干货 | protobuf-c之嵌入式平台使用_飞道的博客

干货 | protobuf-c之嵌入式平台使用

2021-01-20 17:26 303人阅读评论(0)

什么是protobuf-c

之前的文章：《Protobuf：一种更小、更快、更高效的协议》详细介绍了protobuf及protobuf-c。这里再简单提一下：

Protocol Buffers，是Google公司开发的一种数据格式，类似于XML能够将结构化数据序列化，可用于数据存储、通信协议等方面。protobuf支持一些主流的语言，唯独没有支持C，所以诞生了第三方的protobuf-c。

之前文章介绍了protobuf、protobuf-c在PC平台上的安装及使用，本篇笔记我们来把它用在我们的嵌入式ARM平台。

交叉编译protobuf-c

之前的文章中我们已经把protobuf、protobuf-c安装在我们的PC环境中了：

我们简单回顾一下我们上一篇文章的大致内容：

从中我们知道，这里的protobuf的主要作用是生成了protoc工具，而protoc工具的作用是把.proto文件生成对应的C源、头文件，这个过程是与平台无关的，所以这里我们可以接着用。

而protobuf-c生成了编译需要用到的动态库，此处我们需要编译ARM架构的动态库。即我们本篇笔记需要做的事情是：

（1）交叉编译protobuf-c

首先在protobuf-c目录下使用make clean命令清除我们之前编译得到的东西：

输入如下命令生成交叉编译的Makefile文件：

左右滑动查看全部代码>>>

./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

这个命令似乎很长，但并不难，只是加了几个配置参数。这些配置参数怎么看？我们可以输入./configure --help命令来查看支持的配置：

下面我们依次来分析上面那个很长的命令：

--host=arm-linux-gnueabihf：表明了我们最终可执行文件运行的环境。
CC=/home/book/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc：这是指定我们的交叉编译工具arm-linux-gnueabihf-gcc，这里直接给出绝对路径。
CXX=/home/book/ToolChain/gcc-arm-linux-gnueabihf-6.2.1/bin/arm-linux-gnueabihf-g++：这是指定我们的交叉编译工具arm-linux-gnueabihf-g++，这里直接给出绝对路径。
--disable-protoc：不使用protoc，前面我们也说了protoc工具把.proto文件生成对应的C源、头文件的过程是与平台无关的，所以这里不需要使用，除非我们想在我们的开发板上使用protoc，但这反而增加麻烦，不推荐直接在开发板上用。
--prefix=$PWD/tmp：指定安装的路径。表明安装路径在当前路径下的tmp文件夹中。

执行完这个命令之后就得到了交叉编译的Makefile文件，然后依次输入如下命令进行编译、安装：


   
    
     
      
     
     
      
       make
      
     
    
     
      
     
     
      
       make install

此时就在当前目录的tmp文件夹下生成了arm版本的相关库文件：

其中我们比较重要的就是libprotobuf-c.so这个动态库了，我们可以使用file或者readelf工具查看其是不是arm格式的：

很显然，这就是我们ARM平台的动态库。关于readelf的使用相关文章：《简单认识认识ELF文件》

下面开始我们的demo演示：

（2）protobuf-c实例演示

我们自定义一个.proto来创建我们的协议数据，然后使用protoc-c工具编译生成C代码，有两个文件：一个头文件、一个源文件。

例如我们创建一个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工具工具编译student.proto文件：

protoc --c_out=. student.proto

编写我们的student.c测试demo：

左右滑动查看全部代码>>>


   
    
     
      
     
     
      
       #include <stdio.h>
      
     
    
     
      
     
     
      
       #include <stdlib.h>
      
     
    
     
      
     
     
      
       #include <
       string.h>
      
     
    
     
      
     
     
      
       #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);
      
     
    
     
      
     
     
      
        
      
     
    
     
      
     
     
      
           
       /* 组包 */
      
     
    
     
      
     
     
      
           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很简单，组包就是构造一个协议数据结构体，调用pack组包接口往buffer中扔数据；解包正好是反过来，从buffer中拿数据放到结构体里。

此时我们工程的文件有：

交叉编译：

左右滑动查看全部代码>>>

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

这个命令似乎也很长，其实也很简单：

arm-linux-gnueabihf-gcc：交叉编译器。
student.c student.pb-c.c：输入的源文件。
student：生成的可执行文件。
-I /home/book/git_clone/protobuf-c/tmp/include：指定头文件路径。
-L /home/book/git_clone/protobuf-c/tmp/lib：指定库路径。
-lprotobuf-c：链接动态库libprotobuf-c.so。

这里需要重点提的就是我们可以把我们上面编译得到的tmp/include里的文件复制到我们交叉编译器头文件搜索路径下、把tmp/lib里的文件复制到交叉编译器库文件搜索路径下，这样我们就不需要指定这么长的一串路径了。

但是这里我为了保持我的交叉编译器的一个原始性，我就不往里加东西了。关于这些链接、动态库更详细的内容可以阅读往期文章：《静态链接与动态链接补充（Linux）》、《什么是动态链接与静态链接？》

编译没问题的话就可以生成我们的可执行文件student：

同样的，我们可以看一下student可执行文件的运行环境：

可见，是可运行在我们的arm开发板的。

下面把student拷贝到我们的开发板上运行，我这里用的是韦东山老师的IMX6ULL开发板。

运行出现如下错误：

这是因为不能找到共享库文件libprotobuf-c.so1，加载失败，这个问题我们已经在《静态链接与动态链接补充（Linux）》一文中做了详细解释。

解决方法有两种：第一种就是把这个库文件拷贝至系统库默认搜索路径下；第一种就是把当前路径增加为动态库的搜索路径。

这里我们选择第二种方法：我们把libprotobuf-c.so、libprotobuf-c.so1也传到板子上，放在student同目录下。然后输入如下命令把当前路径增加为动态库的搜索路径：

export LD_LIBRARY_PATH=./:$LD_LIBRARY_PATH

然后运行：

运行成功！

以上就是咱们介绍的protobuf-c在嵌入式Linux平台上的使用（如果是正在学单片机的朋友，也可以尝试着移植使用。），如有错误，欢迎指出，谢谢。另外，

按照以上两篇文章的步骤，大概率是可以成功的，关键是有耐心。

心得分享：在Linux的学习中，很多时候会被开发环境阻碍我们。常常按照别人的方法、步骤来做，却做不出来，很容易心态崩，这都是很正常的。因为环境不同，有时候还需要各种依赖。但我们要有足够的耐心，见招拆招！

在此之前，我也遇到了很多问题，也搜索了很多博客文章，要么行不通，要么写得太乱。所以趁此学习、写一篇。

这一篇大概是全网第一篇关于protobuf-c在嵌入式Linux平台上的交叉编译、使用步骤最全、解释最多的文章了。如果文章对你有帮助，麻烦帮忙转发，谢谢大家。

最后

以上就是本次的分享，如果觉得文章不错，转发、在看，也是我们继续更新的动力。

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