真系統(tǒng)。軟硬件資源通常都比較有限。宿主機(jī)－目標(biāo)機(jī)模式A.首先利用宿主機(jī)上豐富的資源和良好的開發(fā)環(huán)境開發(fā)和仿真調(diào)試目標(biāo)機(jī)上的軟件；B.然后通過串口或者網(wǎng)絡(luò)將交叉編譯生成的目標(biāo)代碼傳輸并裝載到目標(biāo)機(jī)上，并在監(jiān)控程序或者操作系統(tǒng)的支持下利用交叉調(diào)試器進(jìn)行分析和調(diào)試；C.最后目標(biāo)機(jī)在特定環(huán)境下脫離宿主機(jī)單獨(dú)運(yùn)行。D.開放的交叉開發(fā)環(huán)境的典型代表是GNU工具鏈，目前已經(jīng)能夠支持x86、ARM、MIPS、PowerPC等多種處理器。2.GNU交叉工具鏈

交叉編譯器和交叉鏈接器是能夠在宿主機(jī)上運(yùn)行，并且能夠生成在目標(biāo)機(jī)上直接運(yùn)行的二進(jìn)制代碼的編譯器和鏈接器；linux

軟件的開發(fā)離不開GUN工具鏈，這是因?yàn)閘inux

一開始就使用GNU工具鏈，包括：交叉編譯器，例如arm-linux-gcc交叉匯編器，例如arm-linux-as交叉鏈接器，例如arm-linux-ld2.1交叉工具鏈cross-4.1.2.tar.bz2包的安裝

將交叉工具鏈源碼包

cross-4.1.2.tar.bz2復(fù)制到共享目錄下，（這個(gè)共享目錄，在windows下是d:\mark。在Linux下是/mnt/hgfs/mark。)，創(chuàng)建虛擬機(jī)Linux中的/usr/local/目錄下的arm目錄。首先查看確認(rèn)共享目錄下存在此源碼包。

#ls

/mnt/hgfs/mark#mkdir/usr/local/arm#cp/mnt/hgfs/mark/cross-4.1.2.tar.bz2/usr/local/arm2.1交叉工具鏈cross-4.1.2.tar.bz2包的安裝#cd

/usr/local/arm（進(jìn)入arm工作目錄）#tarjxvfcross-4.1.2.tar.bz2（解壓）#mvarm920t4.1.2（重命名目錄）2.1交叉工具鏈cross-4.1.2.tar.bz2包的安裝添加環(huán)境變量。#gedit/etc/bashrc

（打開設(shè)置環(huán)境變量文件）在/etc/bashrc

文件最后添加：exportPATH=/usr/local/arm/4.1.2/bin:$PATH存盤退出。交叉工具鏈安裝完成。思考：為什么要設(shè)置環(huán)境變量？3.遠(yuǎn)程訪問目標(biāo)板

當(dāng)開發(fā)平臺(tái)的

linux

系統(tǒng)運(yùn)行起來之后，如何觀察應(yīng)用程序在目標(biāo)板的運(yùn)行情況，即查看程序的輸出信息呢？可以在開發(fā)平臺(tái)上掛載PC機(jī)上的NFS共享來實(shí)現(xiàn)開發(fā)平臺(tái)與PC機(jī)的文件共享。3.遠(yuǎn)程訪問目標(biāo)板但是在我們目前實(shí)際教學(xué)條件下難以滿足，替代的手段如下：采用U盤掛載的方法，在host主機(jī)和ARM開發(fā)板之間共享和交換文件。采用超級(jí)終端、minicom

等串口工具進(jìn)行文件下載和運(yùn)行結(jié)果監(jiān)視。4

交叉調(diào)試器嵌入式軟件開發(fā)過程中的交叉調(diào)試與本地軟件開發(fā)過程中的調(diào)試方式有所差別。本地軟件開發(fā):調(diào)試器與被調(diào)試的程序往往運(yùn)行在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。調(diào)試器是一個(gè)單獨(dú)運(yùn)行著的進(jìn)程，它通過操作系統(tǒng)提供的調(diào)試接口來控制被調(diào)試的進(jìn)程。4

交叉調(diào)試器嵌入式軟件開發(fā):調(diào)試時(shí)采用的是在宿主機(jī)和目標(biāo)機(jī)之間進(jìn)行的交叉調(diào)試。調(diào)試器運(yùn)行在宿主機(jī)，但被調(diào)試的進(jìn)程卻是運(yùn)行在目標(biāo)板。調(diào)試器和被調(diào)試進(jìn)程通過串口或者網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，調(diào)試器可以控制、訪問被調(diào)試進(jìn)程，讀取被調(diào)試進(jìn)程的當(dāng)前狀態(tài)，并能夠改變被調(diào)試進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)。交叉調(diào)試器的結(jié)構(gòu)如下：4.1GUN交叉調(diào)試器的安裝交叉調(diào)試器的源碼包可以從GNU的官方網(wǎng)站上下載：/gnu/gdb/gdb-6.5.tar.gz我們這里已經(jīng)備好了，壓縮包放在教師機(jī)d:\mark1下。（\\00）編譯安裝步驟如下：1.首先將交叉調(diào)試壓縮包放在winxp和Linux的共享目錄下，在winxp為d:\mark。在Linux為/mnt/hgfs/mark。在自己的個(gè)人目錄/home/student下，新建一個(gè)目錄：“build-arm-linux”#mkdir/home/studen/build-arm-linux編譯安裝步驟如下：將壓縮包拷貝到該目錄下：#cp/mnt/hgfs/mark/gdb-6.5.tar.bz2/home/student/build-arm-linux進(jìn)入該目錄：#cd/home/studen/build-arm-linux編譯安裝步驟如下：2.解壓該壓縮包：（可以首先查看一下，當(dāng)前路徑下是否有該壓縮包。）#tarjxfgdb-6.5.tar.bz2此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)文件夾：gdb-6.5，查看并進(jìn)入：#cdgdb-6.5編譯安裝步驟如下：3.設(shè)置配置文件configure。#./configure--target=arm-linux--prefix=/usr/local/arm/4.1.2/假如配置正常完成，最后一行信息是“creatingmakefile”編譯安裝步驟如下：4.編譯鏈接。#make（編譯）之后會(huì)有一個(gè)較長的過程。出現(xiàn)警告可以忽略，出現(xiàn)錯(cuò)誤信息，則是編譯沒有通過。#makeinstall（安裝）編譯安裝步驟如下：隨后在/usr/local/arm/4.1.2/bin/目錄下生成arm-linux-gdb

工具?？梢圆榭矗?ls/usr/local/arm/4.1.2/bin/編譯安裝步驟如下：5.編譯生成針對arm處理器的gdbserver

進(jìn)入gdb

源代碼包中的gdbserver目錄#cdgdb-6.5#cd

gdb/gdbserver編譯安裝步驟如下：配置生成gdbserver:#chmod

u+xconfigure#CC=arm-linux-gcc#./configure--host=arm-linux#make編譯安裝步驟如下：在一段信息之后，生成了gdbserver、gdbreplay。在設(shè)置了NFS的環(huán)境下，可以通過NFS將上述兩個(gè)文件，下載到目標(biāo)板上。但在沒有NFS的環(huán)境時(shí)，我們使用U盤將上述兩個(gè)文件拷貝后掛載到目標(biāo)板（實(shí)驗(yàn)箱）上?；蛘呤褂贸?jí)終端下載這兩個(gè)文件。設(shè)置和進(jìn)入超級(jí)終端超級(jí)終端是windows自帶的一個(gè)串口調(diào)試工具，其使用較為簡單，被廣泛使用在串口設(shè)備的初級(jí)調(diào)試上。下面介紹一下一般使用的步驟:設(shè)置和進(jìn)入超級(jí)終端將PC機(jī)與ARM試驗(yàn)箱的串口、USB口連接好，接通試驗(yàn)箱電源。windows操作系統(tǒng)下，“開始菜單”—“程序”—“附件”—“通訊”—“超級(jí)終端”見下圖。在“名稱”中輸入“2440”，（這個(gè)是根據(jù)個(gè)人隨意輸入）。選擇串口為com1，根據(jù)需要，也可以選擇其他串口。在com1的屬性窗口中，選擇波特率：115200bps。數(shù)據(jù)流控制選擇：“無”。復(fù)位ARM實(shí)驗(yàn)箱，出現(xiàn)如下大家熟悉的畫面：不必介入，稍等片刻，出現(xiàn)長長的文字之后，停頓，回車，會(huì)出現(xiàn)如下畫面：設(shè)置和進(jìn)入超級(jí)終端上圖中最底部出現(xiàn)的提示符：“bash-4.0#”，這就是ARM實(shí)驗(yàn)板上的Linux系統(tǒng)正在運(yùn)行。它和我們PC機(jī)上的Linux是相同的，只不過是一個(gè)精簡版本。處理能力不夠強(qiáng)大，資源有限。我們同樣可以在上面進(jìn)行l(wèi)inux各種操作，使用ls查看文件，使用pwd查看當(dāng)前路徑，使用chmod修改屬性和權(quán)限………使用超級(jí)終端傳輸文件舉例說明由PC機(jī)下的windows系統(tǒng)傳送文件gdbserver到實(shí)驗(yàn)板的Linux下。1.在超級(jí)終端下首先進(jìn)入/tmp

路徑。Bash-4.0#cd/tmp

然后鍵入命令：Bash-4.0#rxgdbserver

（注：文件名可以是任意的，與原文件名無關(guān)。）回車，出現(xiàn)“C”字母。見下圖。使用超級(jí)終端傳輸文件2.在超級(jí)終端的菜單“傳送”下，選擇“發(fā)送”，之后在彈出的對話框中，點(diǎn)擊“瀏覽”選擇D:\mark\gdbserver，在“協(xié)議”下拉菜單中選中“Xmodem”。見下圖。點(diǎn)擊“發(fā)送”，windows開始發(fā)送，ARM實(shí)驗(yàn)板開始接收。使用超級(jí)終端傳輸文件接收完畢，查看一下：Bash-4.0#ls（可以看見gdbserver已經(jīng)靜靜地躺在當(dāng)前路徑下了。）但是這個(gè)文件gdbserver還不是可執(zhí)行文件。經(jīng)過超級(jí)終端傳遞的文件，即便原來是可執(zhí)行文件，也變成了不可執(zhí)行的文件，為此要修改屬性。給接收的文件添加可執(zhí)行屬性Bash-4.0#ls–l(查看gdbserver的文件屬性，可見為：-rwr--r--r--，不是可執(zhí)行文件)Bash-4.0#chmod+xgdbserver(這里是給gdbserver文件添加可執(zhí)行屬性)Bash-4.0#ls-l(查看當(dāng)前路徑下所有文件的屬性，可見gdbserver的屬性已經(jīng)變成：rwxr-xr-x)超級(jí)終端的退出可以點(diǎn)擊上部小圖標(biāo)菜單的“斷開”，也可以點(diǎn)擊“呼叫”下的“斷開”，或者直接退出。掛載U盤利用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通常只用來傳輸比較小的文件，遇到大文件傳輸，可以采用掛載U盤的辦法。要求是文件系統(tǒng)為FAT32的U盤，如果是NTFS的文件系統(tǒng)，也可以掛載，但是要復(fù)雜一些，為簡單起見，一律格式化成FAT32的文件系統(tǒng)。掛載U盤將U盤插入ARM實(shí)驗(yàn)板的U盤插口，注意是host插口，不是device插口。實(shí)驗(yàn)箱加電，PC機(jī)進(jìn)入超級(jí)終端的“bash-4.0#”提示符下。鍵入以下命令：Bash-4.0#fdisk–l(檢查所有分區(qū)表)U盤分區(qū)表如下：掛載U盤可見，U盤文件系統(tǒng)是FAT32，設(shè)備號(hào)是sda1.可以查看一下：Bash-4.0#ls/dev/sda1顯示：“/dev/sda1”,說明確實(shí)在”/dev”下存在設(shè)備“sda1”。注意在Linux系統(tǒng)下，所有設(shè)備都是當(dāng)作文件類對待的。掛載U盤將此設(shè)備掛載：Bash-4.0#mount–tvfat/dev/sda1/mnt/udisk解釋：mount，掛載；-t，指明掛載設(shè)備的文件類型；后面是U盤的原設(shè)備和掛載以后指定的路徑。意思：將一個(gè)FAT32的U盤從設(shè)備/dev/sda1掛載到/mnt/udisk路徑下。掛載U盤但是，若/mnt/udisk原本不存在，那就要先建立該路徑:Bash-4.0#mkdir/mnt/udisk掛載完成后，可以查看U盤內(nèi)容：Bash-4.0#ls/mnt/udisk回顯：“工具”，那是我放在U盤的文件夾。截圖如下：掛載U盤卸載U盤U盤掛載完畢后，傳遞文件時(shí)需要卸載U盤，命令如下：Bash-4.0#umount/mnt/udisk然后，U盤可以安全拔出。這樣，就可以用U盤在PC機(jī)和ARM實(shí)驗(yàn)箱之間傳遞文件。交叉編譯后執(zhí)行將host主機(jī)上的C程序，經(jīng)過交叉編譯鏈接成可以被ARM開發(fā)板執(zhí)行的程序，然后下載到開發(fā)板上運(yùn)行。舉例：對于cjz.c程序，進(jìn)行交叉編譯鏈接。#cd/home/