刘彦文-嵌入式系统实践教程-CH3 清华大学出版社

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1、第3章主机开发环境配置虽然Linux编程环境能够支持众多编程语言，例如C、C++、Java、Perl、Python、Ada、Forth、Lisp、Fortran等等，但是目前最常用的是C语言。本章主要描述了使用C语言编程时，主机开发环境的跨平台工具链的安装。另外目标板在运行程序时，使用到网口和串行端口，因此需要事先对主机Linux环境网络和串行端口进行配置。3.1交叉开发平台基础3.1.1本地开发及交叉开发⒈本地开发本地开发（nativedevelopment）也称本机开发，指的是在主机某种操作系统下对源程序进行编译、链接，产生的可执行文件仍然能够在相

2、同的主机和相同的操作系统下运行。Linux系统支持本地开发的软件，主要指编译器及C程序库等，它们通常包含在Linux发行套件中，主机安装Linux系统时，会同时将其安装在硬盘。⒉交叉开发交叉开发（crossdevelopment）主要是指，在主机编译源程序并构建能够在目标板上运行的可执行文件的过程，并且主机、目标板处理器架构应该是不同的。例如在PC机对源程序进行编译、链接，并且产生可以在基于ARM处理器架构的目标板上运行的文件的过程。这里通常主机和目标板运行的应该是相同的操作系统，如Linux。交叉开发过程中，在主机输入源程序、编译、链接，仅仅在目标板

3、上运行程序，主要原因是目标板上硬件资源少，缺少键盘、显示器、硬盘；内存容量比较小；处理器速度比较慢。3.1.2GNU跨平台工具链组成跨平台工具链（cross-platformtoolchain）经常被简写为交叉工具链（crosstoolchain），或者就称为工具链（toolchain）。本书中出现的工具链一词，通常指的是跨平台工具链，有时也称为交叉编译器。Linux使用的工具链的大部分组件来自GNU项目。工具链通常包含以下二进制（可执行文件）工具程序：预处理器、链接器、汇编器、打包器（archiver）、C（或其他语言的）编译器，以及C程序库与它的头

4、文件。其中，C程序库与它的头文件是一种共享程序库，其行为有如内含“原始Linux内核API”的打包程序，而且在Linux系统中执行的任何应用程序几乎都会用到它。3.1.3如何获取工具链根据自己的开发环境，通过以下4种途径可以获得工具链：购买一个商业版的工具链。网上下载一个免费的工具链。购买目标板时，附带的光盘上通常会带有一个工具链。网上下载组成工具链的源代码，使用工具自行创建一个工具链。购买目标板所附带的工具链，是大多数用户最常使用的工具链，使用时要安装到主机Linux系统下。3.1.4工具链的组件及GDB简介⒈工具链组件简介⑴GCC编译器集GCC（G

5、NUCompilerCollection，GNU编译器集）并不仅仅是个C编译器，它是一个GNU编译器集，能够支持对C、C++、ObjectiveC、Java、Fortran（F77）以及Ada语言的编译。可以对GCC进行配置，使GCC能够为不同的目标处理器生成代码，使之成为一个交叉编译器。目前GCC支持的处理器体系结构有40余种，常见的有x86、ARM、PowerPC等。GCC除了能够在Linux环境下运行，还可以在Windows下运行。GCC是一个能够控制很多其他工具的前端软件，被控制的工具在编译过程中会使用到，如cpp预处理器、C编译器、汇编器、链

6、接器等。⑵GNUbinutils工具链的另一个重要的组件是GNUbinutils套件，此套件中含有两个重要的工具程序，GNU汇编器as以及GNU链接器ld。此外还有10多个工具程序，如ranlib是为archive（静态程序库）的内容产生索引、strip是用于去除目标文件中的符号，等等。⑶标准C程序库Linux用到的标准C程序库就是GNUC程序库，常被写作glibc。glibc是一个可移植、高性能的C程序库，支持所有相关标准（ISOC99、POSIX.1c、POSIX.lj、POSIX.1d、Unix98以及SingleUnixSpecificatio

7、n）。⑷线程程序库Linux内核2.6版之前对线程的支持非常有限。Linux2.6系列随附了一个新的线程实验品，称为NewPOSIXThreadingLibrary，即新的POSIX线程库NPTL。NPTL所依靠的是Linux内核对线程新的支持。NPTL被当作glibc新近版本的一部分对外发布。⑸Linux内核头文件工具链中会用到某一版本的Linux内核头文件，目的是支持程序员编程中使用到的对Linux内核的系统调用。构建工具链用到的Linux内核文件，应该与目标板上使用的Linux内核，来自相同的版本。⒉GDB简介GDB（GNUDebugger）通常

8、不包括在工具链中，是一个Linux上最常用的调试器工具。GDB需要进行编译，使之能够调试运行在