6 uClinux的开发环境

1、GNU开发套件

GNU开发套件作为通用的Linux开放套件，包括一系列的开发调试工具。主要组件：

Gcc： 编译器，可以做成交叉编译的形式，即在宿主机上开发编译目标上可运行的二进制文件。

Binutils：一些辅助工具，包括objdump（可以反编译二进制文件），as（汇编编译器），ld（连接器）等等。

Gdb：调试器，可使用多种交叉调试方式，gdb-bdm（背景调试工具），gdbserver（使用以太网络调试）。

2、Clinux的打印终端

通常情况下，uClinux的默认终端是串口，内核在启动时所有的信息都打印到串口终端（使用printk函数打印），同时也可以通过串口终端与系统交互。

uClinux在启动时启动了telnetd（远程登录服务），操作者可以远程登录上系统，从而控制系统的运行。至于是否允许远程登录可以通过烧写romfs文件系统时由用户决定是否启动远程登录服务。

3、交叉编译调试工具

支持一种新的处理器，必须具备一些编译，汇编工具，使用这些工具可以形成可运行于这种处理器的二进制文件。对于内核使用的编译工具同应用程序使用的有所不同。在解释不同点之前，需要对gcc连接做一些说明：

ld（link description）文件：ld文件是指出连接时内存映象格式的文件。

crt0.S：应用程序编译连接时需要的启动文件，主要是初始化应用程序栈。

pic：position independence code ，与位置无关的二进制格式文件，在程序段中必须包括reloc段，从而使的代码加载时可以进行重新定位。

内核编译连接时，使用ucsimm.ld文件，形成可执行文件映象，所形成的代码段既可以使用间接寻址方式（即使用reloc段进行寻址），也可以使用绝对寻址方式。这样可以给编译器更多的优化空间。因为内核可能使用绝对寻址，所以内核加载到的内存地址空间必须与ld文件中给定的内存空间完全相同。

应用程序的连接与内核连接方式不同。应用程序由内核加载（可执行文件加载器将在后面讨论），由于应用程序的ld文件给出的内存空间与应用程序实际被加载的内存位置可能不同，这样在应用程序加载的过程中需要一个重新地位的过程，即对 reloc段进行修正，使得程序进行间接寻址时不至于出错。（这个问题在i386等高级处理器上方法有所不同）。

由上述讨论，至少需要两套编译连接工具：

1） 二进制工具（Binutils）

GNU binutils包包括了汇编工具、链接器和基本的目标文件处理工具。对binutils包的设置定义了所需的目标文件的格式和字节顺序。 Binutils包种的工具都使用了二进制文件描述符（BFD）库来交换数据。通过设置文件config.bfd，可以指定默认的二进制文件格式（例如 elf little endian）和任何工具可用的格式，见例1。

例1 在config.bfd中添加的用来指定目标二进制格式的代码

arm-*-uClinux* | armel-*-uClinux*
tag_defvec=bfd_elf32_littlearm_vec
targ_selvecs=”bfd_elf32_bigarm_vec armcoff_little_vec armcoff_big_vec”

2） C编译器

GNU编译器集GCC是通过使用一种叫做“寄存器转换语言”（RTL）的方式实现的。假定现在有一种基本的机器描述性文件，它已经能满足大家的需要。现在要做的仅仅是设置默认情况下使用的参数和如何将文件组合成可执行文件的方式。 GNU的文档提供了所有必需的资料，使得用户可以为新型的处理器的指令集合提供支持。如果要针对体系的机器建立一个新的目标机器，那么就必须指定默认编译参数和定制系统的特定参数，见例2。对于特定的目标系统，可以使用TARGET_DEFAULT宏来在target.h文件中定义编译器的开关。目标t- makefile段指定了应该构建哪一个额外的例程和其编译的方式。

例2 使用uClinux-arm.h来指定默认的编译参数

＃undef TARGET_DEFAULT
#define TARGET_DEFAULT(ARM_FLAG_APCS_32|ARM_FLAG_NO_GOT)

4 可执行文件格式

先对一些名词作一些说明：

coff（common object file format）：一种通用的对象文件格式。

elf（excutive linked file）：一种为Linux系统所采用的通用文件格式，支持动态连接。

flat：elf格式有很大的文件头，flat文件对文件头和一些段信息做了简化。

uClinux系统使用flat可执行文件格式，gcc的编译器不能直接形成这种文件格式，但是可以形成coff或elf格式的可执行文件，这两种文件需要coff2flt或elf2flt工具进行格式转化，形成flat文件。当用户执行一个应用时，内核的执行文件加载器将对flat文件进行进一步处理，主要是对reloc段进行修正。以下对reloc段进一步讨论。

需要reloc段的根本原因是，程序在连接时连接器所假定的程序运行空间与实际程序加载到的内存空间不同。假如有这样一条指令：

jsr app_start;