SBC‑TLT153 嵌入式 Linux 应用开发，交叉编译与 GDB 调试实践（上）
前言本文档主要介绍基于单板机/工控机的Linux应用开发，包括Linux应用开发环境、开发流程，以及通用的Linux应用开发案例演示等。
备注：本文适用于SBC-TLT153单板机及EPC-TLT153工控机系列（由SBC-TLT153单板机搭配扩展板与外壳组成），文中所有演示均基于512MByte DDR3 + 512MByte NAND FLASH硬件配置的单板机开展。
当前应用开发支持情况如下表所示。
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在完成开发环境搭建后，可参考本文的“Linux常用开发案例”章节熟悉基本的应用开发流程，然后可参考用户手册文档进行产品应用开发。
开发环境
Windows开发环境：Windows10 64bitLinux开发环境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.4 64bitLinuxSDK开发包：LinuxSDK-[版本号]（基于aiot-t153-linux-v1.0）单板机系统版本：Tronlong-Desktop 22.04（类Ubuntu）、U-Boot-2023.04-rc4、Linux-5.10.198交叉编译工具链：Rootfs开发、应用开发：arm-linux-gnueabihf-gcc（版本为11.4.0）U-Boot开发：gcc-linaro-7.2.1-2017.11-x86_64_arm-linux-gnueabi内核开发：gcc-linaro-11.3.1-2022.06-x86_64_arm-linux-gnueabihf
术语表
为便于阅读，下表对文档出现的关键术语进行解释；对于广泛认同释义的术语，在此不做注释。
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注意事项
（1）无特殊说明情况下，本文默认基于NAND FLASH配置单板机进行测试，通过NAND FLASH启动系统。默认使用DEBUG作为调试串口，使用LVDS显示屏作为显示输出。（2）我司提供的相关文件支持系统开发和应用开发，具体说明如下：
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1 开发环境搭建说明
1.1 安装应用交叉编译工具链
本文主要提供适配应用开发的交叉编译工具链安装方式，包括网络安装、本地安装，请根据实际环境选择其中一种方式进行安装。（1）通过网络安装Host# sudo apt updateHost# sudo apt install gcc-arm-linux-gnueabihf g++-arm-linux-gnueabihf
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安装完成后，可执行如下命令查看交叉编译工具链版本号。Host# arm-linux-gnueabihf-gcc --versionHost# arm-linux-gnueabihf-g++ --version
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可以看到交叉编译工具版本为11.4.0及以上版本即为安装成功，同时交叉编译工具链默认安装在"/usr/bin/"目录下。Host# ls /usr/bin/arm-linux-gnueabihf-*
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（2）本地安装我司提供的交叉编译链压缩包位于产品资料“4-软件资料\Linux\Tools\”目录下，请将其拷贝至上位机Ubuntu系统任意路径，执行如下命令进行安装。备注：离线安装前需清理apt缓存，确保安装环境干净。Host# sudo apt-get clean
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Host# tar -zxf gcc-arm-linux-gnueabihf-11.4.0-offline.tar.gzHost# sudo cp arm-gcc-offline/*.deb /var/cache/apt/archives/Host# cd /var/cache/apt/archivesHost# sudo apt install ./*.deb
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安装完成后，可执行如下命令查看具体版本号。Host# arm-linux-gnueabihf-gcc --versionHost# arm-linux-gnueabihf-g++ --version
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可以看到交叉编译工具版本为11.4.0及以上版本即为安装成功，同时交叉编译工具链默认安装在"/usr/bin/"目录下。Host# ls /usr/bin/arm-linux-gnueabihf-*
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1.2 安装sysroot
我司提供的sysroot压缩包主要包含应用开发时所需的库（常用开发库、Qt库等），适用于Linux系统应用开发。请将产品资料“4-软件资料\Linux\LinuxSDK\”目录下的sysroot压缩包拷贝至上位机Ubuntu系统"/home/tronlong/T153/"目录。执行如下命令，将其解压，解压完成后会在当前目录下生成一个"sysroot"目录和environment文件，"sysroot"目录包含sysroot相关文件。备注：sysroot压缩包版本以实际情况为准。Host# tar -zxf t153-Tronlong-Desktop-22.04-sysroot-v1.0-nand.tar.gz
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2 GDB调试说明
GDB为GNU推出的经典命令行调试工具，在Linux系统下广泛使用。它功能强大，能让开发者单步执行程序、逐过程或逐语句调试，自由跳入或跳出函数，还能按条件设置断点，实时查看变量值，精准定位程序问题。
GDB支持多种语言，包括汇编、C/C++、D、Fortran、GO、Objective-C、OpenCL等。此外，它有远程调试模式，在嵌入式系统调试中优势明显。借助TCP/IP协议及专有通信协议，可让调试程序的主机与运行程序的目标机跨设备协作，高效完成调试任务。
2.1 调试环境搭建
执行如下命令安装gdb调试工具。Host# sudo apt install gdb-multiarch
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2.2 演示程序创建与编译
在T153目录下创建gdb-tool目录，在gdb-tool目录下执行如下命令，新建一个GDB调试演示程序。Host# mkdir gdb-tool
Host# cd gdb-tool/Host# vi test.cHost# cat test.c https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/42/wKgZPGrMTceACfLiAACbo1N7K0w231.png
演示程序代码如下：
#include
void show() { printf("show\n");
}
int main(int argc, char *argv[]){ int arr = {1, 2, 3, 4}; int i = 0; for (i = 0; i < 4; i++) { printf("arr[%d]: %d\n", i, arr); } show(); return 0;}
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执行如下命令，进行程序编译，编译完成将会生成test可执行程序。备注：编译时需添加-g参数，生成的可执行文件才带有调试信息。Host# arm-linux-gnueabihf-gcc -g test.c -o test
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请将单板机与PC机连接至同一个路由器，使用Type-C线将单板机的DEBUG调试串口连接至PC机，然后将单板机上电启动。将编译后的test可执行文件拷贝至单板机系统任意目录下。Target# ls test
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2.3 调试程序运行
执行如下命令，查看虚拟机的IP地址。
Host# ifconfig
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在单板机系统test文件所在路径下，执行如下命令运行gdbserver程序，开启监听。备注：192.168.12.59为虚拟机的IP地址；1234为连接的端口号（自行设置）；test为将要进行调试的程序。Target# gdbserver 192.168.12.59:1234 test
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/42/wKgZPGrMTm2AIFjHAAAOOu7ukjo649.png
在虚拟机test文件所在路径下，执行如下命令使用GDB调试工具进行程序调试。Host# gdb-multiarch test
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/42/wKgZPGrMTnuARy3QAAERMJiDyaw691.png
执行如下命令，连接单板机。192.168.12.37为单板机的IP地址，请以实际情况为准。(gdb) target remote 192.168.12.37:1234
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同时，单板机DEBUG调试串口打印连接成功的相关信息。
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2.4 程序调试
本章节主要演示GDB调试的几个常用命令的使用方法。
2.4.1 list命令
用于列出源码，简写：l。
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2.4.2 break命令
用于设置断点，简写：b。分别在main函数和第10行设置断点。
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/42/wKgZPGrMTrGAJmrMAAA1_CjVz6Y774.png
2.4.3 info breakpoints命令
用于显示断点的状态，简写：info b。
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/4A/wKgZO2rMTruAZJYXAAAwdb8ce4o982.png
2.4.4 continue命令
用于恢复程序执行，简写：c。此命令使GDB恢复程序的执行，直至断点触发或程序结束。
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/4A/wKgZO2rMTsWAFnQMAABrtwWL4Ac933.png
以上调试过程在第二个断点中，每输入一次c命令，将会依次打印arr[]数组的元素值，然后程序执行结束。同时，单板机DEBUG调试串口打印相关信息。
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/42/wKgZPGrMTs6AMXscAAAskkaZ15k783.png
2.4.5 print命令
用于打印变量或者变量地址，简写：p。
设置断点后，可依次打印当前变量i的值。
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/4A/wKgZO2rMTt-AcPf_ABIsDBAbT68668.png
以上调试过程在每处断点中，使用print命令打印变量i的值。同时，单板机DEBUG调试串口打印相关信息。
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2.4.6 quit命令
退出GDB模式，简写：q。当程序调试完成后，使用quit命令退出GDB调试。
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同时，单板机DEBUG调试串口打印相关信息。
https://file1.elecfans.com/web3/M00/7E/42/wKgZPGrMTu-AEYNuAAAyXKTuslQ345.png
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