干货 | protobuf-c之嵌入式平台使用

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。

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