制作一个RISC-V的操作系统四-嵌入式开发介绍

什么是嵌入式开发

程序跑到开发板上，或者说运行到硬件上

交叉编译

简单理解交叉编译来说就是生成的程序不在本机上运行，而在与本机架构不同的计算机上运行
build：生成编译程序的计算机
host：运行build计算机生成的编译程序的计算机
target：就是编译结果运行的地方

查看一些GCC文件夹

->是符号链接

调试器GDB

GDB调试包括2个程序：gdb程序和被调试程序。根据这2个程序是否运行在同一台电脑中，可以把GDB的调试模型分为2种:
本地调试：调试程序和被调试程序运行在同一台电脑中
gdb 运行起来后，它会先fork一个子进程，被调试的程序会运行在这个单独的子进程中，gdb这个程序也会单独运行在一个独立的进程里。然后这两个进程通过独特的ptrace系统调用建立连接。

远程调试：调试程序运行在一台电脑中，被调试程序运行在另一台电脑中
在目标机会有一个gdbserver的服务，gdb会与gdbserver交互，由gdbserver代理我们的调试过程，被调试的程序是运行在目标机上的，而调试是在本机上的。两台机器通过网络连接

相关语法命令

p <变量名称>
Print的简写，显示指定变量（临时变量或全局变量）的值。

s
执行一行源程序代码，如果此行代码中有函数调用，则进入该函数。相当于其它调试器中的“Step Into (单步跟踪进入)”。
这个命令必须在有源代码调试信息的情况下才可以使用（GCC编译时使用“-g”参数）。

si
si命令类似于s命令，但针对汇编指令。

n
执行一行源程序代码，此行代码中的函数调用也一并执行。相当于其它调试器中的“Step Over (单步跟踪)”。
这个命令必须在有源代码调试信息的情况下才可以使用（GCC编译时使用“-g”参数）。

ni
ni命令类似于n命令，但针对汇编指令。

c
Continue的简写，继续执行被调试程序，直至下一个断点或程序结束。

l
List的简写，列出当前位置之后的10行代码；list line_number: 列出line_number之后的十行代码。

模拟器QEMU

此时是模拟用户层的环境（类似操作系统） llk运行在用户层

qemu-riscv32 ./llk  #在qemu提供的环境上运行llk

开发操作系统时要模拟系统级别的层次（类似硬件层次）

QEMU的安装和使用

项目构造工具Make

以自动化的方式编译程序
-f指定makefile文件

MakeFile的构成

.DEFAULT_GOAL的特殊变量，可用于告知如果在命令行中未指定目标，(就是只make时候) 应该构建哪个目标（或目标）。否则，Make会简单地使它遇到的第一个目标。
.PHONY:伪目标。伪目标是这样一个目标：它不代表一个真正的文件名，在执行make时可以指定这个目标来执行所在规则定义的命令，有时也可以将一个伪目标称为标签。伪目标通过PHONY来指明。 PHONY定义伪目标的命令一定会被执行
对于到下图中就是clean的里面的命令不管clean是否存在，都会执行

$(SRCS_ASM:.S=.o) 就是将SRCS_ASH变量里面的.S都替换为.o

make的运行

差不多就是一步步套娃

练习4-1

熟悉交叉编译概念，使⽤ riscv gcc 编译代码并使⽤ binutils ⼯具对⽣成的⽬标文件和可执⾏文件（ELF 格式）
进⾏分析。具体要求如下：

• 编写⼀个简单的打印 “hello world！” 的程序源文件：hello.c
• 对源文件进⾏编译，⽣成针对⽀持 rv32ima 指令集架构处理器的⽬标文件 hello.o
• 查看 hello.o 的文件的文件头信息。
• 查看 hello.o 的 Section header table。
• 对 hello.o 反汇编，并查看 hello.c 的 C 程序源码和机器指令的对应关系。

-march=rv32ima：指定生成后的32位可执行文件可以运行在支持 i 整数指令集 m 乘除法指令集 a 原子操作指令集

-mabi=ilp32:一个长整数时多少位

riscv64-unknown-elf-gcc -march=rv32ima -mabi=ilp32 llk.c -o llk

file llk

qemu-riscv32 ./llk  #在qemu提供的环境上运行llk

联系4-2

基于 练习 4-1 继续熟悉 qemu/gdb 等⼯具的使⽤，具体要求如下：

• 将 hello.c 编译成可调式版本的可执⾏程序 a.out
• 先执⾏ qemu-riscv32 运⾏ a.out。
• 使⽤ qemu-riscv32 和 gdb 调试 a.out。

练习4-3

• ⾃学 Makefile 的语法，理解在 riscv-operating-system-mooc 仓库的根⽬录下执⾏ make 会发⽣什么。