1、1,嵌入式系统软件开发环境 - Linux,2,Agenda,嵌入式软件开发环境概述 GCC GDB、JTAG A Simple Example of GDB MAKE,3,嵌入式软件开发模型,嵌入式系统的一个特点在于其开发的特殊性与困难性。 开发机器 != 执行机器开发环境 != 执行环境 专门的开发环境与开发工具- VxWorks系统配套的Tornado集成开发工具- Linux系统配套的gcc,gdb等开发工具,4,嵌入式软件开发环境,5,目标板与主机之间的连接,串口 向目标板发送命令、打印目标板信息 通信速率慢、不适合大数据量传输 windows附件“超级终端” Linux下，Mini
2、com 以太网接口 USB接口 JTAG接口 一种嵌入式调试技术,6,嵌入式软件开发环境,宿主机 开发机器（编辑器、编译器、调试器、.）负责程序的编译和部分调试工作。 目标机 程序运行的机器，负责程序的运行和部分调试工作。 交叉编译是指宿主机和目标机是不同的系统,7,Agenda,嵌入式软件开发环境概述 GCC GDB、JTAG A Simple Example of GDB MAKE,8,GCC,Linux下的编译器 GNU项目的C编译器四个步骤- 预处理 preprocessing- 编译 compilation- 汇编 assembly- 连接 linking,9,在预处理过程中，对源代
3、码文件中的文件包含(include)、预编译语句(如宏定义define等)进行分析。带有.h之类头文件，该阶段会生成一个中间文件*.i。,编译后生成汇编语言文件*.s,汇编,.S或.s为后缀的汇编语言源代码文件汇编之后都生成以.o为后缀的目标文件。,所有的目标文件被安排在可执行程序中的恰当的位置，同时，该程序所调用到的库函数也从各自所在的函数库中连到合适的地方。汇集成一个可执行的二进制代码文件。,10,GCC,GCC的组件,11,gcc编译器,gcc的基本用法 在使用gcc编译器的时候，通常后面跟一些选项和文件名。 gcc命令的基本用法如下： gcc options filenames,12,
4、Gcc选项,其中，options就是参数选项，filename是相关的文件名称。常用的选项有： c :只编译生成目标文件，不链接成可执行文件。 E: 只对程序进行预处理。 g: 生成调试信息，GNU调试器可利用该信息。 l library: 用来指定所使用的库文件。 i directory: 为include文件的搜索指定目录。 o filename: 生成指定的文件名的可执行文件。,gcc options filenames,13,14,Agenda,嵌入式软件开发环境概述 GCC GDB、JTAG A Simple Example of GDB MAKE,15,交叉调试,嵌入式软件经过交叉
5、编译（arm-linux-gcc）、交叉链接（arm-linux-ld），进入调试阶段 普通调试：调试器和被调程序工作在同一台计算机上，调试器就是一个单独运行的进程（程序） 交叉调试：被调试程序运行在具有嵌入式操作系统的目标机上，调试器运行在具有通用操作系统的主机上。 调试器和被调程序如何通信？串口、网口（FTP、TFTP、NFS）、JTAG接口，调试器通过这些接口，来控制被调程序的运行、状态等,16,交叉调试的分类,嵌入式系统交叉调式主要分类两类：软件调试和硬件调试，具有以下典型特点： 调试器和被调程序运行在不同机器上 调试器通过某种通信方式（串口、并口、网络、JTAG）控制被调程序 目标机
6、上一般会具有某种形式的调试代理。调试代理负责与调试器共同配合完成对目标机上程序的调试。调试代理可以是支持某些调试功能的硬件设备（POWERICE），或者是某些专门的软件（gdbserver）,17,软件调试：GDB,Linux下软件调试工具 远端调试- 通过串口或网口调试目标设备- target命令：指定调试目标和建立连接的GDB命令,18,交叉调试-软件方式,典型的是GDB交叉调试器，分为gdbserver（安装在目标板）和gdbclient（安装在主机）,目标机/开发板,宿主机/主机,应用程序,嵌入式OS内核 如：uClinux,GdbServer,目标机硬件平台,GdbClient,Li
7、nux环境,主机硬件平台,串口,Ethernet,19,Gdb调试工作流程,1.建立调试器(本地gdb)与目标操作系统的通信连接。有串口、网卡、并口等方式 2.目标机上开启gdbserver进程，监听对应端口 3.主机上运行gdb调试器, gdb自动寻找目标机上的通信进程。即gdbserver所在进程 4.用户在宿主机上运行gdb，下达调试命令，调试命令通过主机与目标机之间的通信端口传递到目标机的gdbserver，通过gdbserver对目标机上的程序发出控制命令。 5.gdbserver把应用程序的调试信息传递到主机的gdb，并把调试信息显示出来。,20,gdb调试的局限,宿主机上的gdb
8、client和目标机上的gdbserver都需要有操作系统的支持。因此 1.使用gdb，只能调试有操作系统支持的应用程序 2.不能用来调试操作系统，也不能用来调试引导操作系统启动的启动代码（bootloader）。,21,GDB,gdb,help target,22,GDB,23,GDB,常用命令,24,Agenda,嵌入式软件开发环境概述 GCC GDB、JTAG A Simple Example of GDB MAKE,25,A Simple Example Hello.c,26,A Simple Example - Compilation,g: 生成调试信息，GNU调试器可利用该信息。,
9、o filename: 生成指定的文件名的可执行文件。,27,A Simple Example - Debugging,gdb hello.exe,break main,run,display i,next,continue,q,28,交叉调试-硬件方式,硬件调试方式相对软件调试方式，具有更加强大的调试功能，不仅能调试工作在操作系统之上的应用程序，还可以调试操作系统和引导操作系统启动的引导程序。 常见的硬件调试方式有4种 1.ROM监视器：ROM Monitor 2.ROM仿真器：ROM Emulator 3.电路内仿真器(ICE)：In-Circuit Emulator 4.电路内调试器(I
10、CD)： In-Circuit Debugger,29,ICD调试方式,基本思路：让CPU直接在内部实现调试功能，并通过在开发板上引出的调试端口发送调试命令和接受调试信息。 应用在ARM处理器上的JTAG端口技术。 1985年，JTAG为检测PCB和IC的一个标准 1990年，被修改为IEEE1149.1标准。用于硬件调试技术。,30,JTAG调试方式,程序,JTAG仿真器,调试器,目标机,主机,JTAG接口,并口,31,JTAG实物图-1,32,JTAG实物图-2,33,JTAG调试方式实物图,34,Agenda,嵌入式软件开发环境概述 GCC GDB、JTAG A Simple Examp
11、le of GDB MAKE,35,Make,The make utility automatically determines which pieces of a large program need to be recompiled, and issues commands to recompile them.A Program for Directing Recompilation GNU Make是一个自动化的工具。 根据依赖关系自动决定项目的那些部分需要重新编译。 基本原理：如果某个源程序文件被修改，那么依赖这个源程序文件的所有目标文件，都需要重新编译。,36,依赖关系,37,Mak
12、efile,Makefile文件控制make程序的执行 一个项目拥有一个或多个makefile文件 每个makefile文件由多条rules构成 每条rule描述了一个依赖关系，并有一系列的行为,38,A example of Makefile,#表Makefile文件中的注释。,CROSS_COMPILE ?= /usr/local/arm-linux/bin/arm-linux-gcc 指定编译所使用的编译器,c :只编译生成目标文件， 不链接成可执行文件。,g:生成调试信息，GNU 调试器可利用该信息。,39,-Wall选项。该选项能发现程序中一系列的常见错误警告。,unused-label：遇到声明过但不使用的标号的警告。 unused-value：仅计算但从未用过的值得警告。 implicit-function-：在函数在未经声明就使用时给予警告。 missing-braces：聚合初始化两边缺少大括号。 ,
