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Ubuntu上搭建arm虚拟运行环境


没有开发板,如何调试运行arm程序?
本文主要讲解如何在Ubuntu上搭建arm交叉编译、运行环境。

一、安装交叉编译工具链

安装交叉编译工具链arm-linux-gnueabihf-gcc:

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf

安装完毕,可以看到系统上已经新增了这么多交叉编译工具:

helloworld@ubuntu:~$ arm-linux-gnueabihf-
arm-linux-gnueabihf-addr2line     arm-linux-gnueabihf-gcov-7
arm-linux-gnueabihf-ar            arm-linux-gnueabihf-gcov-dump
arm-linux-gnueabihf-as            arm-linux-gnueabihf-gcov-dump-7
arm-linux-gnueabihf-c++filt       arm-linux-gnueabihf-gcov-tool
arm-linux-gnueabihf-cpp           arm-linux-gnueabihf-gcov-tool-7
arm-linux-gnueabihf-cpp-7         arm-linux-gnueabihf-gprof
arm-linux-gnueabihf-dwp           arm-linux-gnueabihf-ld
arm-linux-gnueabihf-elfedit       arm-linux-gnueabihf-ld.bfd
arm-linux-gnueabihf-gcc           arm-linux-gnueabihf-ld.gold
arm-linux-gnueabihf-gcc-7         arm-linux-gnueabihf-nm
arm-linux-gnueabihf-gcc-ar        arm-linux-gnueabihf-objcopy
arm-linux-gnueabihf-gcc-ar-7      arm-linux-gnueabihf-objdump
arm-linux-gnueabihf-gcc-nm        arm-linux-gnueabihf-ranlib
arm-linux-gnueabihf-gcc-nm-7      arm-linux-gnueabihf-readelf
arm-linux-gnueabihf-gcc-ranlib    arm-linux-gnueabihf-size
arm-linux-gnueabihf-gcc-ranlib-7  arm-linux-gnueabihf-strings
arm-linux-gnueabihf-gcov          arm-linux-gnueabihf-strip

执行下面的代码建立软链接,否则后面执行的时候会报动态库找不到的错误:

sudo ln -s /usr/arm-linux-gnueabihf/lib/libc.so.6 /lib/libc.so.6
sudo ln -s /usr/arm-linux-gnueabihf/lib/ld-linux-armhf.so.3 /lib/ld-linux-armhf.so.3

编写测试代码main.c

#include <stdio.h>	
int main()
{
    printf("helloworld\n");
    return 0;
}

下面的命令,首先编译main.c生成arm平台下的可执行文件a.out,然后通过file命令可以看到,a.out为arm平台下的elf可执行文件:

helloworld@ubuntu:~$ arm-linux-gnueabihf-gcc main.c 
helloworld@ubuntu:~$ file a.out 
a.out: ELF 32-bit LSB shared object, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=7592a0494955ca8bb953948ea4cfbefc90b2e2e9, not stripped

二、安装arm模拟器qemu

安装arm模拟器qemu :

sudo apt-get install qemu

执行arm平台的可执行文件a.out。可以看到,程序输出了正确的结果helloworld

helloworld@ubuntu:~$ qemu-arm a.out 
helloworld

说明:qemu可以模拟很多平台,不限于arm。

三、通过gdb调试arm程序

在Ubuntu上用gdb调试arm程序的原理:qemu端作为gdb server启动可执行程序,另一端作为gdb client连接gdb server,进行本地远程调试。

  1. 首先安装多平台的gdb工具:

     sudo apt-get install gdb-multiarch
    
  2. 重新编译示例代码main.c,注意,这次加上了参数--static。加上这个参数后,生成的可执行文件为静态链接的。如果不加这个参数,gdb调试的时候单步执行功能不正常,符号表也找不到。
     arm-linux-gnueabihf-gcc --static -g main.c 
    
  3. 通过下面的命令启动可执行程序a.out, 选项-g指明了gdb的监听端口,这里选择的是1234。该指令运行后,当前窗口会被阻塞住。
     qemu-arm -g 1234 a.out
    
  4. 新开一个命令行窗口,启动gdb client,进入gdb交互界面:
     gdb-multiarch a.out
    
  5. 在gdb交互界面输入以下内容就可以连接到server端:
     target remote localhost:1234
    
  6. 接下来,就可以正常使用gdb的相关功能调试程序了:
     (gdb) b main
     Breakpoint 1 at 0x102e8: file main.c, line 5.
     (gdb) c
     Continuing.
    	
     Breakpoint 1, main () at main.c:5
     5	    printf("helloworld\n");
    

四、参考文档

  1. Linux下ARM程序的编译运行及调试
  2. qemu相关说明文档
  3. CREATE DEBUG ENVIRONMENT FOR ARM ARCHITECTURE ON INTEL PROCESSOR

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