【朱兆祺带你学嵌入式】第一章第三节 arm-linux交叉编译链
[复制链接]
平常我们做的编译叫本地编译，也就是在当前平台编译，编译得到的程序也是在本地执行。相对而言的交叉编译指的是在一个平台上生成另一个平台的可执行代码。
常见的交叉编译有以下三种： 在Linux PC上，利用arm-linux-gcc 编译器，编译出针对Linux ARM平台的 可执行代码。 在Windows PC上，利用cygwin环境，运行arm-elf-gcc 编译器，编译出针对ARM CPU的 可执行代码。 由于一般嵌入式开发系统存储大小是有限的，通常都要在性能优越的PC上建立一个用于目标机的交叉编译工具链，用该交叉编译工具链在PC上编译目标机上要运行的程序，比如在PC平台（X86 CPU）上编译出能运行在以ARM为内核的CPU平台上的程序。要生成在目标机上运行的程序，必须要用交叉编译工具链完成。交叉编译工具链是一个由编译器、连接器和解释器组成的综合开发环境，交叉编译工具链主要由binutils、gcc和glibc 3个部分组成。有时出于减小libc 库大小的考虑，也可以用别的 c 库来代替 glibc，例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。建立交叉编译工具链是一个相当复杂的过程，如果不想自己经历复杂繁琐的编译过程，网上有一些编译好的可用的交叉编译工具链可以下载，但就以学习为目的来说读者有必要学习自己制作一个交叉编译工具链。本节通过具体的实例讲述基于ARM的嵌入式Linux交叉编译工具链的制作过程。 制作arm-linux交叉编译工具链的一般通过crosstool工具或者crosstool_NG，前者使用方便，但是制作会受到一些限制，使用crosstool最多只能编译gcc 4.1.1、glibc 2.x的版本。crosstool-NG是新的用来建立交叉工具链的工具，它是crosstool的替换者，而crosstool_NG则有更好的定制性，并且一直保持着更新，对新版本的编译工具链的支持比较好，当然也带来了一些麻烦，它并不是下载下来就可以使用，必须先配置安装。我们这里选用crosstool_NG来制作我们的编译链。 1． 安装crosstool_NGzhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~$ mkdir arm-linux-tools zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~$ cd arm-linux-tools/ zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools$ ls 获取源码操作命令： 正在解析主机 crosstool-ng.org... 140.211.15.107 正在连接 crosstool-ng.org|140.211.15.107|:80... 已连接。 已发出 HTTP 请求，正在等待回应... 200 OK 长度： 1884219 (1.8M) [application/x-bzip] 正在保存至: “crosstool-ng-1.18.0.tar.bz2”
100%[======================================>] 1,884,219 223K/s 花时 8.8s 下载源码成功之后解压源码： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools$ tar jxvf crosstool-ng-1.18.0.tar.bz2 zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools$ ls crosstool-ng-1.18.0 crosstool-ng-1.18.0.tar.bz2 考虑到后续将要使用到的各种目录，在这里先建立号后续所需目录。 zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools$ mkdir crosstool-build crosstool-install src zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools$ ls crosstool-build crosstool-ng-1.18.0 src crosstool-install crosstool-ng-1.18.0.tar.bz2 由于ubuntu操作系统很多开发软件都没有安装，因此要先安装一些制作交叉编译链必备的软件。在ubuntu下安装软件的命令为： sudo apt-get install ***。 注：笔者建议arm-linux交叉编译工具链的制作最好在CentOS系统中完成，因为CentOS系统自带较为完善的开发软件，对于初学者不会造成不必要的麻烦。 zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools$ sudo apt-get install sed bash cut dpkg-dev patch texinfom4 libtool statwebsvn tar gzip bzip2 lzmabison flex texinfo automake libtool patchcvs cvsd gawk–y 配置整个工程并且进行依赖检测： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ ./configure --prefix /home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/crosstool-install 在安装过程中，提示如下错误： …… checking how to run the C preprocessor... gcc -E checking for ranlib... ranlib checking for objcopy... objcopy checking for absolute path to objcopy... /usr/bin/objcopy checking for objdump... objdump checking for absolute path to objdump... /usr/bin/objdump checking for readelf... readelf checking for absolute path to readelf... /usr/bin/readelf checking for bison... no configure: error: missing required tool: bison 输出错误提示确实bison这个软件，安装： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ sudo apt-get install bison 安装完成之后，再次进行配置： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ ./configure --prefix /home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/crosstool-install 又一次输出错误： …… checking for bison... bison checking for flex... no configure: error: missing required tool: flex 提示确实flex这个软件，进行安装： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ sudo apt-get install flex 安装完成之后，再一次进行配置： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ ./configure --prefix /home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/crosstool-install 又一次提示错误： checking for bison... bison checking for flex... flex checking for gperf... no configure: error: missing required tool: gperf 提示缺失gperf这个软件，进行安装： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ sudo apt-get install gperf 安装完成之后，再一次进行配置： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ ./configure --prefix /home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/crosstool-install 再一次提示出错： …… checking for bison... bison checking for flex... flex checking for gperf... gperf checking for makeinfo... no configure: error: missing required tool: makeinfo 缺失makeinfo软件，进行安装，如果安装的是makeinfo，则会有如下提示： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ sudo apt-get install makeinfo 正在读取软件包列表... 完成 正在分析软件包的依赖关系树 E: 无法找到软件包makeinfo 此时应该安装texinfo软件： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ sudo apt-get install makeinfo 安装完成之后，再一次进行配置： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ ./configure --prefix /home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/crosstool-install 这次成功的配置成功，如果读者操作还会报错的话，依照上面方法找出其根源进行改正即可。成功配置之后会自动创建了我们需要的Makefile文件。 checking for library containing initscr... -lncursesw configure: creating ./config.status config.status: creating Makefile zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ ls bootstrap configure ct-ng.comp LICENSES patches steps.mk config configure.ac ct-ng.in licenses.d README TODO config.log contrib docs Makefile samples config.status COPYING kconfig Makefile.in scripts 执行Makefile文件： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ make SED 'ct-ng' SED 'scripts/crosstool-NG.sh' SED 'scripts/saveSample.sh' SED 'scripts/showTuple.sh' GEN 'config/configure.in' GEN 'paths.mk' GEN 'paths.sh' DEP 'nconf.gui.dep' DEP 'nconf.dep' DEP 'lxdialog/yesno.dep' DEP 'lxdialog/util.dep' DEP 'lxdialog/textbox.dep' DEP 'lxdialog/menubox.dep' DEP 'lxdialog/inputbox.dep' DEP 'lxdialog/checklist.dep' DEP 'mconf.dep' DEP 'conf.dep' BISON 'zconf.tab.c' GPERF 'zconf.hash.c' LEX 'lex.zconf.c' DEP 'zconf.tab.dep' CC 'zconf.tab.o' CC 'conf.o' LD 'conf' CC 'lxdialog/checklist.o' CC 'lxdialog/inputbox.o' CC 'lxdialog/menubox.o' CC 'lxdialog/textbox.o' CC 'lxdialog/util.o' CC 'lxdialog/yesno.o' CC 'mconf.o' LD 'mconf' CC 'nconf.o' CC 'nconf.gui.o' LD 'nconf' SED 'docs/ct-ng.1' GZIP 'docs/ct-ng.1.gz' 编译成功之后进行安装： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ make install 成功安装之后，可以看到已经安装到我们指定的目录下，最后输出有这么一句话： …… For auto-completion, do not forget to install 'ct-ng.comp' into your bash completion directory (usually /etc/bash_completion.d) 这是在提醒我们不要忘记了配置环境变量，多么人性化的提示。接下来配置环境变量。 zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0$ sudo echo "PATH=$PATH:/home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/crosstool-install/bin" >> ~/.bashrc 执行使其生效： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~$ source /home/zhuzhaoqi/.bashrc 使用ct-ng –v命令查看安装结果： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~$ ct-ng -v GNU Make 3.81 Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
这个程序创建为 i486-pc-linux-gnu OK！ct-ng环境变量添加成功，也就意味着整个crosstool-ng安装成功。
2． 配置交叉编译链现在需要去做的就是配置要编译的交叉编译工具链，在crosstool-ng已很多已经做好的默认配置（位于crosstool-ng- X.Y.Z(crosstool-ng-1.18.0)/samples目录下），这里只要针对其进行修改就好了。对于编译器组件部分的版本最好不要修改，因为那个配搭应该是经过测试后的最高本版了，但内核版本可以修改。 可以看到samples目录下的一些默认配置如下所示： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0/samples$ ls alphaev56-unknown-linux-gnu mips64el-n64-linux-uclibc alphaev67-unknown-linux-gnu mips-ar2315-linux-gnu arm-bare_newlib_cortex_m3_nommu-eabi mipsel-sde-elf arm-cortex_a15-linux-gnueabi mipsel-unknown-linux-gnu arm-cortex_a8-linux-gnueabi mips-malta-linux-gnu arm-davinci-linux-gnueabi mips-unknown-elf armeb-unknown-eabi mips-unknown-linux-uclibc armeb-unknown-linux-gnueabi powerpc-405-linux-gnu armeb-unknown-linux-uclibcgnueabi powerpc64-unknown-linux-gnu arm-unknown-eabi powerpc-860-linux-gnu arm-unknown-linux-gnueabi powerpc-e300c3-linux-gnu arm-unknown-linux-uclibcgnueabi powerpc-e500v2-linux-gnuspe armv6-rpi-linux-gnueabi powerpc-unknown-linux-gnu avr32-unknown-none powerpc-unknown-linux-uclibc bfin-unknown-linux-uclibc powerpc-unknown_nofpu-linux-gnu i586-geode-linux-uclibc s390-ibm-linux-gnu i586-mingw32msvc,i686-none-linux-gnu s390x-ibm-linux-gnu i686-nptl-linux-gnu samples.mk i686-unknown-mingw32 sh4-unknown-linux-gnu m68k-unknown-elf x86_64-unknown-linux-gnu m68k-unknown-uclinux-uclibc x86_64-unknown-linux-uclibc mips64el-n32-linux-uclibc x86_64-unknown-mingw32 里面有很多默认配置，有arm、avr32、mips、powerpc等硬件平台。而arm平台有如下： arm-unknown-eabi是基于裸板，也就是无操作系统。 arm-unknown-linux-gnueabi 是基于linux。 arm-unknown-linux-uclibcgnueabi 这个应该能看出来了，是为uclinux用的。 arm-cortex_a15-linux-gnueabi可从名字上看是为cortex-a15用的。 arm-cortex_a8-linux-gnueabi 这个也可从名字上看是为cortex-a8用的。 arm-xxx$&#*&还有几个，这些暂且不去理会。 这里是制作arm-linux交叉编译链，因此，我们选择arm-unknown-linux-gnueabi进行配置。将arm-unknown-linux-gnueabi文件夹复制到crosstool-build/目录下： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-ng-1.18.0/samples$ cp -r arm-unknown-linux-gnueabi/ ../../crosstool-build/ zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-build$ ls arm-unknown-linux-gnueabi 将默认配置文件拷贝到工作目录（crosstool-build）下并改名为.config，因为默认的配置文件为.config这个名字，完成之后可以加载需要的配置。 zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-build$ cp arm-unknown-linux-gnueabi/crosstool.config .config 执行ct-ng menuconfig进入配置界面进行配置： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-build$ ct-ng menuconfig LN config MKDIR config.gen IN config.gen/arch.in IN config.gen/kernel.in IN config.gen/cc.in IN config.gen/binutils.in IN config.gen/libc.in IN config.gen/debug.in CONF config/config.in # # configuration saved # 进入配置界面如图1. 1所示。
下面就是设置源码目录和安装目录，这需要按照读者依据自己实际设定的情况来进行配置。 第一步，设定源码包路径和交叉编译器的安装路径。 Paths and misc options ---> (/home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/src) Local tarballs directory 保存源码包路径 (/home/zhuzhaoqi/arm-linux-tools/tools) Prefix directory交叉编译器的安装路径 配置之后的结构如图1. 2所示。
第二步，修改交叉编译器针对的构架。 因为本次是针对OK6410制作编译链，那就依据s3c6410的硬件特性来制作。 Target options这是重点要修改的地方。(以下配置均是基于已拷贝过来的配置。) Target Architecture(arm) 这个不用管，已经是arm了。 Default instruction set mode (arm) 这个也不管，也已经是arm了。 Architecture level() 这个需要进行修改。 通过查找资料，这个应该是指令集的架构，对于S3C6410 ARM1176JZF-S核心使用的是armv6zk架构，就选armv6zk。那么，具体都支持哪些架构呢？可以用man gcc来查询，搜索arm，再搜索-march=就可以找到本gcc支持的处理器核心列表了： -march=name This specifies the name of the target ARM architecture. GCC uses this name to determine what kind of instructions it can emit when generating assembly code. This option can be used in conjunction with or instead of the -mcpu= option. Permissible names are: armv2, armv2a, armv3, armv3m, armv4, armv4t, armv5, armv5t, armv5e, armv5te, armv6, armv6j, armv6t2, armv6z, armv6zk, armv6-m, armv7, armv7-a, armv7-r, armv7-m, iwmmxt, iwmmxt2, ep9312. Emit assembly for CPU() 这个需要进行修改。 这个对应的是CPU的核心类型。同样，也和上面的选项一样，对应一个GCC选项。GCC中这样描述。 -mcpu=name This specifies the name of the target ARM processor. GCC uses this name to determine what kind of instructions it can emit when generating assembly code. Permissible names are: arm2, arm250, arm3, arm6, arm60, arm600, arm610, arm620, arm7, arm7m, arm7d, arm7dm, arm7di, arm7dmi, arm70, arm700, arm700i, arm710, arm710c, arm7100, arm720, arm7500, arm7500fe, arm7tdmi,arm7tdmi-s, arm710t, arm720t, arm740t, strongarm, strongarm110, strongarm1100, strongarm1110, arm8, arm810, arm9, arm9e, arm920, arm920t, arm922t, arm946e-s, arm966e-s, arm968e-s, arm926ej-s, arm940t, arm9tdmi, arm10tdmi, arm1020t, arm1026ej-s, arm10e, arm1020e, arm1022e, arm1136j-s, arm1136jf-s, mpcore, mpcorenovfp, arm1156t2-s, arm1176jz-s, arm1176jzf-s, cortex-a8, cortex-a9, cortex-r4, cortex-r4f, cortex-m3, cortex-m1, xscale, iwmmxt, iwmmxt2, ep9312. 这样看简单一些了如果是 S3C2410/S3C2440 就选 arm920t 如果是s3c6410就选arm1176jzf-s。 Tune for CPU() ，对应的GCC描述是这样的： -mtune=name This option is very similar to the -mcpu= option, except that instead of specifying the actual target processor type, and hence restricting which instructions can be used, it specifies that GCC should tune the performance of the code as if the target were of the type specified in this option, but still choosing the instructions that it will generate based on the cpu specified by a -mcpu= option. For some ARM implementations better performance can be obtained by using this option. 意思是说这个选项和-mcpu 很类似，这里是指定真实的CPU型号。不过有读者是编译2440的工具链，这里选择的是arm9tdmi，如果不是，那就空着。这里的作用是如果arm920t处理不了，就用arm9tdmi的方式来编译。 Floating point() 浮点相关的选项s3c6410 有硬件VFP，所以这里选的 hardware FPU。这个是给有硬浮点的处理器强行选软浮点用的。 Use specific FPU() 是跟浮点有关，这里不选任何内容。至于怎么组合，读者可以跟据自己的CPU的实际情况相应的进行配置。 C compiler ---> *** Additional supported languages: *** [ ] Java //不用这个编译器来编译java 当然如果读者需要用它来编译java那就不用去除。 其它选项不动Save an Alternate Configuration File存盘Exit 退出，OK，配置完了。 zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/arm-linux-tools/crosstool-build$ ct-ng build 开始编译，此编译过程需要花费大约两个小时，最终编译出arm-linux-gcc-4.4.1编译链。
1.1.1 交叉编译链在宿主机上安装交叉编译链版本：arm-linux-gcc 4.4.1。交叉编译链的版本很多，读者可以自行安装版本更高的编译链。 Linux系统环境：Ubuntu10.04.4。Ubuntu10.04.4发布于2012年2月17日，作为Ubuntu 10.04 LTS第四个也是最后一个版本，Ubuntu 10.04.4 修复了大量错误，提高了稳定性与兼容性。 1. 在/usr/local下面创建一个文件夹：mkdir arm，将arm-linux-gcc 4.4.1放在arm文件夹里面。然后解压缩，命令根据压缩包的后缀不同而不同。 2. 添加环境变量，vim /etc/profile。 3. 在最后一行添加：export PATH=$PATH:/usr/local/arm/4.4.1/bin。 4. 退出执行命令：source /etc/profile。使其生效。 5. 检测安装是否成功：arm-linux-gcc -v ；如果成功，输出最后一行则会提示：gcc version 4.4.1 (Sourcery G++ Lite 2009q3-67)。如下： zhuzhaoqi@zhuzhaoqi-desktop:~/u-boot/Makefile/shellfunction$ arm-linux-gcc -v Using built-in specs. Target: arm-none-linux-gnueabi Configured with: /scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/src/gcc-4.4/configure --build=i686-pc-linux-gnu --host=i686-pc-linux-gnu --target=arm-none-linux-gnueabi --enable-threads --disable-libmudflap --disable-libssp --disable-libstdcxx-pch --enable-extra-sgxxlite-multilibs --with-arch=armv5te --with-gnu-as --with-gnu-ld --with-specs='%{funwind-tables|fno-unwind-tables|mabi=*|ffreestanding|nostdlib:;:-funwind-tables} %{O2:%{!fno-remove-local-statics: -fremove-local-statics}} %{O*:%{O|O0|O1|O2|Os:;:%{!fno-remove-local-statics: -fremove-local-statics}}}' --enable-languages=c,c++ --enable-shared --disable-lto --enable-symvers=gnu --enable-__cxa_atexit --with-pkgversion='Sourcery G++ Lite 2009q3-67' --with-bugurl=https://support.codesourcery.com/GNUToolchain/ --disable-nls --prefix=/opt/codesourcery --with-sysroot=/opt/codesourcery/arm-none-linux-gnueabi/libc --with-build-sysroot=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/install/arm-none-linux-gnueabi/libc --with-gmp=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/obj/host-libs-2009q3-67-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu/usr --with-mpfr=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/obj/host-libs-2009q3-67-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu/usr --with-ppl=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/obj/host-libs-2009q3-67-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu/usr --with-host-libstdcxx='-static-libgcc -Wl,-Bstatic,-lstdc++,-Bdynamic -lm' --with-cloog=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/obj/host-libs-2009q3-67-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu/usr --disable-libgomp --enable-poison-system-directories --with-build-time-tools=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/install/arm-none-linux-gnueabi/bin --with-build-time-tools=/scratch/julian/2009q3-respin-linux-lite/install/arm-none-linux-gnueabi/bin Thread model: posix gcc version 4.4.1 (Sourcery G++ Lite 2009q3-67) 笔者建议安装最好不要在root用户下进行安装，否则使用交叉编译链可能会存在权限限制。
| 
提升卡
变色卡
千斤顶
1/10 
京公网安备 11010802033920号
Copyright © 2005-2024 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
