第6课 - 开发中的辅助工具
1. 什么是软件开发环境？
（1）构建环境：代码编写、程序编译、版本控制（可选）
初级程序开发者往往把软件开发等同于 代码编写 + 程序编译 ，这是狭隘且错误的；个人开发只要及时备份即可，团队开发需要版本控制的协助。
（2）调试环境：在开发软件时，不可能一次编写成功，肯定会出现bug，这就需要调试工具。在软件开发中，调试工具是用于定位问题的辅助工具集。
（3）测试环境：用于验证目标程序是否满足用户的显性需求和隐性需求。
2. 嵌入式开发中的时间分配
— 代码编写及目标构建（20%）
— 测试、调试、bug修复（80%）
3. 如何提高开发效率？
工欲善其事，必先利其器。这个 “器” 就是 GNU 为 GCC 编译器提供的配套的辅助工具集（Binutils：二进制工具包）。
GNU Binutils官方简介： https://www.gnu.org/software/binutils/
Binutils工具集详细介绍：https://sourceware.org/binutils/docs-2.28/binutils/index.html
| 工具名 | 功能简介 |
| addr2line | 将代码地址转换为对应的程序行号 |
| strip | 剔除可执行程序中的调试信息 |
| ar | 将目标文件打包成静态库 |
| nm | 列出目标文件中的符号及对应地址 |
| objdump | 查看程序段信息及反汇编 |
| size | 查看目标文件中的段大小 |
| strings | 查看目标文件中的字符串 |
3.1 addr2line
（1）addr2line工具的功能
- 将指定地址转换为对应的文件名和行号
- 常用于分析和定位内存访问错误的问题
（2）addr2line使用示例：定位 0 地址访问
<1> 开启core dump选项
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- ulimit -c unlimited
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<2> 运行程序，并生成崩溃时的 core 文件
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- 执行导致程序崩溃的测试用例
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<3> 读取 core 文件，获取 IP 寄存器的值（0x08048000）
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- dmesg core
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<4> 使用 addr2line 定位行代码
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- addr2line 0x08048000 -f -e test.out
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3.2 strip
（1）strip工具的功能
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- 剔除可执行程序中的调试信息，较少目标程序的大小
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- 一般在程序发布前都需要将调试信息剔除
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- 过多的调试信息可能影响程序的执行效率
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- 用法： strip test.out
（2）使用 strip 的注意事项
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- 几乎所有的调试辅助工具都依赖于目标文件中的调试信息
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- 调试信息的运用能够快速定位问题
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- 使用 gcc 编译程序时使用 -g 选项生成调试信息
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- 发布程序时再考虑是否使用 strip 剔除调试信息
3.3 ar
— 打包目标文件
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- ar crs libname.a x.o y.o
— 解压目标文件
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- ar x libname.a
3.4 nm
（1）nm工具的功能
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- 列出目标文件中的标识符（变量名，函数名）
-
- 输出结果由三部分组成：｛地址，段，标识符｝
示例：
（2）段标识说明
| 段标识 | 说明 |
| A | 地址值在链接过程中不会发生改变 |
| B 或 b | 标识符位于未初始化数据段(.bss) |
| C | 未定义存储段的标识符，链接时决定段位置 |
| D 或 d | 标识符位于数据段(.data) |
| N | 调试专用标识符 |
| R 或 r | 标识符位于只读存储区(.rdata) |
| T 或 t | 标识符位于代码段(.text) |
| U | 未定义的标识符 |
3.5 objdump
（1）objdump工具的功能
-
- 反汇编目标文件，查看汇编到源码的映射
objdump -d func.o
obidump -S func.o
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- 查看目标文件中的详细段信息
obidump -h test.out
（2）objdump -h 的输出说明
| 说明 | |
| ldx | 段下标 |
| Name | 段标识符（名字） |
| Size | 段所占空间的大小 |
| VMA | 段起始位置的虚存地址 |
| LMA | 段在存储空间中的加载地址 |
| File off | 段在目标文件中的相对位置 |
| Algn | 段的边界对齐字节数 |
3.6 size
size 用于获取目标文件中的所有段大小
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- size test.out
3.7 strings
strings 用于获取目标文件中的所有字符串常量
-
- strings test.out
注：本文整理于《狄泰12月提升计划》课程内容
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