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GNU的编译器和调试工具

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加班加点|  楼主 | 2012-2-29 23:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
一. 编译工具

1.编辑工具介绍

        GNU提供的编译工具包括汇编器as、C编译器gcc、C++编译器g++、连接器ld和二进制转换工具objcopy。基于ARM平台的工具分别为arm-linux-as、arm-linux-gcc、arm-linux-g++、arm-linux-ld和arm-linux- objcopy。GNU的编译器功能非常强大,共有上百个**作选项,这也是这类工具让初学者头痛的原因。不过,实际开发中只需要用到有限的几个,大部分可以采用缺省选项。GNU工具的开发流程如下:编写C、C++语言或汇编源程序,用gcc或g++生成目标文件,编写连接脚本文件,用连接器生成最终目标文件(elf格式),用二进制转换工具生成可下载的二进制代**。

(1)编写C、C++语言或汇编源程序

        通常汇编源程序用于系统最基本的初始化,如初始化堆栈指针、设置页表、**作ARM的协处理器等。初始化完成后就可以跳转到C代**执行。需要注意的是,GNU的汇编器遵循AT&T的汇编语法,读者可以从GNU的站点(
www.gnu.org)上下载有关规范。汇编程序的缺省入口是 start标号,用户也可以在连接脚本文件中用ENTRY标志指明其它入口点(见下文关于连接脚本的说明)。

(2)用gcc或g++生成目标文件

        如果应用程序包括多个文件,就需要进行分别编译,最后用连接器连接起来。如笔者的引导程序包括3个文件:init.s(汇编代**、初始化硬件)xmrecever.c(通信模块,采用Xmode协议)和flash.c(Flash擦写模块)。

        分别用如下命令生成目标文件: arm-linux-gcc-c-O2-oinit.oinit.s arm-linux-gcc-c-O2-oxmrecever.oxmrecever.c arm-linux-gcc-c-O2-oflash.oflash.c 其中-c命令表示只生成目标代**,不进行连接;-o命令指明目标文件的名称;-O2表示采用二级优化,采用优化后可使生成的代**更短,运行速度更快。如果项目包含很多文件,则需要编写makefile文件。关于makefile的内容,请感兴趣的读者参考相关资料。

(3)编写连接脚本文件

        gcc等编译器内置有缺省的连接脚本。如果采用缺省脚本,则生成的目标代**需要**作系统才能加载运行。为了能在嵌入式系统上直接运行,需要编写自己的连接脚本文件。编写连接脚本,首先要对目标文件的格式有一定了解。GNU编译器生成的目标文件缺省为elf格式。elf文件由若干段(section)组成,如不特殊指明,由C源程序生成的目标代**中包含如下段:.text(正文段)包含程序的指令代**;.data(数据段)包含固定的数据,如常量、字符串;.bss(未初始化数据段)包含未初始化的变量、数组等。C++源程序生成的目标代**中还包括.fini(析构函数代**)和. init(构造函数代**)等。连接器的任务就是将多个目标文件的.text、.data和.bss等段连接在一起,而连接脚本文件是告诉连接器从什么地址开始放置这些段。例如连接文件link.lds为:

ENTRY(begin)

SECTION

{

.=0x30000000;

.text:{*(.text)}

.data:{*(.data)}

.bss:{*(.bss)}

}

        其中,ENTRY(begin)指明程序的入口点为begin标号;.=0x00300000指明目标代**的起始地址为0x30000000,这一段地址为MX1的片内RAM;.text:{*(.text)}表示从0x30000000开始放置所有目标文件的代**段,随后的.data:{* (.data)}表示数据段从代**段的末尾开始,再后是.bss段。

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沙发
加班加点|  楼主 | 2012-2-29 23:07 | 只看该作者
(4)用连接器生成最终目标文件

有了连接脚本文件,如下命令可生成最终的目标文件:

arm-linux-ld –no stadlib –o bootstrap.elf -Tlink.lds init.o xmrecever.o flash.o

其中,ostadlib表示不连接系统的运行库,而是直接从begin入口;-o指明目标文件的名称;-T指明采用的连接脚本文件(也可以使用-Ttext address,address表示执行区地址);最后是需要连接的目标文件列表。

(5)生成二进制代**

连接生成的elf文件还不能直接下载执行,通过objcopy工具可生成最终的二进制文件:

arm-linux-objcopy –O binary bootstrap.elf bootstrap.bin

其中-O binary指定生成为二进制格式文件。Objcopy还可以生成S格式的文件,只需将参数换成-O srec。还可以使用-S选项,移除所有的符号信息及重定位信息。如果想将生成的目标代**反汇编,还可以用objdump工具:

arm-linux-objdump -D bootstrap.elf

至此,所生成的目标文件就可以直接写入Flash中运行了。

2.Makefile实例

example: head.s  main.c

arm-linux-gcc -c -o head.o head.s

arm-linux-gcc -c -o main.o main.c

arm-linux-ld -Tlink.lds head.o ain.o -o example.elf

arm-linux-objcopy -O binary -S example_tmp.o example

arm-linux-objdump -D -b binary -m arm  example >ttt.s

二. 调试工具

        Linux下的GNU调试工具主要是gdb、gdbserver和kgdb。其中gdb和gdbserver可完成对目标板上Linux下应用程序的远程调试。gdbserver是一个很小的应用程序,运行于目标板上,可监控被调试进程的运行,并通过串口与上位机上的gdb通信。开发者可以通过上位机的gdb输入命令,控制目标板上进程的运行,查看内存和寄存器的内容。gdb5.1.1以后的版本加入了对ARM处理器的支持,在初始化时加入- target==arm参数可直接生成基于ARM平台的gdbserver。gdb工具可以从ftp: //ftp.gnu.org/pub/gnu/gdb/上下载。

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