1. 簡介
eCos提供了Linux Synthetic Target，通過Synthetic Target可以将eCos應用作為一個普通程序在Linux系統内運作， 這既提供了體驗eCos的機會又不需要繁瑣的硬體準備工作，關于Linux Synthetic Target的更多資訊請閱讀參考資料。
本文介紹如何在32位Xubuntu系統下開始eCos Synthetic旅程，這是《eCos Synthetic實踐》系列的第一篇， 主要内容包括：配置主控端使其支援eCos Synthetic的配置、編譯，使用Eclipse建立最簡單的Hello World工程， 并對Hello World進行配置、編譯、調試。
本文假設主控端系統為32位Xubuntu 12.04，如果使用其它32位版的Linux發行版， 那麼軟體安裝指令需要根據所使用的系統作相應地調整，Synthetic不支援Cygwin環境， 如果使用的是64位系統，那麼需要一些額外的工作，請參考《x86_64主控端》一節。
2. 建立開發環境
2.1. 安裝必要的主控端軟體
安裝版本控制軟體、C++編譯器、Eclipse內建開發環境。
sudo apt-get install mercurial g++ eclipse-cdt mercurial是eCos項目目前采用的版本控制軟體，安裝mercurial可以讓我們擷取最新的eCos代碼， mercurial的字面意思是“水銀”，是以mercurial的指令為hg，hg是“水銀”的化學符号。
g++為GNU C++編譯器，C++是eCos的主要實作語言之一，是以需要安裝C++編譯器，Xubuntu預設已安裝C編譯器， 但是沒有安裝C++編譯器。
eclipse-cdt為Eclipse C/C++ Develepment Tools，是強大的Eclipse适用于C/C++的版本， Eclipse可以編輯、編譯、調試C/C++工程，Eclipse支援C/C++預處理指令解析并将預處理後無效的代碼進行灰色處理， 這對閱讀有大量預處理指令的eCos代碼是非常有幫助的，在Eclipse的幫助下可以很容易分辨出eCos哪部分代碼在目前配置下是被編譯進目标檔案的， 哪些是被忽略的。此外，Eclipse還是非常棒的GDB前端，在沒有Eclipse之前，Insight是個不錯的選擇，但自從有了Eclipse後， 世界改變了，具有商業支援的eCosPro就提供了基于Eclipse的內建開發環境。
2.2. 擷取eCos代碼
通過hg擷取eCos的最新代碼，代碼存儲在~/ecos-hg。
hg clone http://hg-pub.ecoscentric.com/ecos ~/ecos-hg 2.3. 擷取eCos配置工具
擷取最新版适用于Linux系統的eCos配置工具，并解壓到~/ecos-tools。
mkdir ~/ecos-tools
cd ~/ecos-tools
wget ftp://sourceware.org/pub/ecos/anoncvs/ecos-tools-bin-110209.i386linux.tar.bz2
tar -xf ecos-tools-bin-110209.i386linux.tar.bz2 3. 配置編譯eCos Synthetic庫
打開eCos Configuration Tool。
~/ecos-tools/configtool 第一次打開eCos Configuration Tool将會打開Choose folder for eCos repository對話框， 在輸入框内填入/home/user/ecos-hg/，點選OK關閉對話框。
圖 1. Choose folder for eCos repository對話框
通過菜單Build > Templates打開Templates對話框， 在Hardware的下拉清單中選擇Linux synthetic target，點選OK關閉對話框将自動加載模闆配置。
圖 2. Templates對話框
加載模闆後可能會有部分選項沖突，将彈出Resolve conflicts對話框，點選Continue按鈕自動解決沖突。
圖 3. Resolve conflicts對話框
通過菜單File > Save儲存配置檔案，假設儲存為~/ecos-conf/synth_default.ecc， 後續Eclipse引用頭檔案的路徑跟配置檔案的存儲路徑有關。
通過菜單Build > Library開始編譯eCos庫，第一次編譯将彈出Build Tools Path對話框， 這裡編譯Synthetic目标使用的是Linux原生編譯器，是以在輸入框内填入/usr/bin，點選OK按鈕開始編譯eCos庫，這需要一些時間。
圖 4. Build Tools Path對話框
4. 編譯運作eCos單元測試（可選）
eCos幾乎每個元件都提供了或多或少的單元測試檔案， 通過eCos Configuration Tool可以自動編譯運作與目前配置有關的所有單元測試，并且自動判斷測試結果，這又是eCos的一大亮點。 單元測試是可選的，可以忽略該步驟而不影響後面的步驟。
在編譯Tests之前，首先解決一個bug。
mv ~/ecos-hg/packages/infra/current/tests/cxxsupp.cxx ~/ecos-hg/packages/infra/current/tests/cxxsupp.cxx.orig
sed "s/#ifndef CYGPKG_HAL_H8300/#if 0/" ~/ecos-hg/packages/infra/current/tests/cxxsupp.cxx.orig \
> ~/ecos-hg/packages/infra/current/tests/cxxsupp.cxx 将cxxsupp單元測試屏蔽，cxxsupp使用了C++預設的new和delete操作符，new和delete操作符是由libsupc++.a提供的， libsupc++.a由編譯器提供，這裡使用的是Linux原生編譯器，包括Ubuntu在内的部分Linux發行版目前使用的GCC編譯器預設打開堆棧檢查， 是以libsupc++.a引用了與堆棧檢查有關的函數__sprintf_chk，__sprintf_chk的作用是先進行堆棧檢查然後再執行真正的sprintf操作， __sprintf_chk是由glibc提供的，而eCos使用的是eCos自己的C庫，不會連結到glibc，而且eCos的C庫也沒有提供__sprintf_chk函數， 是以編譯cxxsupp單元測試将導緻連結失敗（undefined reference to `__sprintf_chk’）， 這裡通過屏蔽cxxsupp單元測試的辦法解決這個問題。
通過菜單Build > Tests編譯單元測試，這需要一些時間。
編譯完成後通過菜單Tools > Platforms打開Platforms對話框， 選擇linux項點選Modify…按鈕打開Modify Platform對話框，将Command prefix清空，這裡使用原生編譯器不需要字首， 将Inferior内的gdb指令的字首删除。
圖 5. Platforms對話框
圖 6. Modify Platform對話框
通過菜單Tools > Run Tests打開Run Tests對話框，點選Output标簽頁，點選Run按鈕開始執行單元測試， 在Output視圖可以看到測試過程的輸出，測試完成後點選Summary标簽頁察看測試結果， Pass表示測試通過，Inapplicable表示目前配置下該測試不可用，Fail表示測試失敗。
圖 7. Run Tests對話框，正在執行測試
圖 8. Run Tests對話框，測試結果摘要
5. 建立Hello World工程
5.1. 建立工程
打開Eclipse，通過菜單File > New > Project，選擇C/C++分類下的C Project， 打開C Project項目建立向導，Project name 輸入 synth-hello，Project type選擇Hello World ANSI C Project， 點選Finish完成項目建立。
圖 9. C Project對話框
5.2. 配置工程
通過菜單Project > Properties打開Properties for synth-hello對話框， 選擇C/C++ general分類下的Paths and Symbols頁，選擇Includes标簽頁，點選Add…按鈕添加eCos庫頭檔案路徑， 這裡假設使用者名為user，eCos配置檔案存儲為~/ecos-conf/synth_default.ecc， 那麼對應的eCos庫頭檔案路徑為/home/user/ecos-conf/synth_default_install/include， 将Add to all configurations選項勾上将該路徑添加到所有工程配置， 将Add to all languages選項勾上将該路徑添加到所有語言的搜尋路徑中。
圖 10. Properties對話框
圖 11. 添加頭檔案路徑對話框
選擇Library Paths标簽頁，點選Add…按鈕添加庫檔案搜尋路徑， 這裡假設使用者名為user，eCos配置檔案存儲為~/ecos-conf/synth_default.ecc， 那麼對應的eCos庫檔案路徑為/home/user/ecos-conf/synth_default_install/lib， 将Add to all configurations選項勾上将該路徑添加到所有工程配置， 将Add to all languages選項勾上将該路徑添加到所有語言的搜尋路徑中。
圖 12. 添加庫檔案路徑對話框
選擇C/C++ Build分類下的Settings頁，選擇Tool Settings标簽頁，選擇GCC C Linker > General， 将-nostartfiles、-nodefaultlibs、-nostdlib、-static這四個選項勾上，eCos使用自帶的C庫，不會連結到任何Linux庫。 選擇GCC C Linker > Miscellaneous，在Linker flags輸入框填入-Ttarget.ld，eCos使用自己生成的連結控制檔案。
圖 13. 設定連結選項（一）
圖 14. 設定連結選項（二）
5.3. 編譯工程
通過菜單Project > Build Project編譯工程，在Console視圖可以看到編譯輸出及結果。
5.4. 調試工程
通過菜單Run > Debug Configurations打開調試配置對話框，在C/C++ Application上右鍵，選擇New， 建立一個 C/C++ Application類型的調試配置，點選右下角Debug按鈕開始調試。
圖 15. 調試配置對話框
開始調試後提示進入調試模式，點選Yes進入調試模式，預設配置下将在main函數處設定端點，是以進入main函數後， 程式停止執行，等待下一步指令，通過Debug視圖的調試按鈕可以開始單步調試。
圖 16. 初始調試視圖
點選Debug視圖的Step Into按鈕進入函數内部，從Eclipse打開的源代碼檔案可以看出puts函數是由eCos自己提供的， Debug視圖可以察看函數調用棧。Synthetic不支援多線程調試，是以Debug隻能察看目前線程的調用棧。
圖 17. 單步調試
puts函數執行後，可以在Console視圖看到輸出的“!!!Hello World!!!”字元串， 看到Hello World說明eCos Synthetic已經能夠在Linux系統上正确運作，歡迎進入eCos Synthetic的世界。
圖 18. 調試輸出
6. x86_64主控端
eCos配置工具及Synthetic相關的代碼是32位的，在64位系統下運作32位軟體需要安裝額外的庫檔案。 下面列出的解決辦法理論上無論是Intel的64位還是AMD的64位都是通用的，但是僅在Intel i3處理器上驗證過。
sudo apt-get install ia32-libs 安裝32位庫檔案，隻有在安裝了32位庫檔案後eCos Configuration Tool才能正常運作， 否則将報錯：bash: ./configtool: No such file or directory
sudo apt-get install g++-multilib 安裝multilib以支援32位軟體開發，根據依賴關系将自動安裝lib32gcc1、gcc-multilib等，否則在編譯eCos單元測試或者eCos應用時報錯： /usr/bin/ld: cannot find libgcc.a /usr/bin/ld: cannot find libsupc++.a /usr/bin/ld: cannot find libgcc_eh.a
為編譯器、連結器、彙編器添加-m32選項，64位系統下預設使用64位方式編譯程式，但是eCos庫僅支援32位模式， 是以應用程式也隻能使用32位模式，否則連結失敗： /usr/bin/ld: skipping incompatible /home/user/ecos-conf/synth_default_install/lib/vectors.o when searching for vectors.o ; /usr/bin/ld: cannot find vectors.o
圖 19. 編譯器添加-m32選項
圖 20. 連結器添加-m32選項
圖 21. 彙編器添加-m32選項
7. 參考資料
- 《XXXVIII. eCos Synthetic Target》：官方參考手冊。
- 《eCos的Linux Synthetic Target簡介》：官方參考手冊的部分翻譯。
- 《eCos需要Synthetic虛拟目标闆的理由》：誰需要Synthetic，什麼情況下需要Synthetic？
- 《虛拟實驗室eCos開發環境的配置 （Linux）》：使用基于QEMU的模拟器運作eCos。
- VirtualBox：虛拟機軟體。
- Xubuntu：易于使用又節省資源的Linux發行版。