干貨！protobuf-c之嵌入式平臺使用

什么是protobuf-c

之前的文章：《Protobuf：一種更小、更快、更高效的協(xié)議》詳細(xì)介紹了protobuf及protobuf-c。這里再簡單提一下：

Protocol Buffers，是Google公司開發(fā)的一種數(shù)據(jù)格式，類似于XML能夠?qū)⒔Y(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)序列化，可用于數(shù)據(jù)存儲、通信協(xié)議等方面。protobuf支持一些主流的語言，唯獨沒有支持C，所以誕生了第三方的protobuf-c。

之前文章介紹了protobuf、protobuf-c在PC平臺上的安裝及使用，本篇筆記我們來把它用在我們的嵌入式ARM平臺。

交叉編譯protobuf-c

之前的文章中我們已經(jīng)把protobuf、protobuf-c安裝在我們的PC環(huán)境中了：

我們簡單回顧一下我們上一篇文章的大致內(nèi)容：

從中我們知道，這里的protobuf的主要作用是生成了protoc工具，而protoc工具的作用是把.proto文件生成對應(yīng)的C源、頭文件，這個過程是與平臺無關(guān)的，所以這里我們可以接著用。

而protobuf-c生成了編譯需要用到的動態(tài)庫，此處我們需要編譯ARM架構(gòu)的動態(tài)庫。即我們本篇筆記需要做的事情是：

（1）交叉編譯protobuf-c

首先在protobuf-c目錄下使用make clean命令清除我們之前編譯得到的東西：

輸入如下命令生成交叉編譯的Makefile文件：

左右滑動查看全部代碼>>>

./configure?--host=arm-linux-gnueabihf?CC=/home/book/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc?CXX=/home/book/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-g++?--disable-protoc?--prefix=$PWD/tmp

這個命令似乎很長，但并不難，只是加了幾個配置參數(shù)。這些配置參數(shù)怎么看？我們可以輸入./configure --help命令來查看支持的配置：

下面我們依次來分析上面那個很長的命令：

• --host=arm-linux-gnueabihf：表明了我們最終可執(zhí)行文件運行的環(huán)境。

• CC=/home/book/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc：這是指定我們的交叉編譯工具arm-linux-gnueabihf-gcc，這里直接給出絕對路徑。

• CXX=/home/book/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-g++：這是指定我們的交叉編譯工具arm-linux-gnueabihf-g++，這里直接給出絕對路徑。

• --disable-protoc：不使用protoc，前面我們也說了protoc工具把.proto文件生成對應(yīng)的C源、頭文件的過程是與平臺無關(guān)的，所以這里不需要使用，除非我們想在我們的開發(fā)板上使用protoc，但這反而增加麻煩，不推薦直接在開發(fā)板上用。

• --prefix=$PWD/tmp：指定安裝的路徑。表明安裝路徑在當(dāng)前路徑下的tmp文件夾中。

執(zhí)行完這個命令之后就得到了交叉編譯的Makefile文件，然后依次輸入如下命令進行編譯、安裝：

make
make?install

此時就在當(dāng)前目錄的tmp文件夾下生成了arm版本的相關(guān)庫文件：

其中我們比較重要的就是libprotobuf-c.so這個動態(tài)庫了，我們可以使用file或者readelf工具查看其是不是arm格式的：

很顯然，這就是我們ARM平臺的動態(tài)庫。關(guān)于readelf的使用相關(guān)文章：《簡單認(rèn)識認(rèn)識ELF文件》

下面開始我們的demo演示：

（2）protobuf-c實例演示

我們自定義一個.proto來創(chuàng)建我們的協(xié)議數(shù)據(jù)，然后使用protoc-c工具編譯生成C代碼，有兩個文件：一個頭文件、一個源文件。

例如我們創(chuàng)建一個student.proto文件：

syntax?=?"proto2";
?
message?Student
{
????required?string?name????=?1;
????required?uint32?num?????=?2;
????required?uint32?c_score?=?3;
}

使用protoc-c工具工具編譯student.proto文件：

protoc?--c_out=.?student.proto

編寫我們的student.c測試demo：

左右滑動查看全部代碼>>>

#include?
#include?
#include?
#include?"student.pb-c.h"
?
int?main(void)
{
????Student?pack_stu?=?{0};
????uint8_t?buffer[512]?=?{0};
????Student?*unpack_stu?=?NULL;
????size_t?len?=?0;
?
????student__init(&pack_stu);
?
????/*?組包?*/
????pack_stu.name?=?"ZhengN";
????pack_stu.num?=?88;
????pack_stu.c_score?=?90;
????len?=?student__pack(&pack_stu,?buffer);
????printf("len?=?%ld\n",len);
?
????/*?解包?*/
????unpack_stu?=?student__unpack(NULL,?len,?buffer);
????printf("unpack_stu.name?=?%s\n",?unpack_stu->name);
????printf("unpack_stu.num?=?%d\n",?unpack_stu->num);
????printf("unpack_stu.c_score?=?%d\n",?unpack_stu->c_score);
?
????student__free_unpacked(unpack_stu,?NULL);
????return?0;
}

demo很簡單，組包就是構(gòu)造一個協(xié)議數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體，調(diào)用pack組包接口往buffer中扔數(shù)據(jù)；解包正好是反過來，從buffer中拿數(shù)據(jù)放到結(jié)構(gòu)體里。

此時我們工程的文件有：

交叉編譯：

左右滑動查看全部代碼>>>

arm-linux-gnueabihf-gcc?student.c?student.pb-c.c?-o?student?-I?/home/book/git_clone/protobuf-c/tmp/include?-L?/home/book/git_clone/protobuf-c/tmp/lib?-lprotobuf-c

這個命令似乎也很長，其實也很簡單：

• arm-linux-gnueabihf-gcc：交叉編譯器。
• student.c student.pb-c.c：輸入的源文件。
• student：生成的可執(zhí)行文件。
• -I /home/book/git_clone/protobuf-c/tmp/include：指定頭文件路徑。
• -L /home/book/git_clone/protobuf-c/tmp/lib：指定庫路徑。
• -lprotobuf-c：鏈接動態(tài)庫libprotobuf-c.so。

這里需要重點提的就是我們可以把我們上面編譯得到的tmp/include里的文件復(fù)制到我們交叉編譯器頭文件搜索路徑下、把tmp/lib里的文件復(fù)制到交叉編譯器庫文件搜索路徑下，這樣我們就不需要指定這么長的一串路徑了。

但是這里我為了保持我的交叉編譯器的一個原始性，我就不往里加?xùn)|西了。關(guān)于這些鏈接、動態(tài)庫更詳細(xì)的內(nèi)容可以閱讀往期文章：《靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接補充（Linux）》、《什么是動態(tài)鏈接與靜態(tài)鏈接？》

編譯沒問題的話就可以生成我們的可執(zhí)行文件student：

同樣的，我們可以看一下student可執(zhí)行文件的運行環(huán)境：

可見，是可運行在我們的arm開發(fā)板的。

下面把student拷貝到我們的開發(fā)板上運行，我這里用的是韋東山老師的IMX6ULL開發(fā)板。

運行出現(xiàn)如下錯誤：

這是因為不能找到共享庫文件libprotobuf-c.so1，加載失敗，這個問題我們已經(jīng)在《靜態(tài)鏈接與動態(tài)鏈接補充（Linux）》一文中做了詳細(xì)解釋。

解決方法有兩種：第一種就是把這個庫文件拷貝至系統(tǒng)庫默認(rèn)搜索路徑下；第一種就是把當(dāng)前路徑增加為動態(tài)庫的搜索路徑。

這里我們選擇第二種方法：我們把libprotobuf-c.so、libprotobuf-c.so1也傳到板子上，放在student同目錄下。然后輸入如下命令把當(dāng)前路徑增加為動態(tài)庫的搜索路徑：

export?LD_LIBRARY_PATH=./:$LD_LIBRARY_PATH

然后運行：

運行成功！

以上就是咱們介紹的protobuf-c在嵌入式Linux平臺上的使用（如果是正在學(xué)單片機的朋友，也可以嘗試著移植使用。），如有錯誤，歡迎指出，謝謝。

按照以上兩篇文章的步驟，大概率是可以成功的，關(guān)鍵是有耐心。

心得分享：在Linux的學(xué)習(xí)中，很多時候會被開發(fā)環(huán)境阻礙我們。常常按照別人的方法、步驟來做，卻做不出來，很容易心態(tài)崩，這都是很正常的。因為環(huán)境不同，有時候還需要各種依賴。但我們要有足夠的耐心，見招拆招！

在此之前，我也遇到了很多問題，也搜索了很多博客文章，要么行不通，要么寫得太亂。所以趁此學(xué)習(xí)、寫一篇。

這一篇大概是全網(wǎng)第一篇關(guān)于protobuf-c在嵌入式Linux平臺上的交叉編譯、使用步驟最全、解釋最多的文章了。如果文章對你有幫助，麻煩幫忙轉(zhuǎn)發(fā)，謝謝大家。

最后

以上就是本次的分享，如果覺得文章不錯，轉(zhuǎn)發(fā)、在看，也是我們繼續(xù)更新的動力。

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