\documentclass{beamer}
\usetheme{linutronix}
\usepackage{german}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{pgf}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{lxextras}

\title{Block \lq Applikationsentwicklung für (Embedded) LINUX\rq}
\institute{Linutronix GmbH}

\lstset{keywordstyle=\color{blue},commentstyle=\color{orange}}

\begin{document}

\maketitle

% ----- Slide ------------------
\begin{frame}
\frametitle{Übersicht}
\tableofcontents
\end{frame}

\section{Toolchain}
\subsection{Der GNU Compiler}
\subsubsection{Hello world}
\begin{frame}[fragile]
\frametitle{Der GNU Compiler}
\begin{lstlisting}[language=c]
/* hello.c */
#include <stdio.h>

int main(void)
{
        printf("Hello world\n");
        return 0;
}
\end{lstlisting}
\begin{lstlisting}[language=bash]
# Uebersetzen des Testprogramms
gcc -o hello hello.c
\end{lstlisting}
\end{frame}

\subsubsection{Wichtige Optionen}
\begin{frame}[fragile]
\frametitle{Wichtige gcc Optionen}
\begin{lstlisting}[language=bash]
# Nur Objectfile erzeugen
gcc -c -o hello.o hello.c

# Uebersetzen mit Optimierungslevel 3
gcc -O3 -o hello hello.c

# Ohne Optimierung und mit
# Debugsymbolen uebersetzen
gcc -O0 -g hello hello.c
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}[fragile]
\frametitle{Wichtige gcc Optionen}
\begin{lstlisting}[language=bash]
# Gegen zusaetzliche Bibliothek linken (librt.so)
gcc -lrt -o hello hello.c

# Suchpfad fuer Bibliotheken hinzufuegen
gcc -L /mypath -lrt -o hello hello.c

# Suchpfad fuer Includes hinzufuegen
gcc -I /mypath -o hello hello.c
\end{lstlisting}
\end{frame}

\subsection{Die Binutils}
\subsubsection{Übersicht}
\begin{frame}
\frametitle{Die Binutils}
Eine Sammlung von Programmen zum Erstellen / Bearbeiten von Binaries.
Die wichtigsten Tools sind:
\begin{itemize}
\item Der GNU Linker (ld)
\item Der GNU Assembler (as)
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{Weitere Programme der Binutils}
\begin{itemize}
\item \textbf{addr2line}: Ordnet Adressen Zeilennummern zu
\item \textbf{gprof}: Profiler
\item \textbf{nm}: Listet Symbole in Objectfiles
\item \textbf{objcopy}: Kopiert und konvertiert Objectfiles
\item \textbf{objdump}: Listet Informationen zu Objectfiles
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{Weitere Programme der Binutils}
\begin{itemize}
\item \textbf{ranlib}: Generiert den Index zu einem Archivinhalt
\item \textbf{readelf}: Zeigt Informationen zu ELF Files
\item \textbf{size}: Listet die Sektionsgrößen für Object- oder ELF Files
\item \textbf{strip}: Entfernt Symbole
\end{itemize}
\end{frame}

\subsubsection{objdump}
\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Untersuchen von Binaries mit Objdump}
\begin{lstlisting}[language=bash]
jan@hopfropf:~$ objdump -x /bin/ls
/bin/ls:     file format elf64-x86-64
/bin/ls
architecture: i386:x86-64, flags 0x00000112:
EXEC_P, HAS_SYMS, D_PAGED
start address 0x0000000000402490

Program Header:
    PHDR off    0x0000000000000040 vaddr [...]
         filesz 0x00000000000001f8 memsz [...]
[...]
Dynamic Section:
  NEEDED               librt.so.1
[...]
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Untersuchen von Binaries mit Objdump}
\begin{lstlisting}[language=bash]
Version References:
  required from librt.so.1:
    0x09691a75 0x00 07 GLIBC_2.2.5
[...]
Sections:
Idx Name          Size      VMA          [...] 
  0 .interp       0000001c  000000000040 [...]
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, [...] 
  1 .note.ABI-tag 00000020  000000000040 [...]
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, [...] 
[...]
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Bibliotheksabhängigkeiten mit objdump bestimmen}
\begin{lstlisting}[language=bash]
jan@hopfropf:~$ objdump -x /bin/ls | grep NEEDED
  NEEDED               librt.so.1
  NEEDED               libselinux.so.1
  NEEDED               libacl.so.1
  NEEDED               libc.so.6
\end{lstlisting}
\end{frame}

\subsubsection{objcopy}
\begin{frame}[fragile]
\frametitle{Binaries bearbeiten mit objcopy}
\begin{lstlisting}[language=bash]
# 64bit ELF ins SREC Format kopieren
objcopy -I elf64-x86-64 -O srec hello hello.srec
# SREC in 64 bit ELF kopieren
objcopy -I srec -O elf64-x86-64 hello.srec hello
\end{lstlisting}
\end{frame}

\subsubsection{addr2line}
\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Adressen zuordnen mit addr2line}
\begin{lstlisting}[language=bash]
objdump -D hello | less
\end{lstlisting}
\begin{verbatim}
[...]
000000000040050c <main>:
  40050c:       55           push   %rbp
  40050d:       48 89 e5     mov    %rsp,%rbp
[...]
\end{verbatim}
\begin{lstlisting}[language=bash]
$ addr2line -e hello 40050c
/home/jan/work/examples/hello.c:4
\end{lstlisting}
\end{frame}

\subsection{Buildprozess automatisieren (GNU make)}
\subsubsection{Übersicht}
\begin{frame}
\frametitle{GNU make}
\begin{alertblock}{Was ist GNU make?}
GNU make kontrolliert und automatisiert Buildprozesse.
\end{alertblock}
\end{frame}

\subsubsection{Anwendungsbeispiele}
\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Einfaches Beispiel}
\begin{lstlisting}[language=make,showtabs=true,tabsize=4,tab=\rightarrowfill]
% Makefile

hello: hello.o
	gcc -o $@ $<

hello.o: hello.c
	gcc -c -o $@ $<

clean:
	rm -rf hello hello.o
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}
\frametitle{Aufgabe}
\begin{itemize}
\item Erstellen Sie ein Beispielprojekt mit einem Hallo Welt Programm und dem
im Beispiel aufgeführten Makefile
\item Übersetzen Sie das Programm
\item Erstellen Sie eine Datei mit dem Namen clean und führen make clean aus
(Was passiert?!)
\end{itemize}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Problem}
\begin{lstlisting}[language=bash]
$ make
gcc -c -o hello.o hello.c
gcc -o hello hello.o
$ touch clean
$ make clean
make: `clean' is up to date.
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{PHONY targets}
\begin{lstlisting}[language=make,showtabs=true,tabsize=4,tab=\rightarrowfill]
hello: hello.o
	gcc -o $@ $<

hello.o: hello.c
	gcc -c -o $@ $<

.PHONY: clean

clean:
	rm -rf hello hello.o
\end{lstlisting}
Aufgabe: Erweitern Sie Ihr Makefile um das PHONY target und führen Sie erneut
make clean aus.
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Regeln mit Pattern}
\begin{lstlisting}[language=make,showtabs=true,tabsize=4,tab=\rightarrowfill]
hello: hello.o
	gcc -o $@ $<

%.o: %.c
	gcc -c -o $@ $<

.PHONY: clean

clean:
	rm -rf hello hello.o
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Variablen}
\begin{lstlisting}[language=make,showtabs=true,tabsize=4,tab=\rightarrowfill]
EXE = hello
OBJ = $(EXE).o

$(EXE): $(OBJ)
	gcc -o $@ $<

%.o: %.c
	gcc -c -o $@ $<

.PHONY: clean

clean:
	rm -rf $(EXE) $(OBJ)
\end{lstlisting}
\end{frame}

\begin{frame}[containsverbatim]
\frametitle{Pattern substitution}
\begin{lstlisting}[language=make,showtabs=true,tabsize=4,tab=\rightarrowfill]
SRC = hello.c hello1.c
OBJ = $(SRC:%.c=%.o)
[...]
\end{lstlisting}
\end{frame}
\end{document}