[LAB] Configurando o Eclipse IDE

Para o treinamento vamos utilizar o Eclipse IDE para o desenvolvimento de algumas aplicações. Esta escolha foi feita com base na praticidade da utilização da ferramenta, visto que a maiorida dos desenvolvedores embarcados já tiveram algum tipo de contato com a ferramenta.

Além disso, uma abordagem utilizando editores de texto fazendo as compilações por Makefiles/CMake pode ser um pouco abrupta para aqueles que não tem familiaridade, visto que a curva de aprendizado é mais complexa.

Desta forma, vamos realizar o download, configuração e integração desta ferramente para o desenvolvimento de aplicações em Sistemas Linux Embarcados.

Instalando e iniciando o Eclipse

Instale o Eclipse CDT (C/C++ Development Tooling) através dos repositórios oficiais do Ubuntu:

sudo apt install eclipse-cdt*

O '*' no terminal Linux significa algo como don't care, desta forma ele seleciona todos os pacotes que contenham o começo "eclipse-cdt".

Ao terminar o processo de instalação, abra o Eclipse (via terminal ou pelo launcher) e configure um Workspace de sua preferência. Ex: /home/gbs/dsle20/workspace. Em seguida, clique no ícone superior direito Workbench.

Configurando a conexão entre Eclipse e Target

A conexão entre o Eclipse e a RPi será realizada via SSH, por meio do plugin RSE (Remote System Explorer). Se o comando anterior, de instalação do Eclipse, foi executado corretamente, este plugin já estará instalado.

Antes de prosseguir nas configurações do Eclipse, faça a liberação de login sem senha de seu usuário/máquina no servidor SSH da RPi. Para isso, primeiro gere uma chave RSA para seu host (Ubuntu):

ssh-keygen

A ferramenta irá perguntar sobre local para salvar a chave criada e senha, deixe ambos como padrão, apenas tecle ENTER.

Generating public/private rsa key pair.
Enter file in which to save the key (/home/gbs/.ssh/id_rsa): 
Enter passphrase (empty for no passphrase): 
Enter same passphrase again: 
Your identification has been saved in /home/gbs/.ssh/id_rsa.
Your public key has been saved in /home/gbs/.ssh/id_rsa.pub.
The key fingerprint is:
SHA256:1E1uso97KS4cQYY6bo5nU5+W7H+zFnmDFhuqJaGAfeI gbs@dsle20
The key's randomart image is:
+---[RSA 2048]----+
|       .    .    |
|      . o. +     |
|   o . o. o +    |
|  . * ..o  +o    |
|   o = .So.. *   |
|    E o o oo* o  |
|   + . + B...+ . |
|  . =   X ..*    |
|   o . o.++=.o   |
+----[SHA256]-----+

Em seguida, copie sua chave recém criada para a RPi, utilizando o usuário que você deseja vincular a key:

ssh-copy-id gbs@10.1.1.100

/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: attempting to log in with the new key(s), to filter out any that are already installed
/usr/bin/ssh-copy-id: INFO: 1 key(s) remain to be installed -- if you are prompted now it is to install the new keys
gbs@10.1.1.100's password: 

Number of key(s) added: 1

Now try logging into the machine, with:   "ssh 'gbs@10.1.1.100'"
and check to make sure that only the key(s) you wanted were added.

Por fim, adicione sua key recém-criada ao agente de autenticação SSH:

ssh-add

Identity added: /home/gbs/.ssh/id_rsa (/home/gbs/.ssh/id_rsa)

Este passo final vinculará a key com o usuário utilizado no passo anterior. Assim, sempre que o comando ssh gbs@10.1.1.100 for chamado, o agente fornece tal key e remove a necessidade de digitar uma senha. Faça o teste:

ssh gbs@10.1.1.100

Pronto. Agora retorne ao Eclipse. Abra a perspectiva do RSE em: "Window > Open Perspective > Other...". Selecione Remote System Explorer e clique em OK.

Na janela mais a esquerda, chamada Remote Systems, clique com o botão direto no espaço em branco e selecione: "New > Connection...".

Na janela New Connection selecione o tipo Linux e clique em Next. Preencha com as seguintes informações:

• Host name: 10.1.1.100 - O endereço de IP da RPi;

• Connection name: RPi3 - O nome para esta conexão (pode colocar o nome que achar melhor);

• Description: Alguma descrição sobre essa conexão (opcional).

Clique em Next. Na janela superior esquerda, Configuration, marque a opção ssh.files e Next.

Novamente, na janela superior esquerda, Configuration, marque a opção processes.shell.linux e Next.

Em seguida, na mesma janela, marque ssh.shells, Next e por último marque ssh.terminals e Finish.

A partir deste momento, será possível explorar os arquivos da RPi através do Eclipse.

Expanda o menu Sftp Files e perceba que todas as pastas do RootFS estão listadas ali. É possível copiar arquivos, editar, apagar, tudo de forma integrada com o Eclipse. Provavelmente será pedida a senha do seu usuário da RPi, apenas digite-a e o acesso aos arquivos será liberado. Caso digite errado, clique no com o botão direito no projeto e limpe as senhas.

Logo abaixo de Sftp Files, no menu Shell Processes, você possui acesso à todos os processos (incluindo threads) em execução no target. É possível finalizar um processo pelo Eclipse e escolher o tipo de sinal que deseja enviar (botão direito no processo -> kill -> signal type).

No canto superior direito do Eclipse, existe um ícone de atalho para a opção "Open Perspective", ele estará do lado do atalho para Remote System Explorer perspective. Clique nele e selecione a perspectiva C/C++.

Adicione também a View do Remote Systems na perspectiva C/C++. Dessa forma você pode explorar os arquivos do target na mesma perspectiva de programação.

Selecione o menu "Window > Show View > Other...". Em seguida, selecione "Remote Systems > Remote Systems". A View Remote System Details também é interessante. Ela exibe informações de permissão de arquivos e diretórios.

Na aba recém-adicionada Remote Systems, Clique no último ícone da lista com o botão direito, Ssh Terminals, e escolha a opção Launch Terminal. Note que um novo terminal SSH será aberto numa nova aba. A partir de agora é possível também acessar o terminal da RPi3 via SSH, pelo Eclipse.

Cross-Compilando sua Primeira Aplicação

Na perspectiva C/C++, clique no menu "File > New > C Project". Em Project type, selecione Hello World ANSI C Project.

Em Toolchains, selecione Cross GCC. Dê um nome para seu projeto em Project name: "MyFirstApp". Clique em Next e, se desejar, adicione informações de autor (suas iniciais, por exemplo).

Next novamente, Next e, em Cross compiler prefix: arm-linux- e no campo Cross compiler path: selecione o caminho do toolchain gerado na primeira aula: /home/gbs/dsle20/toolchains/x-tools/armv8-rpi3-linux-gnueabihf/bin. Finalmente, clique em Finish.

Para compilar o projeto, acesse o menu "Project > Build All " ou CTRL+B. Se tudo foi configurado corretamente, algo como a seguinte mensagem será exibida na aba Console: "15:46:14 Build Finished (took 183ms)"

Para testar o binário, copie-o da pasta Binaries, logo abaixo da pasta do seu projeto para sua pasta home, na RPi, através da janela Remote Systems. Para fazer isso, basta clicar e segurar a pasta Binaries e arrasta-la para o Home em Remote Systems.

Note que ao tentar executar o arquivo pelo terminal SSH, será exibida uma mensagem de erro, dizendo que não é possível executar o binário:

./MyFirstApp

-sh: ./MyFirstApp: Permission denied

Para corrigir este problema, basta dar permissões de execução para o arquivo. Ainda no terminal SSH digite:

chmod +x MyFirstApp

Pronto, basta rodar a aplicação:

./MyFirstApp

!!!Hello World!!!

Configurando o GDB no Eclipse

Acesse o menu "Run > Debug Configurations":

• Clique duas vezes em C/C++ Remote Application;

• Na aba "Main", no campo "Connection", selecione o nome ("RPi3") da conexão que você criou anteriormente no Remote System Explorer;

• Em "Remote Absolute File Path for C/C++ Application", digite o caminho do executável na RaspberryPi . Por exemplo: "/home/gbs/MyFirstApp";

• Na aba "Debugger", digite "arm-linux-gdb";

• Clique em "Apply"e depois em "Debug";

• Ao abrir a janela perguntando se você deseja abrir a perspectiva de "Debug", apenas clique em Yes;

Configurando o Eclipse para Copiar seu Executável no Target Automaticamente

Clique com o botão direito no seu projeto, na janela da esquerda chamada Project Explorer, e acesse propriedades.

Na janela exibida, navegue em "C/C++ Build > Settings". Clique na aba "Build Steps" e digite o seguinte comando no campo "Command"do bloco "Post-build steps": scp MyFirstApp gbs@10.1.1.100:/home/gbs

O comando acima faz com que o Eclipse copie seu binário para o Target, na pasta "/home/gbs", a cada novo build. Apague o arquivo via terminal SSH:

rm /home/gbs/MyFirstApp

e em seguida, compile o projeto novamente e verifique que o novo binário estará disponível na pasta e pronto para execução:

ls
./MyFirstApp

Configurando e Linkando Bibliotecas Externas no Eclipse

Três configurações devem ser realizadas no intuito de linkar uma biblioteca a um projeto do Eclipse:

• Definir o diretório de headers da biblioteca: A adição deste diretório no projeto possibilita que o indexer do Eclipse reconheça as funções, definições de constantes, declarações em geral da biblioteca. Uma vez reconhecida a biblioteca, é possível utilizar o recurso autocompletar durante a programação. Para adicionar um diretório de headers a um projeto do eclipse: Clique com o botão direito no projeto desejado e selecione Properperties > C/C++ Build > Settings. Em seguida, no Menu da direita, selecione as opções: Cross GCC Compiler > Includes e, finalmente, adicione o path onde se encontra os headers da biblioteca a ser incluída.

• Definir o nome da biblioteca para linkagem durante a compilação: Além de definir o diretório de headers, é necessário especificar ao compilador quais são as bibliotecas que devem ser linkadas com o executável do seu projeto. Para isso: Clique com o botão direito no projeto desejado e selecione Properperties > C/C++ Build > Settings. Em seguida, no Menu da direita, selecione as opções: Cross GCC Linker > Libraries e, finalmente, adicione o nome das bibliotecas que deseja linkar com seu projeto. Note que, em C, apesar de os executáveis de bibliotecas normalmente serem nomeados como libNOMEDABIBLIOTECA.so, deve- se adicionar apenas o NOMEDABIBLITOECA, sem o lib e o .so. Ex: se o nome do executável da biblioteca é libpigpio.so, adiciona-se somente pigpio.

• Definir o diretório onde se encontra o executável da biblioteca: Além de definir quais bibliotecas deseja-se linkar com o executável, é necessário indicar no projeto, o diretório onde tal executável se encontra, caso a biblioteca seja externa ou não esteja incluída na GLibC. Navegue até o mesmo ponto descrito no passo anterior: Clique com o botão direito no projeto desejado e selecione Properperties > C/C++ Build > Settings. Em seguida, no Menu da direita, selecione as opções: Cross GCC Linker > Libraries. Note que existe uma barra de rolagem lateral e, ao rolá-la para baixo, uma nova opção será exibida: Library Search Path:. Este é o local onde deve ser indicado o diretório contendo o executável da biblioteca a ser adicionada.

Configurando o Path de Bibliotecas Externas no GDB

Normalmente, para debugar uma aplicação remotamente que foi compilada com alguma biblioteca externa (não incluída na GLIBC), é necessário definir o path de tal biblioteca em um arquivo de configuração do GDB, chamado .gdbinit. Esse arquivo, na verdade, é utilizado para passar parâmetros ao gdb, que normalmente seriam passados via linha de comando.

Crie um arquivo chamado .gdbinit e adicione a seguinte linha no arquivo:

set solib-search-path /PATH/DA//BIBLITOECA

Salve o arquivo e adicione-o nas configurações de Debug do seu projeto. Acesse o menu "Run > Debug Configurations":

• Selecione a configuração já realizada no passo descrito na seção de Configuração do GDB no Eclipse.

• Na aba "Debugger", no campo "GDB command file", clique no botão browse e selecione o path do arquivo .gdbinit;

Obs: a) É possível selecionar um path qualquer para o arquivo ou; b) deixar essa opção inalterada e criar o arquivo na raiz do seu workspace atual;