嵌入式软件开发环境.ppt

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GCCGDB、JTAGASimpleExampleofGDBMAKE,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，Minicom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GCCGDB、JTAGASimpleExampleofGDBMAKE,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：gccoptionsfilenames,12,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。llibrary:用来指定所使用的库文件。idirectory:为include文件的搜索指定目录。ofilename:生成指定的文件名的可执行文件。,gccoptionsfilenames,13,14,Agenda,嵌入式软件开发环境概述GCCGDB、JTAGASimpleExampleofGDBMAKE,15,交叉调试,嵌入式软件经过交叉编译（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,Linux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gdbclient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,helptarget,22,GDB,23,GDB,常用命令,24,Agenda,嵌入式软件开发环境概述GCCGDB、JTAGASimpleExampleofGDBMAKE,25,ASimpleExampleHello.c,26,ASimpleExample-Compilation,g:生成调试信息，GNU调试器可利用该信息。,ofilename:生成指定的文件名的可执行文件。,27,ASimpleExample-Debugging,gdbhello.exe,breakmain,run,displayi,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：ROMMonitor2.ROM仿真器：ROMEmulator3.电路内仿真器(ICE)：In-CircuitEmulator4.电路内调试器(ICD)：In-CircuitDebugger,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GCCGDB、JTAGASimpleExampleofGDBMAKE,35,Make,Themakeutilityautomaticallydetermineswhichpiecesofalargeprogramneedtoberecompiled,andissuescommandstorecompilethem.AProgramforDirectingRecompilationGNUMake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,Makefile,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,AexampleofMakefile,#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