Informatik für den Satellitenbau. Toolchains und Crosscompiler

Transkript

1 Informatik für den Satellitenbau Toolchains und Crosscompiler Folie 1

2 Inhalt GNU-Toolchain Crosscompiler Zusammenfassung Folie 2

3 GNU Toolchain GNU Make GNU Compiler Collection (GCC) GNU Binutils GNU Debugger (GDB) GNU Build System GNU C Library (glibc) Folie 3

4 GNU Make Automatisierter Buildprozess Übersetzt nur die notwendigen Dateien, verwendet Timestamps Angabe von Zielen (targets), Abhängigkeiten (dependencies) und Commandos Standardtargets: z.b. all, install, uninstall, clean, Beispiel: target: dependencies commands Folie 4

5 GNU Compiler Collection Compiler für C, C++, Java Objective-C, Fortran und ADA Frontend Parsen des Sourcecodes Übertragen in abstrakten Syntaxbaum Middleend Optimierungen Backend Übertragung in Maschinencode Folie 5

6 GNU Binutils as ld gprof addr2line ar c++filt dlltool nlmconv nm objcopy objdump ranlib readelf size string strip windres Assembler Linker Profiler Adresse in Datei und Zeile konvertieren Archive erstellen, extrahieren und modifizieren Demangling-Filter für C++-Symbole Erzeugung von Windows-DLLs Konvertierung der Objektdatei in ein Netware Loadable Module Symbole in Objektdateien auflisten Objektdateien kopieren und unter Umständen verändern Dump-Informationen der Objektdateien Indexes für Archive erzeugen Inhalt von ELF-Dateien anzeigen Gesamt- und Teilgrößen anzeigen Druckbare Strings ausgeben Symbole aus der Objektdatei entfernen Compiler für Windows-Ressourcedateien Folie 6

7 GNU Debugger Ablaufverfolung der inneren Abläufe eines Programms Breakpoints Stacktrace Reverse Debugging (neu) Aufzeichnen von Programmabläufen Folie 7

8 GNU Build System / Autotools Hilfe beim Portieren von Quellcode-Packages Automatisches Erzeugen von Make-Files für verschiedene Architekturen ähnlich Metakonfigurationspaket bei Perl Autoconf, Autoheader und Automake Libtool Überprüfen der vorliegenden SW auf bestimmte Eigenschaften z.b. C-Compiler ist ISO-C-kompatibel versteckt Unterschiede zwischen verschiedenen Systemen durch Abstraktion Folie 8

9 GNU C Library (glibc) Standard C Bibliothek mit einigen, nicht-standardisierten Erweiterungen Oberstes Design-Ziel: Portabilität sehr Universell geschrieben größter Kritikpunkt Programme werden unnötig groß langsam uclibc, dietlibc als schlanke Alternativen Vorteil beim Portieren: weniger Anpassungen nötig libcrt0.s Erste Instruktion, letzte Instruktion, Initialisierung Stacksize, Heapsize, Folie 9

10 Entwicklung für eingebettete Systeme prinzipiell 2 Ansätze direktes Verwenden des Zielsystems sowohl zum Kompilieren als auch als Testsystem Leistungsfähigkeit des Zielsystems? Ein-/Ausgabe? Debugging hat Henne-Ei-Problem verwenden der gewohnten, leistungsfähigen Umgebung inkl. graphischem Debugger und getrenntes Testsystem benötigt Toolchain für Zielarchitektur potentielle Fehler im Buildprozess werden erst spät entdeckt Folie 10

11 Crosscompiling Hostplattform und Zielplattform unterscheiden sich andere Prozessoren andere Betriebssysteme oder beides Zusammenspiel von Binutils (Linker, Assembler) C-Compiler Standard-C-Bibliothek viele Fehlerquellen, lange Kompilierungszeit Build-Tools mit Patches fertig konfigurierte Toolchains Folie 11

12 Canadian Cross auch als Cross-Cross-Compiling bezeichnet verwendet A um Compiler lauffähig auf B mit Zielarchitektur C zu erzeugen benötigt mind. 3 Compiler Compiler (1) auf A baut Cross-Compiler (2) von A zu B Compiler (2) von A zu B baut Cross Compiler von B nach C (3) als der Name erfunden wurde hatte Canada 3 Parteien Folie 12

13 Build-Matrix Verschiedene Kombinationen von Compiler, Binutils, Linux-Headern und Zielarchitektur durchprobieren benötigt lange Folie 13

14 Crosstool / Scratchbox / automatisierter Build-Prozess holt sich die passenden Sourcen automatisch wendet verschiedene Patches an viel Erfahrung try & error Methode durch Community abgedeckt einigermaßen gut dokumentiert funktioniert nur, wenn man exakt die Versionen nimmt, die getestet sind Folie 14

15 CodeSourcery kommerzielles Produkt, ab $399 pro Maschine Support, Eclipse-basierte IDE fertiges Buildpaket für verschiedene Architekturen basierend auf GNU Toolchain Folie 15

16 KEIL komplettes SDK für ARM IDE/Debugger Folie 16

17 Zusammenfassung kurzer Einblick in die GNU Toolchain Erstellen einer Toolchain hat viele Hürden Sind die Hürden genommen, kann man sehr flexibel SW entwickeln Folie 17