ARM/uClinux應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)

　　可以移植已有的程序還要感謝開(kāi)放源代碼的弟兄，沒(méi)有這些C文件和H文件讓你重新編譯一下，怎么在你的CPU上跑？其實(shí)不止這些，后面還會(huì)看見(jiàn)開(kāi)源組織的牛人專為程序可移植性所作的專門的工作。

　　那么為什么要移植程序？

　　問(wèn)這問(wèn)題就像問(wèn)地上有個(gè)錢包為什么要撿一樣，答案不言而喻。現(xiàn)成的東西為什么不要。當(dāng)然，移植程序可沒(méi)有撿錢包那么簡(jiǎn)單，尤其是第一次，后面會(huì)說(shuō)一些移植之前應(yīng)該考慮的問(wèn)題。（就像現(xiàn)在地上有個(gè)錢包也千萬(wàn)別上去就揣自己兜里，說(shuō)不定就是套）。另一方面，你給我你寫好的程序讓我拿去用，我還要考慮一下，或許里頭問(wèn)題多的還不如自己寫一個(gè)。我這里所說(shuō)的可移植的程序應(yīng)該是維護(hù)比較好，比較成熟的源代碼（像我后面的所說(shuō)的UCD－SNMP），目前的開(kāi)放源代碼運(yùn)動(dòng)決不僅僅是把自己的程序公開(kāi)就行了，而是有了一套成熟完整的版本控制，BUG報(bào)告和PATCH提交流程。

　　這樣的代碼才有更大的使用價(jià)值。

　　什么時(shí)候可以考慮移植程序？ 在基于嵌入式操作系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，具有一定規(guī)模的程序都可以到網(wǎng)上查一查都沒(méi)有成熟的源代碼可用。前面已經(jīng)說(shuō)到，程序的移植最終只針對(duì)CPU，其實(shí)和操作系統(tǒng)沒(méi)什么關(guān)系，但另一方面，因?yàn)榇a中可能會(huì)使用一些庫(kù)函數(shù)，這些庫(kù)會(huì)包括C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和操作系統(tǒng)提供的API（應(yīng)用程序接口）庫(kù)。假設(shè)源代碼中只包括C標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，那么該程序就可以跨操作系統(tǒng)去移植。例如hello world程序中使用了printf，因?yàn)樵摵瘮?shù)是C標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)，所以在X86上使用TC（BC或VC）可以直接編譯運(yùn)行，在ARM＋uClinux平臺(tái)下也一樣，但如果程序中調(diào)用了vfork函數(shù)，那么只有l(wèi)inux一脈相承的操作系統(tǒng)支持這種特殊服務(wù)了，在window或dos操作系統(tǒng)下無(wú)法直接編譯該程序了。只能找該操作系統(tǒng)支持的類似的功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。再進(jìn)一步，硬件上的生理缺陷也會(huì)為移植帶來(lái)麻煩，S3C4510B不支持MMU，在其上運(yùn)行的uClinux也不提供和MMU有關(guān)的服務(wù)（其實(shí)uClinux本身可以支持MMU），于是在移植前相關(guān)的函數(shù)（比如FORK）都要被替代掉（使用VFORK）。好在uClinux和linux提供的應(yīng)用接口大部分還是相同的。所以這樣的工作還可以承受。

　　由上可知，如果是在各種嵌入式linux（除了uClinux以外，還有好幾種）平臺(tái)上開(kāi)發(fā)，那么針對(duì)該平臺(tái)以及l(fā)inux平臺(tái)上的源代碼都可以使用，但是要牢記他們之間的差異。在我的系統(tǒng)中需要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，所以想使用snmp協(xié)議，該協(xié)議和http，ftp一樣屬于應(yīng)用層的成熟協(xié)議，專用于網(wǎng)絡(luò)管理。目前已經(jīng)有一些針對(duì)該協(xié)議成熟的代碼，最有名的是ucd－snmp，不光軟件本身功能強(qiáng)大，可移植性也比較好，在linux，unix等平臺(tái)上都可以移植，于是決定將它移植到ARM＋uClinux平臺(tái)上（別看現(xiàn)在說(shuō)的這么輕松，當(dāng)時(shí)接這活時(shí)都有點(diǎn)哆嗦）。
簡(jiǎn)單總結(jié)一下，移植應(yīng)用程序的前提是有源代碼，移植的關(guān)鍵工具是編譯器，源代碼中和硬件平臺(tái)相關(guān)的東西越少越好（這里主要指使用了匯編，或做了針對(duì)自己平臺(tái)的事，比如將指針指向特定地址然后操作），另一方面，如果該程序是基于某個(gè)操作系統(tǒng)（利用了操作系統(tǒng)提供的特殊服務(wù)，即API），要看自己的操作系統(tǒng)是否提供了相關(guān)服務(wù)。

　　下面簡(jiǎn)單列出一些我認(rèn)為移植時(shí)需要考慮的問(wèn)題：

　　(1) 自己的操作系統(tǒng)的特點(diǎn)以及在當(dāng)前版本下支持的特性。
例如：uClinux不支持MMU，同樣就無(wú)法支持相應(yīng)的特性。

　　(2) 硬件資源。

　　因?yàn)榍度胧较到y(tǒng)資源比較緊張，硬件資源考慮必須要周全：

　　(1) 軟件存儲(chǔ)空間的大小

　　這一般要等用目標(biāo)編譯器重新編譯完以后可能才會(huì)知道，所以只能大概估算，但千萬(wàn)不要看這個(gè)程序在linux下只有幾十k，就認(rèn)為程序很小，這是因?yàn)閘inux下程序多時(shí)使用動(dòng)態(tài)庫(kù)，而在嵌入式系統(tǒng)中，很有可能是把用到的庫(kù)都鏈接在一起，所以程序的尺寸會(huì)大大增加。

　　(2) 程序運(yùn)行空間。

　　(3) 硬件以及相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)是否完備

　　以上工作應(yīng)該盡量做，但有時(shí)事先無(wú)法把握，只能聽(tīng)天由命了（有沒(méi)有搞錯(cuò)！?。?P>　　可能有人已經(jīng)要暈菜了，振奮一下大家，如果找到了好的源代碼（可移植性好），那么剩下的如要工作就是玩轉(zhuǎn)你的編譯器，只要你能順利的把源代碼用你的編譯器重新編譯一下。90％的工作就完成了（不是嗎）

上回已經(jīng)介紹了一些編譯器方面的東西，下面針對(duì)我的ARM編譯器的具體參數(shù)來(lái)講解一些編譯器主要參數(shù)的設(shè)置。
加入我已經(jīng)有了hello.c,在x86的linux平臺(tái)下編譯鏈接一下。

　　gcc –c hello.c 產(chǎn)生.o

　　gcc –o hello hello.o 產(chǎn)生可執(zhí)行文件，上回說(shuō)過(guò)，主機(jī)編譯器參數(shù)都有環(huán)境變量保存，所以看起來(lái)很簡(jiǎn)單。這里我故意分兩個(gè)步鄹。
下面看一下用我的編譯器編這個(gè)程序（心臟不好的先吃藥）。

　　arm-elf-gcc -Iroot/uClibc/include -msoft-float -mcpu=arm7tdmi -fomit-frame-pointer -fsigned-char -mcpu=arm7tdmi -Os –Wall -DEMBED -D_uclinux_ -c hello.c

　　這只是編譯，將參數(shù)逐一講解。

　　Arm-elf-gcc 是gnu的arm編譯工具

　　1）Include地址：參數(shù)：-I 值:root/uClibc/include（這是在主機(jī)上我的uClinux的頭文件路徑） 用法：-I root/uClibc/include-I參數(shù)保證后面的頭文件路徑在搜索系統(tǒng)頭文件路徑前被搜索從而有可能替代系統(tǒng)的頭文件，如果有多個(gè)這樣的參數(shù)，則搜索的順序是從左到右，然后是系統(tǒng)的頭文件。

　　2）-m 是針對(duì)CPU的選項(xiàng)。

　　-mcpu=arm7tdmi 說(shuō)明CPU類型
　　-msoft-float 產(chǎn)生包含浮點(diǎn)庫(kù)的輸出
　　-fsigned-char 讓char類型有符號(hào)
　　-fomit-frame-pointer 對(duì)所有不需要幀指針的函數(shù)都不將其保存在寄存器中。
　　3） -Os –Wall

　　－Wall：所有警告都顯示

　　Os：優(yōu)化尺寸，該選項(xiàng)使能所有所有不增加尺寸的O2優(yōu)化，并且進(jìn)一步根據(jù)尺寸優(yōu)化

　　4） = -DEMBED -D_uclinux_

　　-D: 將-Dmacro 后的macro定義為字符串1。

　　以下是鏈接：
　　arm-elf-ld -L/root/uClibc/lib -L/usr/local/gnu/arm-elf/lib -L/usr/local/gnu/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0.1 -elf2flt –o hello /root/uClibc/lib/crt0.o /usr/local/gnu/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0.1/crtbegin.o hello.o
/usr/local/gnu/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0.1/crtend.o -lc -lgcc –lc

　　其中
　　1） 鏈接工具： arm-elf-ld

　　2） -L指明需要鏈接的庫(kù)的路徑，用法和-I一樣，自己的庫(kù)的路徑也可以在這里加入。 -L/root/uClibc/lib -L/usr/local/gnu/arm-elf/lib -L/usr/local/gnu/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0.1

　　3) –o 后面緊跟生成的最終的文件名

　　4）/root/uClibc/lib/crt0.o /usr/local/gnu/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0.1/crtbegin.o OBJECTS.o
/usr/local/gnu/lib/gcc-lib/arm-elf/3.0.1/crtend.o

這是需要鏈接在一起的.o文件

　　5） -lc -lgcc –lc -l 后面緊跟的是需要鏈接的庫(kù)的名字，一般庫(kù)的名字是libxxx.a,使用時(shí)為-lxxx即可，不加lib和.a。還要注意位置，自己的庫(kù)文件應(yīng)該加在他的庫(kù)前面。

　　編譯通過(guò)后，移植就算完成了，對(duì)于比較小的源代碼都可以這樣，即先分析他的編譯選項(xiàng)（用到了那些頭文件，庫(kù)文件等），然后用自己的編譯器對(duì)照相應(yīng)參數(shù)重新編譯一下就行了。