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我们在 Linux 主机中搭建我们的开发环境,使用 Ubuntu 10.04 LTS 为例。
Eclipse 依赖于Java 环境,所以必须先安装 JRE 或 JDK。
去 Eclipse官网下载最新的Eclipse IDE。
我们一般选择 C/C++ 版本(Eclipse IDE for C/C++ Developers),这个版本自带了CDT,不用另行安装CDT插件。下载时选择 Linux 的版本,如:eclipse-cpp-juno-linux-gtk.tar.gz
直接把下载下来的压缩包(eclipse-cpp-juno-linux-gtk.tar.gz)解压到某一目录,运行可执行文件eclipse即可。
运行 eclipse 后,可先进行Eclipse使用环境Workspace的配置。
在 Eclipse 主界面点击菜单 File > New > C/C++ Project,在弹出的“C/C++ Project”对话框中,输入项目名称。选择一个项目类型(如Executable/Empty Project),在 Toolchains 中一定要选 Cross GCC,这是CDT对交叉环境的支持,提供了额外的功能,以方便嵌入式应用程序的开发。
点击下一步,来到“Select Configurations”页面,我们采用默认,直接下一步,来到“Cross GCC Command”的设置。这里我们可以填写交叉编译工具链的交缀和路径,如:
Cross compiler prefix: arm-arago-linux-gnueabi- Cross compiler path: /data/linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin
上例的情况是在我们已经安装好了ARM芯片商提供的交叉编译包。一般来说,芯片商都提供了这样一个交叉编译环境,包括目标平台的编译工具链、Glibc库、二进制工具和其它常用工具。上例是TI提供的DM3730的开发包的安装路径和程序的前缀(真实程序为:arm-arago-linux-gnueabi-gcc、arm-arago-linux-gnueabi-ld等)
最后点击完成,一个交叉项目就创建好了。关于交叉编译前缀和路径的设置,在项目创建后,可以在项目的属性中改变它。
这里我们写一个简单的测试程序,如:
#include <iostream> using namespace std; int main(int argc, char ** argv) { signal(0, 0); cout<<"This is a message from HelloDm3730!\n"; return 0; }
点击构建,对它进行编译。编译后,我们可以在左侧的“Project Explorer”中,项目目录下的Binaries中看到编译出来的程序。把它拷贝到目标ARM开发板上,运行,结果正确。
程序编译成目标平台的二进制码后,怎么拷贝到目标板上运行调试是个问题。
我们可以通过TFTP把编译好的程序下载到目标板上,即在开发主机安装TFTP服务器,在目标板上使用tftp命令向主机取文件。
另一个比较方便的做法是,在开发主机上部署NFS服务,导出一个共享目录,然后目标板上使用mount命令,把开发主机上的共享目录挂载到本地。这样,开发主机和目标板使用同一个目录,就不用不断下载程序了。NFS的部署可以参照《Linux下使用NFS共享目录》。
终极的解决办法是搭建GUI的在线调试环境,即写完代码后,点击调试,Eclipse自动编译程序,然后把程序下载到目标板,然后运行打开GDB在线调试,这样就可以单步调试了,就像调试本地程序一样。
远程调试环境由宿主机GDB和目标机调试stub共同构成,两者通过串口或TCP连接。使用 GDB标准程串行协议协同工作,实现对目标机上的系统内核和上层应用的监控和调试功能。调试stub是嵌入式系统中的一段代码,作为宿主机GDB和目标机调试程序间的一个媒介而存在。
就目前而言,嵌入式Linux系统中,主要有三种远程调试方法,分别适用于不同场合的调试工作:
这三种调试方法的区别主要在于,目标机远程调试stub 的存在形式的不同,而其设计思路和实现方法则是大致相同的。
而我们最常用的是调试应用程序。就是采用gdb+gdbserver的方式进行调试。在很多情况下,用户需要对一个应用程序进行反复调试,特别是复杂的程序。采用GDB方法调试,由于嵌入式系统资源有限性,一般不能直接在目标系统上进行调试,通常采用gdb+gdbserver的方式进行调试。
嵌入式Linux的GDB调试环境由Host和Target两部分组成,Host端使用arm-linux-gdb,Target Board端使用gdbserver。这样,应用程序在嵌入式目标系统上运行,而gdb调试在Host端,所以要采用远程调试(remote)的方法。进行GDB调试,目标系统必须包括gdbserver程序(在主机上正对硬件平台编译成功后下载到目标机上),宿主机也必须安装GDB 程序。一般Linux发行版中都有一个可以运行的GDB,但开发人员不能直接使用该发行版中的GDB来做远程调试,而要获取GDB的源代码包,针对arm 平台作一个简单配置,重新编译得到相应GDB。GDB的源代码包可以从GNU官网中下载。
再次强调一次,GDB远程调试套件包括Host端的gdb和Target端的gdbserver,对于gdb,宿主机上发行版本自带的PC版gdb是不能用的,它没有目标架构(ARM)相关的调试支持。所以我们应该使用gdb的源码,针对ARM平台编译一个(toolchain还是Host上的)特别的版本。当然,如果芯片商提供的交叉编译套件中已经包含了arm-linux-gdb,我们就不用重新编译gdb了,直接用它即可。不管怎么说,gdbserver还是需要用目标板的toolchain重新编译一遍,因为芯片商提供的交叉开发套件通常不包括gdbserver。
下载完后,解压:
#cd /opt #tar xzvf /tmp/gdb-6.8.tar.gz
建立配置文件,编译:
#cd /opt #mkdir -p arm-gdb/build #cd arm-gdb/build #/opt/gdb-6.8/configure --target=arm-linux --prefix=/opt/arm-gdb #make #make install
上面命令中,–target配置gdb的目标平台,–prefixp指定了编译结果的存放位置,也就是安装目录。编译完后可以在/opt/arm-gdb/bin目录下找到可执行的arm-linux -gdb, arm-linux -gdbtui, arm-linux-run。 拷贝arm-linux-gdb 到/usr/bin目录:
#cd /opt/arm-gdb/bin/ #cp arm-linux-gdb /usr/bin/
下面把 gdbserver 移植到ARM平台。要点是指定目标平台的交叉编译链(gcc和ar)。我们创建一个临时的编译目录,以避免弄脏原代码。
#cd /home/kim #mkdir gdb-build #CC="/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-gcc" \ AR=/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-ar \ /opt/gdb-6.8/gdb/gdbserver/configure --target=arm-linux --host=arm-linux #make
上面命令中,–target=arm-linux表示目标平台,–host表示主机端运行的是arm-linux-gdb,不需要配置—prefix,因为gdbserver不在主机端安装运行。临时环境变量CC和AR用于指定交叉编译和汇编选项,在同一行命令的configure执行时将应用这些选项。
没有错误的话就在/home/kim/gdb-build目录下生成gdbserver可执行文件,注意此时要更改其属性,否则可能会出现无法访问的情况,chmod 777 gdbserver将其更改为任何人都可以读写执行;使用arm-linux-strip命令处理一下gdbserver,将多余的符号信息删除,可让elf文件更精简,通常在应用程序的最后发布时使用;然后把它烧写到flash的根文件系统分区的/usr/bin(在此目录下,系统可以自动找到应用程序,否则必须到gdbserver所在目录下运行之),或通过nfs mount的方式都可以。只要保证gdbserver能在开发板上运行就行。
编译好gdbserver后,把它拷贝到目标板上的 /usr/bin 目录下,运行,如果能显示帮助信息,则交叉编译成功,如:
#gdbserver Usage: gdbserver [OPTIONS] COMM PROG [ARGS ...] gdbserver [OPTIONS] --attach COMM PID gdbserver [OPTIONS] --multi COMM COMM may either be a tty device (for serial debugging), or HOST:PORT to listen for a TCP connection. Options: --debug Enable general debugging output. --remote-debug Enable remote protocol debugging output. --version Display version information and exit. --wrapper WRAPPER -- Run WRAPPER to start new programs. --once Exit after the first connection has closed.
如果提示其它错误信息,如二进制文件无法执行,则表示编译不成功。注意我们交叉编出来的gdbserver是无法在开发主机上运行的。
在目标板上,运行 gdbserver 命令启动测试程序的调试,并指定目标板的IP和监听端口号,如:
#gdbserver 192.168.188.120:12345 HelloDm3730 (注,HelloDm3730 为要调试的程序) Process HelloDm3730 created; pid = 625 Listening on port 12345
我们看到gdbserver已经正常启动了,正在等待客户端程序gdb的连接。
此时我们在开发主机上运行 arm-linux-gdb,指定gdbserver的IP和端口,连接上去,如:
# arm-arago-linux-gnueabi-gdb (gdb) target remote 192.168.188.120:12345 Remote debugging using 192.168.188.120:12345 0x400b57f0 in ?? ()
显示“0x400b57f0 in ?? ()”表示已经连接到远端的gdbserver并且开始调试了,此时目标板终端会显示“Remote debugging from host 192.168.188.201”,再次确认远程调试连接成功。接下来的调试方法与普通本机的gdb使用相同。
我们可以直接使用 arm-linux-gdb 对应用程序进行远程调试,但命令行界面实在是不够友好。这里我们想办法在Eclipse上,通过CDT使用GDB进行远程在线调试。
在Eclipse中选择一个项目,点击菜单 Run > Debug Configurations,在左侧的Dubug类型中找到“C/C++ Remote Application”,右击点“New”,创建一个远程调试配置,如下图:
如果安装的CDT插件不全,可能没有“C/C++ Remote Application”这个类型,意味着CDT没有远程调试功能。这时需要安装一个叫“Remote System Explorer End-User Runtime ”的插件,如何安装请参考:How do I debug a remote application?。
Eclipse的C/C++插件CDT已经很好的支持gdb在远程调试了。调试一个应用程序时,CDT有三种运行方式:
在Debug Configurations 对话框中,创建一个远程调试配置,这个配置在创建时会根据项目情况提供一个默认的配置,默认将使用第一种Automatic Remote Launcher方式,这在Main标签中下方“GDB (DSF) Automatic Remote Debugging Launcher”可以看出,点击右边的“Select other…”可以切换其它方式。
我们希望Eclipse每次生成一个项目之后,自动把生成出来的二进制程序拷贝到目标板上,这可以通过NFS挂载共享目录来实现,我们只需要配置项目属性(依次展开:C/C++Build > Settings > Build Steps > Post-build steps,在Command中输入“cp ProgramBin /mnt/share”)即可。
接下来配置CDT的Debug选项,步骤如下:
接下来在目标板上运行 gdbserver,假如测试程序HelloDm3730已经下载到当前目录,如:
#gdbserver 192.168.188.120:12345 HelloDm3730 Process HelloDm3730 created; pid = 625 Listening on port 12345
目标板的 GDB 服务开启后,我们就可以在开发主机中,点击Eclipse的调试按钮(指定调试配置为刚才配置好的),开始应用程序的远程调试。我们在连接目标板的终端中,可以看到程序的标准输出;也可以在这里标准输入。
当我们结束调试后,目标板上的gdbserver进程会自动退出。如果我们在修改代码后想再次调试,仍然需要在目标板上运行gdbserver,这样会很麻烦,但毕竟可以进行远程的图形化调试了。
我们希望在开发主机上查看目标板(远端主机)的系统状况,如查看远程的文件,查看进程列表等,甚至打开终端运行远程机器上的程序。我们还希望这样一个工具软件能集成在Eclipse上,并且提供了API接口让Eclipse的插件能调用远程机器上的程序。
TM/RSE 就是这样一个工具,全称是 Target Management / Remote Systems Explorer,是Eclipse上的一个插件。Eclipse的远程管理插件有很多,但这个最常用,所以我们安装了 Eclipse 的C++版,就自带了这个插件。ARM的软件开发环境DS-5 也使用了这个插件,其实整个DS-5的基础都是Eclipse社区的开源软件搭建起来的。关于TM/RSE的更多介绍,可参考其官方资料:TM and RSE FAQ
我们可以在安装了TM/RSE的Eclipse上,点击右上角的“Open Perspective”按钮,打开“Remote System Explorer”,在 Remote System Explorer 上,你可以很方便的管理多个远程连接,查看远程文件和进程,运行远程程序等。
RSE 支持很多网络连接类型,常用的有:
支持连接到Unix/Linux/Windows主机和Local(本地)。要在开发主机上连接远程机器,必须先在远程机器上安装并启动某一远程控制服务,如 Telnet 服务、FTP服务、SSH服务。如果远程主机安装了文件服务(如FTP、SFTP)和Shell服务(如SSH、Telnet),那么可以在本地开发主机上,CDT可以调用RSE的API接口拷贝生成的目标程序到远端,并在远端目标板上运行gdbserver,从而做到自动下载和调试程序的功能。
CDT调用RSE的API接口实现远程调试的过程可分解为:
上面的第一步不是必需的,我们可以通过其它手段来实现,如在目标板上mount一个NFS文件系统,让开发主机(也挂载了同一个NFT文件系统)在编译后执行一条拷贝命令即可,这可以在项目的编译选项中配置。需要注意的是,如果想忽略这一步骤,还要在项目的Debug Configuration 中,勾选“Skip download to target path”,这样CDT才不会每次启动调试时都尝试打开文件服务接口。
为了方便,我们还是希望让目标板同时提供文件服务和Shell服务。我们有两种选择:
下面将分别介绍这两种方案。
因为目标板的资源有限,在目标板上部署Telnet/FTP/SSH服务有点麻烦。好在Linux社区永远是开放的,我们有太多选择,如SSH服务可使用DropBear或OpenSSH,FTP可使用vsftpd等。如果我们的目标板已经在这些当中的某一服务了,那好办,直接连接即可;如果目标板上没有这些服务,我们还得自己编译和部署——用交叉编译器编译出目标平台的程序,然后部署和配置它。这里我们使用Dropbear来部署SSH服务。Dropbear 依赖 zlib 库,所以如果目标板上没有 libz.so,还得自己编译。
先在网上下载最新的 zlib 和 dropbear。我下载的版本是:dropbear-2012.55.tar.gz 和 zlib-1.2.7.tar.gz 。
编译的基本流程是:解压,配置,编译,安装。我们可以在./configure时就指定交叉编译工具。
对于 zlib,我们指定安装路径为~/soft/install,这样make install后,make就会把编译后的程序拷贝安装到这个目录,方便我们取程序。如:
#tar -xzf zlib-1.2.7.tar.gz #cd zlib-1.2.7 #CC="/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-gcc" \ AR=/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-ar \ ./configure --shared --prefix=~/soft/install/ #make #make install
“安装”后,可在我们指定的目录~/soft/install/的lib下找到共享库文件(so),我们要用到的是:libz.so libz.so.1 libz.so.1.2.7
对于 Dropbear ,我们需要多指定ranlib和strip,并且要指定目标平台为arm-linux。安装路径要使用绝对路径,虽然我们不安装。如:
#tar -xzf dropbear-2012.55.tar.gz #cd dropbear-2012.55 #CC="/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-gcc" \ AR=/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-ar \ RANLIB="/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-ranlib" \ STRIP="/data/Linux/ti-sdk5/linux-devkit/bin/arm-arago-linux-gnueabi-strip" \ ./configure --prefix=/home/kim/soft/dropbear-bin/ --host arm-linux #make
编译后,在当前目录可以看到我们需要的程序:
dropbear: ssh2 server dropbearkey: 密钥生成器 dropbearconvert: 可以转换openssh的密钥 dbclient: ssh2 client
把zlib的三个so(libz.so libz.so.1 libz.so.1.2.7,前两个是连接文件)拷贝到目标板上的 /usr/lib;把dropbear生成的四个程序拷贝到目标板的 /usr/sbin 目录下。
然后(在目标板上)建立配置文件,生成SSH需要的密钥,如:
#mkdir /etc/dropbear #cd dropbear #dropbearkey -t rsa -f dropbear_rsa_host_key #dropbearkey -t dss -f dropbear_dss_host_key
最后启动服务:
#dropbear -E [746] Jan 01 03:30:41 Running in background (提示在后台运行了)
最好为目标板的用户建立密码。然后在开发机上,先测试一下我们的SSH服务:
#ssh root@192.168.188.55 root@192.168.188.55's password: (这里输入密码)
如果输入正确的密码,但总是登录不成功(在目标板上的终端提示:user 'root' has invalid shell, rejected),可能是由于 root 帐号没有设置正确的登录shell。各大多数程序一样,Dropbear 只允许 /etc/passwd 中列举的用户登录,并且在/etc/passwd中该用户需要设置正确的shell(/bin/sh 或 /bin/csh)。有些busybox用的是/bin/bash,所以被Dropbear拒绝了。这里我们使用 /bin/sh 以后,就可以正常登录了。
vsFTP 暂时没有编译成功,它没有提供 configure 工具。
现在回过头来看CDT的远程调试。假设我们已经完成了以下工作:
我们应该先在Remote System Explorer上创建连接,让RSE能连接到目标机器和管理目标机器。然后在项目的Debug Configurations中,创建“C/C++ Remote Application”的一个配置,在Main标签中,Connection选择RSE上建立的连接,然后输入远端的程序存放的路径,这个路径是包含最终的程序文件名的,不是目录。注意:如果在远端没有部署文件服务(SFTP或FTP),那么还需要勾选“Skip download to target path”,这样CDT才不会每次启动调试时都尝试打开文件服务接口,造成调试进行不下去。但勾选“Skip download to target path”了后,必须有途径把最新的程序拷贝到刚才指定的远端程序路径,如每次手动拷贝,或者在项目配置中,Post-build steps 中输入自动拷贝命令,让项目每次编译后自动拷贝到目标机器。
最精在研究u-boot,之前用的编译方法是在windows下用vs进行就该,然后用虚拟机里的ubuntu进行编译,中间使用共享文件夹。后来觉得太麻烦了,干脆直接在linux下进行修改和编译,因此安装了Eclipse for c/c++ developer。下面介绍两种交叉编译环境搭建的方法:
一.使用工程中自带的Makefile。
1.选择New->Project,而不是Import
2.再选择Makefile Project with Existing Code
3.之后再在Project Name中填入工程名称
4.最后直接Build All或者Build Project即可
二.采用IDE自动生成Makefile
1.同样选择New Project,不过之后选择C Project而不是Makefile Project with Existing Code
2.这里输入工程名称,保证跟workspace里的工程文件夹名称相同。在下面Project type里面选择Cross-Compile Project
3.之后右键工程选择Properties
4.选择C/C++ Build->Settings。在Tool Settings标签栏里面选择Cross Settings。之后在Prefix里面填入形如powerpc-linux-gnu-的前缀,再在Path里面填上Tool Chain的路径,就OK了!
OK这样就可以在Eclipse这个强大的IDE下进行交叉编译了。
经过一段时间的摸索,终于把linux下搭建基于Eclipse的arm的开发环境给搭建起来了,做下笔记,以便日后查看。
0. 用的linux版本是Ubuntu 9.04
用的板子是FriendlyARM s3c2440
1. 准备好相应的软件包:
arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2(网上现成的交叉编译工具,有兴趣的话也可以自己重头编译)
地址:ftp://ftp.handhelds.org/projects/toolchain/arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2
jdk-6u21-linux-i586.bin(其实这里jre应该也够了,装个jdk以备以后开发java程序需要)
地址:http://www.oracle.com/us/sun/index.html
eclipse-cpp-helios-linux-gtk.tar.gz
地址:http://www.eclipse.org/downloads/
2. 首先建立交叉编译环境
(1) 将arm-linux-gcc的压缩包arm-linux-gcc-2.95.3.tar.gz解压缩;eclipse-cpp-helios-linux-gtk.tar.gzeclipse-cpp-helios-linux-gtk.tar.gz
$ sudo tar vxjf arm-linux-gcc-3.4.1.tar.bz2
(2) 将路径usr/local下的arm目录拷贝到你自己系统的/usr/local下;
cd ./usr/local
$ sudo mv arm /usr/local
(3) 修改环境变量,把交叉编译器的路径加入到PATH。(有三种方法,强烈推荐使用方法一,我也不知道为啥,网上说的)
方法一:修改/etc/bash.bashrc文件
$ sudo vi /etc/bash.bashrc 在最后加上:
export PATH=$PATH:/usr/local/arm/3.4.1/bin(注意,这里的等号前后不能有空格,下同)
export PATH
方法二:修改/etc/profile文件:(经测试发现,方法二必须重新启动,使用source的话换个终端就无效了)
$ sudo vi /etc/profile 增加路径设置,在末尾添加如下:
export PATH=$PATH:/usr/local/arm/3.4.1/bin
方法三:#export PATH=$PATH:/usr/local/arm/3.4.1/bin 注:(这只能在当前的终端下才是有效的!)
总结:在这里我们还是用第二种方式吧,第一种方式Eclipse识别不出来的 -- 2010-10-10 9:47
(4) 保存对profile的修改后,执行source /etc/bash.bashrc 就OK了,该命令能立即使新的环境变量生效,不用重启电脑;
用$ echo $PATH 检查是否将路径加入到PATH
(5) 测试是否安装成功:$ arm-linux-gcc -v
3. 安装Eclipse运行所需的jre,这里以jdk替代
(1) 安装jdk-6u21-linux-i586.bin
(2) 设置环境变量
在/etc/profile中加入如下的内容:
(由上面可知这里用的是第一种方法,其实我暂时也没搞明白具体区别在哪里,姑且这样这着吧)
(3) source /etc/profile
(4) java -version
4. 安装Eclipse
(1) 解压Eclipse
(2) 把Eclipse的编译器配置成arm-linux-gcc
解压完以后我们就能在相应的目录找到Eclipse文件了,双击打开运行。
新建一个工程以后选择工程的Properties,在弹出的页面上进行如下图设置:
加了一个名为arm的编译方式以后,将它下面GCC C Compiler和GCC C Linker的Command改成arm-linux-gcc,然后就万事OK了,你现在就可以通过Eclipse利用arm-linux-gcc来进行交叉编译了。
5.PC开启NFS与开发板链接
PC上编译好的东西必须拿到板子上才能运行,拿U盘拷来拷去好像有点不太现实,我们利用NFS挂载就可以轻松解决这个问题。
(1) 安装
在Ubuntu系统下,使用NFS需要首先安装以下NFS的软件包
服务器端 : nfs-common、nfs-kernel-server、portmap;
客户端:nfs-common、portmap;
在服务器端安装软件包的命令式:$sudo apt-get install nfs-kernel-server
(安装nfs-kernel-server时,apt会自动安装nfs-common和portmap)
目标板上的Linux系统由Linux内核和busybox共同提供对NFS的支持,不必安装其他的NFS客户端。
(2) 配置
NFS的配置文件是/etc/exports。
在该文件后面加一行:/home/xxx/workspace *(rw,no_root_squash) 使目录/home/xxx/workspace允许所有的IP以读写的权限来访问。
(3) 使用
使用之前必需开启NFS服务:$sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start
当然,使用之后可以关闭NFS服务:$sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server stop
首先在Linux服务器上进行NFS服务器的回环测试,验证共享目录能否被访问。
$ mount -t nfs 192.168.1.1:/home/xxx/workspace /mnt
$ ls /mnt
启动开发板后在目标系统的Linux Shell下
$ mount -t nfs 192.168.1.1:/home/xxx/workspace /mnt/nfs -o nolock
$ ls /mnt/nfs
如果成功开发板就可以直接运行主机上的程序了。
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