专题1：裸机开发快速体验+交叉工具链

第一课：裸机开发快速体验
在windows上的集成开发环境（如ADS、RVDS）进行嵌入式开发过程中，实际上开发环境已经帮助开发者完成了例如makefile、链接等过程，程序开发者不能很好理解其中的机理，故在以后的开发中都在linux中开发。
在linux中，需要开发者去写makefile、lds脚本，以及学会调试eclipse。

本课从体验的过程中总结使用了什么工具，了解裸机开发的流程。
过程：
1）编写裸机程序
2）调试裸机程序
3）生成2进制文件（编译、链接、格式转换）
（1）安装交叉工具链
建立目录/home/S3-ARM/part1/lesson1，并将ARM-tools.tar.gz拷贝到此处。
解压ARM-tools.tar.gz：
tar xvzf ARM-tools.tar.gz -C / （解压到根目录中去，实际上被解压到/usr/local/arm/4.3.2/bin去了，可以通过ls查看是否有。）
因为工具被解压到/usr/local/arm/4.3.2/bin去了，故在/home下运行#arm-linux-gcc 是否报错的，此时要修改环境变量：
[root@localhost home]# vim /root/.bashrc
（进去后加上一条）export PATH=$PATH:/usr/local/arm/4.3.2/bin

（2）修改完成后，利用各种工具去生成2进制文件：
首先将下面文件拷贝到/home/S3-ARM/part1/lesson1中：

交叉编译器：
[root@localhost home]# arm–linux-gcc -g -c led.S
（ls后可以发现多了一个目标文件led.o，-c的意思是只编译不链接）
链接器脚本：
[root@localhost home]# arm-linux-ld -Tled.lds -o led.elf led.0
（.lds为链接器脚本文件，.elf格式不对，不能烧写到开发板，下面进行二进制转换；其中，-T表示使用链接器脚本，中间没有空格，将所有的.o文件链接为一个.elf文件，这里是有一个.o文件。可以多个）
[root@localhost home]# arm-linux-objcopy -o binary led.elf led.bin
（生成led.bin二进制文件）
Makefile的使用：（一键搞定）
[root@localhost home]# make clean （清除以上生成的所有文件）
[root@localhost home]# make（执行make后发现led.bin又生成了）

4）烧写、运行2进制映像

将生成好的裸机程序（led.bin）烧写到nand flash中去，2440的板子有nor flash，6440或210中有SD卡，都是通过norflash或SD卡中的 引导辅助程序
把程序通过usb下载到开发板中去。
引导辅助程序在上几节课已经下载到norflah中去了，此时直接连通串口，依次进行x（擦除nandflash）、v操作（下载可执行程序程序，这里是led.bin，事先连接好linux与开发板的usb接口。）
烧写完成后，将flash启动开关拨到nandflash，重新上电，可以观察到led被点亮，如下图。

至此，体验完毕。

第2课：交叉工具链
1、什么是交叉工具链？
gcc编译的程序只能在windons上运行，不能在开发板上运行，开发板上要使用arm-linux-gcc。可以通过下面方式实验查看两者区别：
[root@localhost home]# gcc hello.c -o hello-x86
[root@localhost home]# arm-linux-gcc hello.c -o hello-arm
[root@localhost home]# file hello-x86
[root@localhost home]# file hello-arm

2、常用交叉工具
1）交叉编译器 arm-linux-gcc
使用方法和gcc一样，但gcc在/usr/include中寻找头文件，但arm-linux-gcc 在/usr/local/arm中找头文件（1、arm-linux-gcc –help 2、查看上面的参数找到-print-search-dirs）

2）交叉链接器 arm-linux-ld（用法见上一课）

3）elf文件读取工具 arm-linux-readelf
[root@localhost home]# arm-linux-readelf -a led.elf

（arm绝大部分是小端模式的，网络一般是大端）
如果2进制代码不能在arm板运行运行？
一般有两个原因；
（1）程序不是运行在arm上的，或大小端模式不对：查看是否是运行在arm上：[root@localhost home]# file hello

大小端的查看用上面的 arm-linux-readelf -a led.elf

（2）查看arm中是否有支持的库文件
[root@localhost home]# arm-linux-readelf -d led.elf

4）反汇编器 arm-linux-objdump
当我们编写的一个程序运行的效果不是我们想要的时，我们需要去查看它们的汇编代码，这在底层开发中非常重要。需要将编译好的程序变成汇编语言。（这个和核心转存 core dump不一样）
[root@localhost home]# arm-linux-objdump -D -S hello >dump
[root@localhost home]# vim dump

如果觉得汇编和c语言对应不上，可以在编译时加入“调试信息”后再执行以上两步：
[root@localhost home]# arm-linux-gcc -g hello.c -o hello

5）文件格式转换器 arm-linux-objcopy
因为编译的.elf文件不能直接在开发板上运行，能够在开发板上运行的程序一定是2进制程序（但为什么arm-linux-gcc hello.c -o hello产生的hello文件能在开发板上运行呢？虽然没有手动进行格式转换，但是因为开发板上运行的是linux系统（不是裸机），系统上的elf解析器能够将.elf文件转换问.bin文件）。（——-linux识别u盘再进入优盘中，利用串口直接执行hello，注意这种方式。）
那么如何将一个.elf文件转变为2进制文件呢？—文件格式转换器 arm-linux-objcopy
[root@localhost home]# arm-linux-objcopy -O binary led.elf led.bin

后注：arm-linux-gcc的命名不是一定的，-gcc前面的一般比较灵活，但其作用不变。
arm-linux-gcc –help （查看工具的用法）