【嵌入式开发】 嵌入式开发工具简介 (裸板调试示例 | 交叉工具链 | Makefile | 链接器脚本 | eclipse JLink 调试环境)
作者 : 韩曙亮
博客地址 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/42239705
参考博客 : 【嵌入式开发】嵌入式 开发环境 (远程登录 | 文件共享 | NFS TFTP 服务器 | 串口连接 | Win8.1 + RedHat Enterprise 6.3 + Vmware11)
开发环境 :
-- 操作系统 : Vmware11 + RedHat6.3 企业版 + Win8.1;
-- 硬件 : OK-6410-A 开发板, JLink;
一. 编译并烧写裸板程序示例
1. 设置交叉编译工具
OK-6410-A 使用 4.3.2 的交叉编译工具链, 将交叉编译工具链设置成 Ubuntu 的默认交叉编译工具链;
安装交叉编译工具链 : 解压 arm-linux-gcc-4.3.2.tgz 文件
-- 安装命令 : 使用命令 tar -xvzf arm-linux-gcc-4.3.2.tgz -C /, 由于 tgz 压缩文件内也是存在目录结构, 解压后, 交叉编译工具链直接解压到了 /usr/local/arm/4.3.2 目录;
-- 配置环境变量 : 环境变量在 /etc/profile 中配置, 在该文件中添加如下代码 :
ARM_LINUX="/usr/local/arm/4.3.2/bin" export PATH=$PATH:$ARM_LINUX-- 使配置文件生效 : 执行 source /etc/profile 命令, 该配置即可生效, 执行 arm-linux 按 tab 键 :
octopus@octopus:~$ arm-linux- arm-linux-addr2line arm-linux-c++filt arm-linux-gcc-4.3.2 arm-linux-gprof arm-linux-objdump arm-linux-sprite arm-linux-ar arm-linux-cpp arm-linux-gcov arm-linux-ld arm-linux-ranlib arm-linux-strings arm-linux-as arm-linux-g++ arm-linux-gdb arm-linux-nm arm-linux-readelf arm-linux-strip arm-linux-c++ arm-linux-gcc arm-linux-gdbtui arm-linux-objcopy arm-linux-size
2. 编译代码
(1) 代码示例
代码直接是开发板的示例代码:
-- led.S :
octopus@octopus:~/arm/01_code$ more led.S .text .globl _start #define VIC0_INT 0x71200000 #define VIC1_INT 0x71300000 _start: bl reset ldr pc, _undefined_instruction ldr pc, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used ldr pc, _irq ldr pc, _fiq _undefined_instruction:b . _software_interrupt:b . _prefetch_abort:b . _data_abort:b . _not_used:b . _irq:b . _fiq:b . reset: mrs r0,cpsr bic r0,r0,#0x1f orr r0,r0,#0xd3 msr cpsr,r0 bl set_peri_port bl disable_watchdog bl disable_irq bl init_led bl light_led halt: bl halt set_peri_port: @告诉cpu外设的地址 ldr r0, =0x70000000 orr r0, r0, #0x13 mcr p15,0,r0,c15,c2,4 mov pc, lr disable_watchdog: @关闭看门狗 ldr r0, =0x7E004000 mov r1, #0 str r1, [r0] @ str, store, mov pc, lr disable_irq: @屏蔽中断 ldr r1, =0x0 ldr r0, =VIC0_INT str r1, [r0] ldr r1, =0x0 ldr r0, =VIC1_INT str r1, [r0] mov pc, lr init_led: @设置GPN为输出模式 ldr r1, =0x7F008820 ldr r0, =0x1111 str r0, [r1] mov pc, lr light_led: @点亮LED1 ldr r1, =0x7F008824 mov r0, #0xf str r0, [r1] mov r0,#0xe str r0,[r1] mov pc, lr-- led.lds :
octopus@octopus:~/arm/01_code$ more led.lds
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x50008000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
led.o (.text)
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }
. = ALIGN(4);
.data : { *(.data) }
. = ALIGN(4);
__bss_start = .;
.bss (NOLOAD) : { *(.bss) . = ALIGN(4); }
_end = .;
}
-- Makefile :
octopus@octopus:~/arm/01_code$ more Makefile all: led.o arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.o arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S .PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin
(2) 编译
编译 : 在该目录执行 make 命令, 编译后多了 led.o, led.elf, led.bin 三个文件, 其中 led.bin 是要烧写到 nand flash 中的可执行二进制程序;
-- 编译前 :
octopus@octopus:~/arm/01_code$ ls led.lds led.S Makefile
-- 编译后 :
octopus@octopus:~/arm/01_code$ make arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.o arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin octopus@octopus:~/arm/01_code$ ls led.bin led.elf led.lds led.o led.S Makefile
3. 烧写 led.bin
(1) 启动方式切换
sd 卡启动 : (1~8) 位置 : 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1;
nand flash 启动 : (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 1, 0, 0, 1;
nor flash 启动 : (1~8) 位置 : x, x, x, 1, 0, 1, 0, x;
(2) 制作SD卡启动盘
详细过程参照 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/42254237#t42
(3) 串口操作
开发板串口方案一 -- 使用SecureCRT 串口连接 :
-- 设备管理器中查看串口端口 : COM7;
-- 串口连接属性 :
-- 连接串口 :
开发板串口方案二 -- 打开 minicom 工具 : minicom 串口调试工具;
-- 注意 : 使用 root 用户打开, sudo minicom;
sd 卡启动 :
-- 启动方式 : 插入 sd 卡, 将启动模式设置为 sd 卡启动, 即将 屏幕右侧的 8个开关设置成 (1~8) 位置 : 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 打开电源;
-- 注意 : 打开电源时 不停按 空格键;
-- 串口终端显示 :
U-Boot 1.1.6 (Oct 9 2012 - 13:20:58) for SMDK6410
****************************************
** u-boot 1.1.6 **
** Updated for OK6410 TE6410 Board **
** Version (2012-09-23) **
** OEM: Forlinx Embedded **
** Web: http://www.witech.com.cn **
****************************************
CPU: S3C6410 @532MHz
Fclk = 532MHz, Hclk = 133MHz, Pclk = 66MHz, Serial = CLKUART (SYNC Mode)
Board: SMDK6410
DRAM: 256 MB
Flash: 0 kB
NandFlash Information:
Nandflash:ChipType= SLC ChipName=MT29F16G08ABACAWP
No No Calc pagesize, blocksize, erasesize, use ids table .............
NandFlash:name=NAND 2GiB 1,8V 8-bit,id=38, pagesize=4096 ,chipsize=1024 MB,erasesize=524288 oobsize=128
NandFlash Size is 1024 MB
SD/MMC: SD 2.0 / Manufacturer: 0x1B,OEM: "SM/00000",REV: 1.0,S/N: -1320320343,DATE: 2008/3
MMC/SD size: 971 MiB
Freq = 25MHz
In: serial
Out: lcd
Err: lcd
Hit any key to stop autoboot: 0
###################### User Menu for OK6410#####################
[1] Format the nand flash
[2] Burn image from SD card
[3] Burn image from USB
[4] Reboot the u-boot
[5] Exit to command line
-----------------------------Select---------------------------------
Enter your Selection:
格式化 nand flash : 在上面的 minicom 命令行, 选择 1 ([1] Format the nand flash -- 格式化 nand Flash), 弹出 Really scrub this NAND flash? <y/N> 时 选择 y;
-----------------------------Select---------------------------------
Enter your Selection:1
NAND scrub: device 0 whole chip
Warning: scrub option will erase all factory set bad blocks!
There is no reliable way to recover them.
Use this command only for testing purposes if you
are sure of what you are doing!
Really scrub this NAND flash? <y/N>
Erasing at 0x3ff80000 -- 100% complete.
Scanning device for bad blocks
OK
###################### User Menu for OK6410#####################
[1] Format the nand flash
[2] Burn image from SD card
[3] Burn image from USB
[4] Reboot the u-boot
[5] Exit to command line
-----------------------------Select---------------------------------
Enter your Selection:
选择从 usb 烧写映像 : 选择 3 ([3] Burn image from USB -- 从usb烧写映像);
-----------------------------Select--------------------------------- Enter your Selection:3 ##### Select the fuction ##### [1] Flash u-boot [2] Flash kernel [3] Flash system [4] Exit Enter your Selection:
选择 烧写 u-boot 类型程序 : 裸板程序都属于 u-boot 类型的;
##### Select the fuction ##### [1] Flash u-boot [2] Flash kernel [3] Flash system [4] Exit Enter your Selection:1 NAND erase: device 0 offset 0x0, size 0x200000 Erasing at 0x180000 -- 100% complete. OK Insert a OTG cable into the connector!
设置虚拟机的 USB 接口 : 之前写过, 详情见 http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/42254237#t45 ;
(3) Linux 操作
编译 led 源码 :
-- 进入 led 源码目录 : 执行 make 命令, 将编译后的文件 拷贝到 dnw 所在目录;
烧写 led.bin :
-- 加载 dnw 驱动 : 使用 insmod dnw_usb.ko 命令;
-- 烧写 led.bin : 使用 ./dnw led.bin 50008000 命令;
-- 串口终端显示 : 如下显示, 烧写成功;
-- 关闭开发板使用 nand flash 启动 : 可以看到 LED1 点亮;
二. 交叉工具链
1. 交叉编译器
(1) 普通编译
编译下面的代码 :
/*************************************************************************
> File Name: main.c
> Author: octopus
> Mail: octopus_work.163.com
> Created Time: 2015年01月03日 星期六 14时25分11秒
************************************************************************/
#include<stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
--
编译执行代码 :
[root@localhost 02_gcc_demo]# gcc main.c [root@localhost 02_gcc_demo]# ./a.out Hello World!
(2) 交叉编译并在开发板运行
交叉编译 : 使用 arm-linux-gcc main.c 命令交叉编译, 经过交叉编译的 a.out 不能再 x86 平台执行;
使用 U 盘将程序拷贝到开发板 : 将 a.out 拷贝到 U 盘, 然后将 U 盘拷贝到开发板上;
-- 拷贝命令 : cp a.out /media/UUI/, UUI 是 U 盘名称;
-- 开发板插入 U 盘 : 将 U 盘插入开发板(已安装 Linux 操作系统) USB 口, 根目录下出现 udisk 目录, 该目录就是 U 盘;
-- 执行交叉编译后的程序 : 执行 a.out 程序, 执行成功;
(3) 交叉|普通编译结果对比
对比交叉编译 和 普通编译 的可执行文件 : 通过 file 命令对比可执行文件;
-- 交叉编译 : 使用 arm-linux-gcc main.c -o hello-arm 命令交叉编译结果 hello-arm, 使用 file hello-arm 命令查看文件属性;
root@localhost 02_gcc_demo]# file hello-arm hello-arm: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.14, not stripped
-- 普通编译 : 使用 gcc main.c -o hello-x86 命令普通编译结果 hello-x86, 使用 file hello-x86 命令查看文件属性;
[root@localhost 02_gcc_demo]# file hello-x86 hello-x86: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, not stripped
(4) 查找目录
查看查找目录 : 使用 arm-linux-gcc -print-search-dirs 命令查看;
[root@localhost ~]# arm-linux-gcc -print-search-dirs install: /usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/ programs: =/usr/local/arm/4.3.2/bin/../libexec/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../libexec/gcc/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/../../../../arm-none-linux-gnueabi/bin/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/../../../../arm-none-linux-gnueabi/bin/ libraries: =/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/../../../../arm-none-linux-gnueabi/lib/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/../../../../arm-none-linux-gnueabi/lib/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib/armv4t/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/../../../../arm-none-linux-gnueabi/lib/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/../../../../arm-none-linux-gnueabi/lib/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/lib/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib/arm-none-linux-gnueabi/4.3.2/:/usr/local/arm/4.3.2/bin/../arm-none-linux-gnueabi/libc/armv4t/usr/lib/ [root@localhost ~]#
2. 交叉链接器
(1) Makefile 示例
查看 led Makefile : 查看上面的 led 程序的 Makefile文件;
all: led.o arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.o arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S .PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin
(2) 交叉链接器链接过程
链接过程 :
-- 交叉编译 : 使用 arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S 命令, 获取 led.o 文件, 交叉编译结果是 生成 led.o 文件;
-- 链接 : 链接 led.o 生成 led.elf 文件, 使用 arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.o 命令;
-- 链接器命令格式 : -T 后面跟着链接器脚本, 这里 链接器脚本是 led.lds, -o 是链接器的生成结果名称;
3. arm-linux-readelf 工具
(1) arm-linux-readelf 解读 .elf 文件
arm-linux-readelf 使用示例 : 执行 arm-linux-readelf -a led.elf 命令, 解读 led.elf 文件;
-- 小端处理器运行 : "Data: 2's complement, little endian" 表示在小端 CPU 上执行, 如果程序大小端 与 CPU 不一致, 便不能执行;
-- 运行平台 : "Machine: ARM" 表示该程序在 ARM 平台运行;
[root@localhost 01_led]# arm-linux-readelf -a led.elf
ELF Header:
Magic: 7f 45 4c 46 01 01 01 00 00 00 00 00 00 00 00 00
Class: ELF32
Data: 2's complement, little endian
Version: 1 (current)
OS/ABI: UNIX - System V
ABI Version: 0
Type: EXEC (Executable file)
Machine: ARM
Version: 0x1
Entry point address: 0x50008000
Start of program headers: 52 (bytes into file)
Start of section headers: 33344 (bytes into file)
Flags: 0x5000002, has entry point, Version5 EABI
Size of this header: 52 (bytes)
Size of program headers: 32 (bytes)
Number of program headers: 1
Size of section headers: 40 (bytes)
Number of section headers: 10
Section header string table index: 7
Section Headers:
[Nr] Name Type Addr Off Size ES Flg Lk Inf Al
[ 0] NULL 00000000 000000 000000 00 0 0 0
[ 1] .text PROGBITS 50008000 008000 0000e0 00 AX 0 0 4
[ 2] .ARM.attributes ARM_ATTRIBUTES 00000000 0080e0 000018 00 0 0 1
[ 3] .debug_line PROGBITS 00000000 0080f8 000064 00 0 0 1
[ 4] .debug_info PROGBITS 00000000 00815c 000045 00 0 0 1
[ 5] .debug_abbrev PROGBITS 00000000 0081a1 000014 00 0 0 1
[ 6] .debug_aranges PROGBITS 00000000 0081b8 000020 00 0 0 8
[ 7] .shstrtab STRTAB 00000000 0081d8 000066 00 0 0 1
[ 8] .symtab SYMTAB 00000000 0083d0 0001a0 10 9 23 4
[ 9] .strtab STRTAB 00000000 008570 0000c3 00 0 0 1
Key to Flags:
W (write), A (alloc), X (execute), M (merge), S (strings)
I (info), L (link order), G (group), x (unknown)
O (extra OS processing required) o (OS specific), p (processor specific)
There are no section groups in this file.
Program Headers:
Type Offset VirtAddr PhysAddr FileSiz MemSiz Flg Align
LOAD 0x008000 0x50008000 0x50008000 0x000e0 0x000e0 R E 0x8000
Section to Segment mapping:
Segment Sections...
00 .text
There is no dynamic section in this file.
There are no relocations in this file.
There are no unwind sections in this file.
Symbol table '.symtab' contains 26 entries:
Num: Value Size Type Bind Vis Ndx Name
0: 00000000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT UND
1: 50008000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 1
2: 00000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 2
3: 00000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 3
4: 00000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 4
5: 00000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 5
6: 00000000 0 SECTION LOCAL DEFAULT 6
7: 50008000 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 $a
8: 5000803c 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 reset
9: 50008020 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _undefined_instruction
10: 50008024 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _software_interrupt
11: 50008028 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _prefetch_abort
12: 5000802c 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _data_abort
13: 50008030 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _not_used
14: 50008034 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _irq
15: 50008038 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 _fiq
16: 50008064 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 set_peri_port
17: 50008074 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 disable_watchdog
18: 50008084 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 disable_irq
19: 500080a0 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 init_led
20: 500080b0 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 light_led
21: 50008060 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 halt
22: 500080c8 0 NOTYPE LOCAL DEFAULT 1 $d
23: 50008000 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT 1 _start
24: 500080e0 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT ABS __bss_start
25: 500080e0 0 NOTYPE GLOBAL DEFAULT ABS _end
No version information found in this file.
Attribute Section: aeabi
File Attributes
Tag_CPU_name: "4T"
Tag_CPU_arch: v4T
Tag_ARM_ISA_use: Yes
[root@localhost 01_led]#
(2) arm-linux-readelf 解读 可执行程序需要的库文件
程序无法运行排错方法 :
-- 运行平台不对 : ARM 平台 和 x86 平台之间的程序不能互相运行;
-- CPU 大小端不对 : 大端格式的程序不能运行在小端 CPU 上;
-- 库不对 : 使用 arm-linux-readelf -d hello-arm 查看程序运行需要的库, "0x00000001 (NEEDED) Shared library: [libc.so.6]", 表示需要有libc.so.6 库;
[root@localhost 02_gcc_demo]# arm-linux-readelf -d hello-arm Dynamic section at offset 0x460 contains 24 entries: Tag Type Name/Value 0x00000001 (NEEDED) Shared library: [libc.so.6] 0x0000000c (INIT) 0x8274 0x0000000d (FINI) 0x8428 0x00000019 (INIT_ARRAY) 0x10454 0x0000001b (INIT_ARRAYSZ) 4 (bytes) 0x0000001a (FINI_ARRAY) 0x10458 0x0000001c (FINI_ARRAYSZ) 4 (bytes) 0x00000004 (HASH) 0x8168 0x00000005 (STRTAB) 0x81e0 0x00000006 (SYMTAB) 0x8190 0x0000000a (STRSZ) 65 (bytes) 0x0000000b (SYMENT) 16 (bytes) 0x00000015 (DEBUG) 0x0 0x00000003 (PLTGOT) 0x10548 0x00000002 (PLTRELSZ) 32 (bytes) 0x00000014 (PLTREL) REL 0x00000017 (JMPREL) 0x8254 0x00000011 (REL) 0x824c 0x00000012 (RELSZ) 8 (bytes) 0x00000013 (RELENT) 8 (bytes) 0x6ffffffe (VERNEED) 0x822c 0x6fffffff (VERNEEDNUM) 1 0x6ffffff0 (VERSYM) 0x8222 0x00000000 (NULL) 0x0 [root@localhost 02_gcc_demo]#
4. 反汇编器(arm-linux-objdump)
(1) 反汇编
反汇编示例 : arm-linux-objdump -D -S hello-arm, 太多, 省略后面几百行;
[root@localhost 02_gcc_demo]# arm-linux-objdump -D -S hello-arm
hello-arm: file format elf32-littlearm
Disassembly of section .interp:
00008134 <.interp>:
8134: 62696c2f rsbvs r6, r9, #12032 ; 0x2f00
8138: 2d646c2f stclcs 12, cr6, [r4, #-188]!
813c: 756e696c strbvc r6, [lr, #-2412]!
8140: 6f732e78 svcvs 0x00732e78
8144: Address 0x00008144 is out of bounds.
Disassembly of section .note.ABI-tag:... ...
(2) 编译附加调试信息
带调试信息的反编译 :
-- 交叉编译带调试信息 : arm-linux-gcc -g main.c 命令, 进行交叉编译, 结果 a.out;
-- 反编译 : arm-linux-objdump -S -D a.out 命令, 反编译结果 每行 C 代码都对应 汇编代码;
... ...
#include<stdio.h>
int main(int argc, char** argv)
{
837c: e92d4800 push {fp, lr}
8380: e28db004 add fp, sp, #4 ; 0x4
8384: e24dd008 sub sp, sp, #8 ; 0x8
8388: e50b0008 str r0, [fp, #-8]
838c: e50b100c str r1, [fp, #-12]
printf("Hello World!\n");
8390: e59f0014 ldr r0, [pc, #20] ; 83ac <main+0x30>
8394: ebffffc8 bl 82bc <_init+0x48>
return 0;
8398: e3a03000 mov r3, #0 ; 0x0
}
... ...
5. 文件格式转换器(arm-linux-objcopy)
文件格式转换 :
-- 转换原因 : elf 格式文件不能再 arm 处理器执行;
-- 转换命令 : 进入 led 目录, 继续上面的 led 编译, 链接 生成了 led.elf 文件, 执行 arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin 命令, 将 elf 文件转换为 bin 文件;
-- 命令解析 : -O 表示输出格式, -O binary 表示输出二进制格式;
三. Makefile 文件
Makefile 示例 :
all: led.o arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.o arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S .PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin
1. Makefile 规则
(1) 普通规则
规则 : 用于说明文件生成过程;
-- 规则语法 :
target(目标) : prerequisites(依赖)
command(命令)
led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S-- 语法解析 : led.o 是目标, led.S 是依赖, arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S 是命令;
(2) 通用规则
通用规则示例 :
%.o : %.c
arm-linux-gcc -o %.o %.c
-- 解析 : 编译 main.c 生成 main.o;
2. Makefile 目标
(1) 伪目标
Makefile 中的伪目标示例 : 伪目标 只有命令, 没有依赖;
.PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin-- 伪目标标示 : ".PHONY: clean" 将 clean 声明为 伪目标;
(2) 最终目标
最终目标 : Makefile 默认执行 第一个目标, 第一个目标就是最终目标;
3. Makefile 变量
(1) 自定义变量
变量使用示例 :
-- 使用标量前 :
app1: app1.o func1.o func2.o gcc app1.o func1.o func2.o -o app1 app2: app2.o func1.o func2.o gcc app2.o func1.o func2.o -o app2-- 定义变量 : obj=func1.o func2.o, 将该定义的变量应用于 Makefile;
obj=func1.o func2.o app1: app1.o $(obj) gcc app1.o $(obj) -o app1 app2: app2.o $(obj) gcc app2.o $(obj) -o app2
(2) 系统定义变量
系统定义变量 :
-- $^ : 代表依赖的文件;
-- $@ : 代表目标;
-- $< : 代表第一个依赖文件;
-- 使用系统变量前 :
all: led.o arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.o arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o led.o -c led.S .PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin-- 使用系统变量后 :
all: led.o arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf $^ arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o $@ -c $^ .PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin-- 编译运行 : 编译结果与 不使用系统变量时的规则相同;
4. Makefile 技巧
(1) Makefile 去回显
Makefile 去回显 :
-- 回显 : 执行编译时, 会将命令打印到命令行中;
-- 去回显 : 在命令前添加 "@" 符号;
all: led.o @arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf $^ @arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin led.o : led.S arm-linux-gcc -g -o $@ -c $^ .PHONY: clean clean: rm *.o led.elf led.bin-- 执行结果 : 此时就没有上面两条显示了;
(2) Makefile 文件名称修改
Makefile 文件名称 :
-- 默认名称 : make 工具默认寻找 "Makefile" 或者 "makefile" 文件, 如果没有回报错;
-- 指明 Makefile 文件 : make -f Makefile-ARM 命令;
四. 链接器脚本
1. 链接器脚本示例
可执行程序组成 : 代码段, 数据段, bss 段; 链接器脚本就是配置这些段信息;
简单的链接器脚本示例 :
-- 代码段 : .text 表示代码段, * 表示所有文件, *(.text) 表示所有文件的代码;
-- 数据段 : .data 表示数据段, * 表示所有文件, *(.data) 表示所有文件的数据段;
-- bss 段 : .bss 表示 bss 段, * 表示所有文件, *(.bss) 表示所有文件的 bss 段;
SECTIONS{
.text :
{
*(.text)
}
.data :
{
*(.data)
}
.bss :
{
*(.bss)
}
}
2. 设置起始链接器地址
设置链接器起始地址 :
-- 语法 : ". = 地址";
-- lds 脚本示例 :
SECTIONS{
. =0x0;
.text :
{
*(.text)
}
.data :
{
*(.data)
}
.bss :
{
*(.bss)
}
}
--
反编译编译后的 elf 文件 : "00000000 <_start>:" 表示从 0 地址开始;
[root@localhost 01_led]# arm-linux-objdump -D -S led.elf led.elf: file format elf32-littlearm Disassembly of section .text: 00000000 <_start>: .text .globl _start #define VIC0_INT 0x71200000 #define VIC1_INT 0x71300000-- 修改首地址后的脚本 : 将起始地址修改为 0x30008000;
SECTIONS{
. =0x30008000;
.text :
{
*(.text)
}
.data :
{
*(.data)
}
.bss :
{
*(.bss)
}
}
-- 反编译elf : 执行 arm-linux-objdump -D -S led.elf 命令, "30008000 <_start>:" 起始地址是 0x30008000;
[root@localhost 01_led]# arm-linux-objdump -D -S led.elf led.elf: file format elf32-littlearm Disassembly of section .text: 30008000 <_start>: .text .globl _start #define VIC0_INT 0x71200000 #define VIC1_INT 0x71300000 ... ...
地址对比 :
-- 链接器起始地址 0x000000 :
-- 链接器起始地址 0x30008000 :
3. 对齐设置
对齐范例 : . = ALIGN(4); 表示从当前开始 4 字节对齐;
SECTIONS{
. =0x30008000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.data :
{
*(.data)
}
. = ALIGN(4);
.bss :
{
*(.bss)
}
}
4. 变量
变量示例 : 变量保存之后, 可以再程序中用到变量;
-- 示例 :
SECTIONS{
. =0x30008000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.data :
{
*(.data)
}
. = ALIGN(4);
bss_start = . ;
.bss :
{
*(.bss)
}
bss_end = . ;
}
5. 设置代码段首文件
设置首文件 :
-- 语法 : start.o(.text);
-- 示例 :
SECTIONS{
. =0x30008000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
start.o(.text)
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.data :
{
*(.data)
}
. = ALIGN(4);
bss_start = . ;
.bss :
{
*(.bss)
}
bss_end = . ;
}
五. eclipse 在线调试
1. eclipse 集成开发环境示意图
eclipse 集成开发环境示意图 :
-- 硬件 : 开发板, JLink;
-- 软件 : eclipse, GDB Server, JLink 软件;
2. 准备工作
(1) 格式化 nand flash
格式化 nand flash : 注意必须格式化 NandFlash 否则会出现不可预知错误;
(2) 硬件连接
硬件连接 : JLink 连接, 串口连接, 电源连接, 开发板 nand flash 启动;
(3) 安装 JLink Windows 驱动
JLink Windows 驱动安装 : 买 JLink 时会带着这个安装盘, 安装 JLink Windows 驱动 才可以调试成功, 否则会在 Windows 这一关被挡下 导致连接不成功;
(3) 安装 gdb server
安装 arm-linux-gdb-7.5.tar.gz :
-- 解压 : tar -xvzf arm-linux-gdb-7.5.tar.gz 命令;
-- 查看 build-all 脚本 : 可以看到脚本执行流程是 解压 gdb-7.5.tar.gz, 然后生成 Makefile文件, 之后进编译安装到 /opt/arm-linux-gdb 目录下;
[root@localhost arm-linux-gdb-7.5]# cat build-all #/bin/sh rm -fr gdb-7.5 rm -r /opt/arm-linux-gdb/ tar xvzf gdb-7.5.tar.gz cd gdb-7.5 ./configure --target=arm-linux --prefix=/opt/arm-linux-gdb/ -v make && make install cd /opt/arm-linux-gdb/-- 进入 ddb 安装目录, 查看路径 :
-- 配置环境变量 : 将 /etc/profile 中的环境变量删除, 只在 ~/.bashrc 中配置;
export PATH=$PATH:/opt/arm-linux-gdb/bin/ export PATH=$PATH:/usr/local/arm/4.3.2/bin/-- 环境变量顺序 : 注意前面的环境变量覆盖后面的, 交叉工具链中也有 arm-linu-gdb, 但是 /opt 下面的先配置, 因此事这个先生效;
-- 默认的 arm-linu-gdb : 是 7.5 版本的;
-- 交叉工具链中的 gdb : 6.8版本的, 无法进行 在线调试;
(4) 安装 JLink
安装流程 :
-- 解压文件 : JLink_Linux_V434a.tgz;
-- 进入cd JLink_Linux_V434a 目录, 拷贝文件 : 拷贝 libjlinkarm.so.4 和 libjlinkarm.so.4.34.1 到 /usr/lib 目录下 命令 cp -d libjlinkarm.so* /usr/lib -f, 拷贝 45-jlink.rules 到 /etc/udev/rules.d/ 下 命令 cp 45-jlink.rules /etc/udev/rules.d/;
[root@localhost ARM-tools]# tar -xvzf JLink_Linux_V434a.tgz JLink_Linux_V434a/ JLink_Linux_V434a/JLinkExe JLink_Linux_V434a/libjlinkarm.so.4 JLink_Linux_V434a/start JLink_Linux_V434a/JLinkGDBServer JLink_Linux_V434a/libjlinkarm.so.4.34.1 JLink_Linux_V434a/README JLink_Linux_V434a/45-jlink.rules [root@localhost ARM-tools]# ls arm-linux-gcc-4.3.2.tgz dnw_usb.ko arm-linux-gdb-7.5 eclipse-cpp-helios-SR2-linux-gtk.tar.gz arm-linux-gdb-7.5.tar.gz JLink_Linux_V434a dnw JLink_Linux_V434a.tgz [root@localhost ARM-tools]# cd JLink_Linux_V434a [root@localhost JLink_Linux_V434a]# ls 45-jlink.rules JLinkGDBServer libjlinkarm.so.4.34.1 start JLinkExe libjlinkarm.so.4 README [root@localhost JLink_Linux_V434a]# cp -d libjlinkarm.so* /usr/lib -f [root@localhost JLink_Linux_V434a]# cp 45-jlink.rules /etc/udev/rules.d/
执行 JLinkGDBServer :
[root@localhost JLink_Linux_V434a]# ./JLinkGDBServer SEGGER J-Link GDB Server V4.34a JLinkARM.dll V4.34a (DLL compiled Aug 31 2011 11:51:40) Listening on TCP/IP port 2331 J-Link connected Firmware: J-Link ARM V8 compiled Aug 24 2011 17:23:32 Hardware: V8.00 S/N: 17935099 Feature(s): RDI,FlashDL,FlashBP,JFlash J-Link found 2 JTAG devices, Total IRLen = 5 JTAG ID: 0x07B76F0F (ARM11)
(5) 安装 eclipse
安装流程 :
-- 取消 默认 eclipse : 红帽6.3中默认安装了eclipse, 进入 /usr/bin 目录, 将 eclipse 快捷方式改为 eclipse.bak, 如果需要使用这个 eclipse, 执行 eclipse.bak即可;
[root@localhost ~]# cd /usr/bin/ [root@localhost bin]# mv eclipse eclipse.bak-- 开始启动时会出错 : 不用管, 在此启动 eclipse 就会启动成功;
[root@localhost eclipse]# ./eclipse # # A fatal error has been detected by the Java Runtime Environment: # # SIGSEGV (0xb) at pc=0x00b8f8c1, pid=11165, tid=3077863104 # # JRE version: 6.0_24-b24 # Java VM: OpenJDK Client VM (20.0-b12 mixed mode linux-x86 ) # Derivative: IcedTea6 1.11.1 # Distribution: Red Hat Enterprise Linux Server release 6.2 (Santiago), package rhel-1.45.1.11.1.el6-i386 # Problematic frame: # C [UTF-16.so+0x8c1] gconv+0x3c1 # # An error report file with more information is saved as: # /root/arm/ARM-tools/eclipse/hs_err_pid11165.log # # If you would like to submit a bug report, please include # instructions how to reproduce the bug and visit: # http://icedtea.classpath.org/bugzilla # The crash happened outside the Java Virtual Machine in native code. # See problematic frame for where to report the bug. # 已放弃 (core dumped)-- 安装 CDT 插件 : 地址 http://opensource.zylin.com/zylincdt , 注意 三个都选择;
(6) 工程配置
配置工程 :
-- 导入工程 : 选择 菜单 "File" --> "New" --> "Makefile Project with Existing Code"
-- 取消自动编译 : 菜单 "Project" --> "Build Automatically" 选项;
-- 清除编译文件 : 选择 "Project" --> "Clean ...", 就会清除 .o .elf .bin 文件;
-- 编译文件 : "Project" --> "Build All" 选项, 同时 Console 中会有命令行输出;
(7) Debug配置
Debug 配置 :
-- 设置Main 选项卡 : 双击 Zylin Embedded debug (Native), 创建 Degug, 设置工程名, 设置调试程序, 注意选择 elf 格式的文件;
-- 设置 Debugger 选项卡 : 取消 Stop on startup at : main 选项, GDB debugger 程序选择为 arm-linux-gdb;
-- 设置初始化脚本 : 在 Commands 选项卡中设置 初始化脚本 , 注意下面的脚本是 ok6410 开发板的脚本, 其它开发板无法使用;
# tiny6410_config # connect to the J-Link gdb server target remote localhost:2331 # Set JTAG speed to 30 kHz monitor endian little monitor speed 30 # Reset the target monitor reset monitor sleep 10 # # CPU core initialization (to be done by user) # # Set the processor mode monitor reg cpsr = 0xd3 #config MMU #flush v3/v4 cache monitor cp15 7, 7, 0, 0 = 0x0 #/* flush v4 TLB */ monitor cp15 8, 7, 0, 0 = 0x0 #disable MMU stuff and caches monitor cp15 1, 0, 0, 0 =0x1002 #Peri port setup monitor cp15 15, 2, 0, 4 = 0x70000013 #disable watchdog monitor MemU32 0x7e004000 = 0x00000000 monitor sleep 10 #disable interrupt monitor MemU32 0x71200014 = 0x00000000 monitor MemU32 0x71300014 = 0x00000000 monitor MemU32 0x7120000C = 0x00000000 monitor MemU32 0x7130000C = 0x00000000 monitor MemU32 0x71200F00 = 0x00000000 monitor MemU32 0x71300F00 = 0x00000000 #set clock monitor MemU32 0x7e00f900 = 0x0000801e monitor MemU32 0x7e00f000 = 0x0000ffff monitor MemU32 0x7e00f004 = 0x0000ffff monitor MemU32 0x7e00f020 = 0x01043310 monitor MemU32 0x7e00f00C = 0xc2150601 monitor MemU32 0x7e00f010 = 0xc2150601 monitor MemU32 0x7e00f024 = 0x00000003 monitor MemU32 0x7e00f014 = 0x00200102 monitor MemU32 0x7e00f018 = 0x00000000 monitor MemU32 0x7e00f01C = 0x14000007 #config sdram monitor MemU32 0x7e00f120 = 0x00000008 monitor MemU32 0x7e001004 = 0x00000004 monitor MemU32 0x7e001010 = 0x0000040f monitor MemU32 0x7e001014 = 0x00000006 monitor MemU32 0x7e001018 = 0x00000001 monitor MemU32 0x7e00101c = 0x00000002 monitor MemU32 0x7e001020 = 0x00000006 monitor MemU32 0x7e001024 = 0x0000000a monitor MemU32 0x7e001028 = 0x0000000c monitor MemU32 0x7e00102c = 0x0000018f monitor MemU32 0x7e001030 = 0x0000000c monitor MemU32 0x7e001034 = 0x00000002 monitor MemU32 0x7e001038 = 0x00000002 monitor MemU32 0x7e00103c = 0x00000002 monitor MemU32 0x7e001040 = 0x00000002 monitor MemU32 0x7e001044 = 0x00000013 monitor MemU32 0x7e001048 = 0x00000013 monitor MemU32 0x7e00100C = 0x00010012 monitor MemU32 0x7e00104C = 0x00000b45 monitor MemU32 0x7e001200 = 0x000150f8 monitor MemU32 0x7e001304 = 0x00000000 monitor MemU32 0x7e001008 = 0x000c0000 monitor MemU32 0x7e001008 = 0x00000000 monitor MemU32 0x7e001008 = 0x00040000 monitor MemU32 0x7e001008 = 0x00040000 monitor MemU32 0x7e001008 = 0x000a0000 monitor MemU32 0x7e001008 = 0x00080032 monitor MemU32 0x7e001004 = 0x00000000 # Setup GDB for faster downloads #set remote memory-write-packet-size 1024 set remote memory-write-packet-size 4096 set remote memory-write-packet-size fixed monitor speed 12000 break _start load
-- Debug 调试 : 执行 debug 调试, 再弹出的对话框中点击 yes;
-- 此时可以单步调试 :
.
作者 : 韩曙亮
博客地址 : http://blog.csdn.net/shulianghan/article/details/42239705
参考博客 : 【嵌入式开发】嵌入式 开发环境 (远程登录 | 文件共享 | NFS TFTP 服务器 | 串口连接 | Win8.1 + RedHat Enterprise 6.3 + Vmware11)