嵌入式Linux：編譯和使用Protobuf庫(kù)
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Protobuf（Protocol Buffers）是由 Google 開(kāi)發(fā)的一種輕量級(jí)、高效的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)序列化方式，用于在不同應(yīng)用之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和存儲(chǔ)。它可以用于多種編程語(yǔ)言，并支持自動(dòng)生成代碼，使得數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義和序列化/反序列化過(guò)程更加簡(jiǎn)潔和高效。
Protobuf-C 是 Protocol Buffers 的 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，它專門(mén)針對(duì) C 語(yǔ)言環(huán)境進(jìn)行了優(yōu)化，提供了類(lèi)似于官方實(shí)現(xiàn)的功能，同時(shí)支持與其他語(yǔ)言生成的 Protobuf 數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。Protobuf-C 生成的庫(kù)文件可以被 C 語(yǔ)言項(xiàng)目使用，使得在 C 語(yǔ)言環(huán)境中進(jìn)行高效的數(shù)據(jù)序列化和反序列化成為可能。
Protobuf優(yōu)點(diǎn)包括：
高效性：protobuf 生成的數(shù)據(jù)格式通常比 XML 和 JSON 更加緊湊，序列化和反序列化速度更快。
可擴(kuò)展性：支持向已有消息類(lèi)型添加新的字段或消息，而不破壞向后兼容性。
語(yǔ)言無(wú)關(guān)性：protobuf 支持多種編程語(yǔ)言，包括 C++, Java, Python, Go, 和 C# 等。
自動(dòng)代碼生成：通過(guò) .proto 文件定義消息格式后，可以使用編譯器自動(dòng)生成目標(biāo)語(yǔ)言的代碼，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)工作。
Protobuf代碼倉(cāng)庫(kù)：https://github.com/protocolbuffers/protobuf
Protobuf-C代碼倉(cāng)庫(kù)：https://github.com/protobuf-c/protobuf-c
由于我需要在SoC開(kāi)發(fā)板上使用C語(yǔ)言版的Protobuf庫(kù)，所以需要使用到Protobuf
和Protobuf-C。
Protobuf 提供了 Protobuf 工具，用于將 .proto 文件轉(zhuǎn)換為 C 源代碼和頭文件，而 Protobuf-c 生成了編譯所需的動(dòng)態(tài)庫(kù)。
1
開(kāi)發(fā)環(huán)境和工具
硬件環(huán)境
臺(tái)灣聯(lián)詠NT96570BG
軟件環(huán)境
Ubuntu 18.04.6
SDK
na51055_linux_sdk-release.tar.gz
交叉編譯工具鏈
nvt-96570-toolchain.tar.gz
Protobuf版本
V3.6.1（SoC需要和上位機(jī)通信，保持雙方版本一致）
2
安裝和編譯Protobuf、Protobuf-C庫(kù)
SoC編譯和使用Protobuf庫(kù)有2種方式：
下載Protobuf、Protobuf-C源碼，集成到SoC SDK包中，修改makefile文件和相關(guān)配置，每次編譯SDK固件時(shí)，也會(huì)編譯和生成Protobuf所需的庫(kù)和文件。
在Ubuntu系統(tǒng)下載和編譯Protobuf、Protobuf-C源碼，將編譯好的庫(kù)和文件拷貝到SoC APP應(yīng)用工程中，修改makefile文件和相關(guān)配置，直接使用。
這里我們使用第二種方式。
1、安裝依賴項(xiàng)
sudo apt-get install autoconf automake libtool curl make g++ unzip pkg-config
2、安裝Protobuf
下載Protobuf V3.6.1，解壓后進(jìn)入文件夾，指令如下：
cd protobuf./autogen.sh./configuremakesudo make installsudo ldconfig
含義如下：
cd protobuf: 進(jìn)入名為 protobuf 的目錄。
./autogen.sh: 運(yùn)行 autogen.sh 腳本，用于生成 configure 配置腳本。
./configure: 根據(jù)生成的配置腳本，配置編譯環(huán)境。
make: 編譯源代碼。
sudo make install: 安裝編譯生成的文件到系統(tǒng)中。
sudo ldconfig: 更新動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)緩存，使得系統(tǒng)能夠找到新安裝的庫(kù)文件。
如果不需要使用指定版本的Protobuf，可以使用git指令下載庫(kù)：
git clone https://github.com/protocolbuffers/protobuf.git
3、安裝protobuf-c
protobuf-c不需要指定版本，直接使用git指令下載倉(cāng)庫(kù)，指令如下：
git clone https://github.com/protobuf-c/protobuf-c.gitcd protobuf-c./autogen.sh./configure --host=arm-linux-gnueabihf CC=/opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-gcc CXX=/opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-g++ --disable-protoc --prefix=$PWD/tmp_outmakesudo make install
含義如下：
cd protobuf-c: 進(jìn)入名為 protobuf-c 的目錄。
./autogen.sh: 運(yùn)行 autogen.sh 腳本，用于生成 configure 配置腳本。
./configure --host=arm-linux-gnueabihf CC=/opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-gcc CXX=/opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-g++ --disable-protoc --prefix=$PWD/tmp_out: 配置編譯環(huán)境，指定目標(biāo)架構(gòu)為 arm-linux-gnueabihf，并使用指定的交叉編譯器進(jìn)行編譯。
make: 編譯源代碼。
sudo make install: 安裝編譯生成的文件到系統(tǒng)中。
重點(diǎn)說(shuō)一下configure配置編譯環(huán)境指令：
./configure: 運(yùn)行配置腳本。
--host=arm-linux-gnueabihf: 指定目標(biāo)系統(tǒng)架構(gòu)為 arm-linux-gnueabihf，表示編譯生成的程序?qū)⒃?ARM 架構(gòu)上運(yùn)行。
CC=/opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-gcc: 指定 C 編譯器為 /opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-gcc，即指定了交叉編譯器。
CXX=/opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-g++: 指定 C++ 編譯器為 /opt/arm/arm-ca9-linux-gnueabihf-6.5/usr/bin/arm-ca9-linux-gnueabihf-g++，即指定了交叉編譯器。
--disable-protoc: 禁用 protoc 工具的構(gòu)建，這表示只編譯動(dòng)態(tài)庫(kù)，而不會(huì)生成 .proto 文件對(duì)應(yīng)的 C 源碼和頭文件。
--prefix=$PWD/tmp_out: 指定安裝路徑為當(dāng)前目錄下的 tmp_out 目錄。
如果不是ARM SoC使用，只是Ubuntu系統(tǒng)使用，配置編譯環(huán)境就無(wú)需指定交叉編譯工具鏈，指令如下：
./configure
Protobuf、Protobuf-C默認(rèn)安裝在/usr/local路徑下：
使用指令可以查看Protobuf、Protobuf-C的版本，指令如下：
protoc-c --version
編譯Protobuf-c代碼時(shí)，指定了鏈接庫(kù)輸出在當(dāng)前目錄下的 tmp_out 目錄。將編譯輸出物都拷貝到SoC APP應(yīng)用工程中。
3
編寫(xiě)和編譯proto文件
1、創(chuàng)建一個(gè)proto文件，文件命名為：LM_PCD_LD.proto，定義了一個(gè)消息類(lèi)型：
syntax = "proto3";
message Person { string name = 1; int32 id = 2; string email = 3;}
2、使用 Protobuf 編譯器（protoc）生成對(duì)應(yīng)的C代碼：
protoc --c_out=. LM_PCD_LD.proto.proto
編譯生成：LM_PCD_LD.pb-c.c和LM_PCD_LD.pb-h文件。將文件拷貝到SoC APP應(yīng)用工程中。
4
修改makefile文件
1、添加頭文件路徑：
2、添加動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)路徑：
3、添加代碼路徑：
4、拷貝動(dòng)態(tài)庫(kù)到系統(tǒng)庫(kù)文件下：
5
測(cè)試示例
#include #include "LM_PCD_LD.pb-c.h"
int main() { // 創(chuàng)建并初始化 Person 消息對(duì)象 Person person = PERSON__INIT; person.name = "John Doe"; person.id = 1234; person.email = "johndoe@example.com";
// 序列化消息對(duì)象 size_t packed_size = person__get_packed_size(&person); uint8_t buffer[packed_size]; person__pack(&person, buffer);
// 反序列化消息對(duì)象 Person *unpacked_person = person__unpack(NULL, packed_size, buffer);
// 打印反序列化后的消息內(nèi)容 printf("Name: %sn", unpacked_person->name); printf("ID: %dn", unpacked_person->id); printf("Email: %sn", unpacked_person->email);
// 釋放內(nèi)存 person__free_unpacked(unpacked_person, NULL);
return 0;}
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