使用树莓派构建嵌入式C++调试环境

本文以使用树莓派4b为例说明构建嵌入式C++执行环境。树莓派本身可以到各大购物网站直接购买，价格大概300-500元不等。之所有选择树莓派是因为它的系统比较完善，容易上手。但是需要实现说明的是本文说明的大部分内容并不仅限于树莓派。

准备树莓派

下载镜像文件

打开树莓派官方网站的系统镜像下载网页：

https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/

我们直接选择红框中的最大版本。下载完成之后我们得到以下文件(时间戳可能会不同)：

2020-02-05-raspbian-buster-full.zip

将文件解压缩可以得到下面的镜像文件：

2020-02-05-raspbian-buster-full.img

烧写镜像文件

首先选择8G以上的TF卡，最好是Class4以上。然后使用SDCardFormator进行格式化。

启动DiskImager，选择之前下载/解压得到的image文件。

接下来选择设备。由于DiskImager不会自动选择正确的SD卡，因此盘符一定不要弄错。按下[写入]按钮开始写入过程。

写入成功。

软件下载地址

购买树莓派时卖家都已提供的开发资料就应该包含这两款软件，读者也可以使用下面的链接自己下载。

SDCardFormator:

https://www.sdcard.org/downloads/formatter/eula_windows/SDCardFormatterv5_WinEN.zip

DiskImageer:

https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/osdn/sfnet/w/wi/win32diskimager/Archive/win32diskimager-1.0.0-install.exe

设定基本信息

将烧写完成的TF卡插入树莓派的TF卡槽，接好键盘、鼠标和显示器，启动树莓派。树莓派启动之后，选择国家，地区并修改密码。接下来设定网络链接。如果是有无线路由器也可以使用Wifi连接。更新软件操作可以自由选择，不是必须实施。

点击画面左上角的[树莓]图标，进入[Preferences]-[Raspberry PI Configurations]菜单。进入[Interface]画面选择SSH有效后关闭画面。

进入树莓终端画面，输入ifconfig命令，记录ip地址(例如：192.168.3.233)。如果IP地址获取失败，可以输入以下命令重新设定。

sudo raspi-config

远程链接树莓派

进入Ubuntu主机的终端画面，输入以下命令(地址初始化树莓派时记录的Ip地址)：

ssh pi@192.168.3.233

第一次登陆会出现密钥，安全相关的提示，直接接受就好。接下来输入密码之后，看到以下画面就表示登录成功。从此以后的开发，树莓派一侧的所有操作都通过这个终端窗口进行，就不再需要单独的外设了。

除了Ubuntu中使用SSH命令之外，Window下也可以使用Putty等连接树莓派，方法大同小异。

准备C++执行和调试环境

安装NFS服务(Ubuntu开发主机)

在Ubuntu主机上打开终端窗口，输入以下命令以安装NFS服务。这个服务安装完成之后，可以从树莓派上访问通过NFS共享的目录。

sudo apt get install nfs-kernel-server

输入以下命令，编辑NFS配置文件。

sudo vi /etc/exports

在文件最后增加以下内容。其目的是公开/home/xwg/Raspberry中的内容并赋予最大权限。具体可以根据开发环境的位置自行决定。

/home/xwg/RaspberryPi    *(rw,sync,no_root_squash)

配置文件修改、保存完成之后，在终端窗口中输入以下命令启动NFS服务。

sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start

挂接开发目录（树莓派）

启动树莓派SSH客户端，输入以下命令挂接Ubuntu主机分享的NFS目录。

mount -t nfs 192.168.3.202:/home/xwg/EasyARM /mnt -o nolock

命令中IP地址需要替换为Utuntu主机的地址，目录需要和前面分享的目录相同。安装成功之后，可以进入/mnt目录，如果看到的Ubuntu主机分享的内容，就意味在NFS目录挂接成功了。使用这个目录，可以直接访问Ubuntu主机交叉编译的结果，而不必每次都拷贝文件。

找到前一篇文章的创建的arm_cpp项目，进入Debug目录，输入以下命令：

./arm_cpp

终端中应该出现如下的内容：

Hello GCC/G++ Compiler!

远程调试

安装GdbServer

在树莓派终端窗口中输入以下命令安装gdbserver.

sudo apt-get install gdbserver

输入以下命令确认安装结果,如果能过或者正常的版本信息，则表示安装成功。

gdbserver --version

安装gdb-multiarch

在Ubuntu主机的终端窗口中输入以下命令安装多平台版本的gdb.

sudo apt-get install gdb-multiarch

安装完成后通过以下命令确认安装结果：

gdb-multiarch -v

参考信息：

https://packages.ubuntu.com/bionic-updates/amd64/gdb-multiarch/download

Gdb调试和远程调试

通过树莓派终端输入arm_cpp/Debug目录，并输入如下命令：

gdbserver :10000 arm_cpp

莓派终端表示如下：

在Ubuntu主机的终端窗口中输入如下命令，启动gdb-multiarch。

gdb-multiarch

画面表示如下：

输入以下命令链接树莓派侧的GdbServer:

target remote 192.168.3.233:10000

链接成功时，Ubuntu主机的终端画面表示如下：

树莓派侧的终端表示如下：

在gdb画面中输入c命令执行程序。可以在树莓派终端中看到如下输出：

至此树莓派远程调试环境安装完成！

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