如何建立Linux交叉编译环境

如何建立Linux交叉编译环境,第1张

最近有很多朋友在探讨关于建立Linux交叉编译环境的问题,下面就一些问题作一个说明,以期抛砖引玉。

基于Linux *** 作系统的应用开发环境一般是由目标系统硬件(开发板)和宿主PC机所构成。目标硬件开发板用于运行 *** 作系统和系统应用软件,而目标板所用到的 *** 作系统的内核编译、应用程序的开发和调试则需要通过宿主PC机来完成(所以称为交叉编译)。双方之间一般通过串口,并口或以太网接口建立连接关系。

但在此我建议构建如下的交叉编译环境,适合个人或研发小组使用:单独拿出一台PC机(PII以上即可,就用以前淘汰的旧机器就可以),在该PC上安装桌面的Linux *** 作系统(如Red

Hat

Linux

8.0及以上),可以采用默认的安装选项(注意要包含FTP服务),这台PC作为Linux服务器,除管理员以外,一般不直接让其他人去 *** 作。

将该Linux服务器接入局域网,并新建一些合法用户,以便其他的PC机(在此我们将其称为工作站)的合法用户能访问到Linux服务器。而其他的PC机(工作站)仍然使用Windows *** 作系统,原来干啥继续干啥。

需要的软件工具包括:

1、FTP客户端程序(如Cuteftp,可到网上下载)。

2、Telnet工具(如SecureCRT,可到网上下载)。

3、移植到某一特定ARM平台的Linux *** 作系统内核源码(一般由销售商整理提供)。

4、GNU编译工具,可由相关网站下载,或由销售商整理提供。

在工作站安装:在某工作站PC上安装FTP客户端程序和Telnet工具,安装完毕后应该可以在该工作站PC和Linux服务器之间进行文件的传输,并在工作站PC可以通过Telnet登陆到Linux服务器(可能需要将Linux服务器的防火墙服务关闭才能完成)。

在Linux服务器安装:将工作站PC上的Linux *** 作系统内核源码压缩包和GNU编译工具通过FTP传送到Linux服务器的某个目录(如合法的用户目录),然后在该目录下解压,并将GNU编译工具安装到默认的工作目录即可,以上工作通过在工作站PC使用Telnet工具完成,而不需要在Linux服务器上进行。

Linux *** 作系统内核的编译:Linux *** 作系统内核的编译一般有一个比较固定的步骤,会根据MakeFile文件的不同而略有差异,可参考相关文档,编译的工作在工作站PC使用Telnet工具完成。

按固定的步骤编译内核完成以后,会在相应目录生成可执行的二进制文件,通过FTP将该可执行的二进制文件传回工作站PC,然会再通过ADS或SDT下的烧写工具写入开发板的Flash即可。

(T004)

采用交叉编译的主要原因在于,多数嵌入式目标系统不能提供足够的资源供编译过程使用,因而只好将编译工程转移到高性能的主机中进行。

linux下的交叉编译环境重要包括以下几个部分:

1.对目标系统的编译器gcc

2.对目标系统的二进制工具binutils

3.目标系统的标准c库glibc

4.目标系统的linux内核头文件

交叉编译环境的建立步骤

一、下载源代码 下载包括binutils、gcc、glibc及linux内核的源代码(需要注意的是,glibc和内核源代码的版本必须与目标机上实际使用的版本保持一致),并设定shell变量PREFIX指定可执行程序的安装路径。

二、编译binutils 首先运行configure文件,并使用--prefix=$PREFIX参数指定安装路径,使用--target=arm-linux参数指定目标机类型,然后执行make install。

三、配置linux内核头文件

首先执行make mrproper进行清理工作,然后执行make config ARCH=arm(或make menuconfig/xconfig ARCH=arm)进行配置(注意,一定要在命令行中使用ARCH=arm指定cpu架构,因为缺省架构为主机的cpu架构),这一步需要根据目标机的实际情况进行详细的配置,笔者进行的实验中目标机为HP的ipaq-hp3630 PDA,因而设置system type为SA11X0,SA11X0 Implementations中选择Compaq iPAQ H3600/H3700。

配置完成之后,需要将内核头文件拷贝到安装目录: cp -dR include/asm-arm $PREFIX/arm-linux/include/asm cp -dR include/linux $PREFIX/arm-linux/include/linux

四、第一次编译gcc

首先运行configure文件,使用--prefix=$PREFIX参数指定安装路径,使用--target=arm-linux参数指定目标机类型,并使用--disable-threads、--disable-shared、--enable-languages=c参数,然后执行make install。这一步将生成一个最简的gcc。由于编译整个gcc是需要目标机的glibc库的,它现在还不存在,因此需要首先生成一个最简的gcc,它只需要具备编译目标机glibc库的能力即可。

五、交叉编译glibc

这一步骤生成的代码是针对目标机cpu的,因此它属于一个交叉编译过程。该过程要用到linux内核头文件,默认路径为$PREFIX/arm-linux/sys-linux,因而需要在$PREFIX/arm-linux中建立一个名为sys-linux的软连接,使其内核头文件所在的include目录;或者,也可以在接下来要执行的configure命令中使用--with-headers参数指定linux内核头文件的实际路径。

configure的运行参数设置如下(因为是交叉编译,所以要将编译器变量CC设为arm-linux-gcc): CC=arm-linux-gcc ./configure --prefix=$PREFIX/arm-linux --host=arm-linux --enable-add-ons 最后,按以上配置执行configure和make install,glibc的交叉编译过程就算完成了,这里需要指出的是,glibc的安装路径设置为$PREFIXARCH=arm/arm-linux,如果此处设置不当,第二次编译gcc时可能找不到glibc的头文件和库。

六、第二次编译gcc

运行configure,参数设置为--prefix=$PREFIX --target=arm-linux --enable-languages=c,c++。

运行make install。

到此为止整个交叉编译环境就完全生成了。

几点注意事项

第一点、在第一次编译gcc的时候可能会出现找不到stdio.h的错误,解决办法是修改gcc/config/arm/t-linux文件,在TARGET_LIBGCC2_CFLAGS变量的设定中增加-Dinhibit_libc和-D__gthr_posix_h。

这个过程如下

1. 下载源文件、补丁和建立编译的目录

2. 建立内核头文件

3. 建立二进制工具(binutils)

4. 建立初始编译器(bootstrap gcc)

5. 建立c库(glibc)

6. 建立全套编译器(full gcc)

下载源文件、补丁和建立编译的目录

1. 选定软件版本号

选择软件版本号时,先看看glibc源代码中的INSTALL文件。那里列举了该版本的glibc编译时所需的binutils 和gcc的版本号。例如在 glibc-2.2.3/INSTALL 文件中推荐 gcc 用 2.95以上,binutils 用 2.10.1 以上版本。

我选的各个软件的版本是:

linux-2.4.21+rmk2

binutils-2.10.1

gcc-2.95.3

glibc-2.2.3

glibc-linuxthreads-2.2.3

如果你选的glibc的版本号低于2.2,你还要下载一个叫glibc-crypt的文件,例如glibc-crypt-2.1.tar.gz。 Linux 内核你可以从www.kernel.org 或它的镜像下载。

Binutils、gcc和glibc你可以从FSF的FTP站点ftp://ftp.gun.org/gnu/ 或它的镜像去下载。在编译glibc时,要用到 Linux 内核中的 include 目录的内核头文件。如果你发现有变量没有定义而导致编译失败,你就改变你的内核版本号。例如我开始用linux-2.4.25+vrs2,编译glibc-2.2.3 时报 BUS_ISA 没定义,后来发现在 2.4.23 开始它的名字被改为 CTL_BUS_ISA。如果你没有完全的把握保证你改的内核改完全了,就不要动内核,而是把你的 Linux 内核的版本号降低或升高,来适应 glibc。

Gcc 的版本号,推荐用 gcc-2.95 以上的。太老的版本编译可能会出问题。Gcc-2.95.3 是一个比较稳定的版本,也是内核开发人员推荐用的一个 gcc 版本。

如果你发现无法编译过去,有可能是你选用的软件中有的加入了一些新的特性而其他所选软件不支持的原因,就相应降低该软件的版本号。例如我开始用 gcc-3.3.2,发现编译不过,报 as、ld 等版本太老,我就把 gcc 降为 2.95.3。太新的版本大多没经过大量的测试,建议不要选用。

2. 建立工作目录

首先,我们建立几个用来工作的目录:

在你的用户目录,我用的是用户liang,因此用户目录为 /home/liang,先建立一个项目目录embedded。

$pwd

/home/liang

$mkdir embedded

再在这个项目目录 embedded 下建立三个目录 build-tools、kernel 和 tools。

build-tools-用来存放你下载的 binutils、gcc 和 glibc 的源代码和用来编译这些源代码的目录。

kernel-用来存放你的内核源代码和内核补丁。

tools-用来存放编译好的交叉编译工具和库文件。

$cd embedded

$mkdir build-tools kernel tools

执行完后目录结构如下:

$ls embedded

build-tools kernel tools

3. 输出和环境变量

我们输出如下的环境变量方便我们编译。

$export PRJROOT=/home/liang/embedded

$export TARGET=arm-linux

$export PREFIX=$PRJROOT/tools

$export TARGET_PREFIX=$PREFIX/$TARGET

$export PATH=$PREFIX/bin:$PATH

如果你不惯用环境变量的,你可以直接用绝对或相对路径。我如果不用环境变量,一般都用绝对路径,相对路径有时会失败。环境变量也可以定义在.bashrc文件中,这样当你logout或换了控制台时,就不用老是export这些变量了。

体系结构和你的TAEGET变量的对应如下表

你可以在通过glibc下的config.sub脚本来知道,你的TARGET变量是否被支持,例如:

$./config.sub arm-linux

arm-unknown-linux-gnu

在我的环境中,config.sub 在 glibc-2.2.3/scripts 目录下。

网上还有一些 HOWTO 可以参考,ARM 体系结构的《The GNU Toolchain for ARM Target HOWTO》,PowerPC 体系结构的《Linux for PowerPC Embedded Systems HOWTO》等。对TARGET的选取可能有帮助。

4. 建立编译目录

为了把源码和编译时生成的文件分开,一般的编译工作不在的源码目录中,要另建一个目录来专门用于编译。用以下的命令来建立编译你下载的binutils、gcc和glibc的源代码的目录。

$cd $PRJROOT/build-tools

$mkdir build-binutils build-boot-gcc build-gcc build-glibc gcc-patch

build-binutils-编译binutils的目录

build-boot-gcc-编译gcc 启动部分的目录

build-glibc-编译glibc的目录

build-gcc-编译gcc 全部的目录

gcc-patch-放gcc的补丁的目录

gcc-2.95.3 的补丁有 gcc-2.95.3-2.patch、gcc-2.95.3-no-fixinc.patch 和gcc-2.95.3-returntype-fix.patch,可以从 http://www.linuxfromscratch.org/ 下载到这些补丁。

再将你下载的 binutils-2.10.1、gcc-2.95.3、glibc-2.2.3 和 glibc-linuxthreads-2.2.3 的源代码放入 build-tools 目录中

看一下你的 build-tools 目录,有以下内容:

$ls

binutils-2.10.1.tar.bz2 build-gcc gcc-patch

build-binutlsbuild-glibc glibc-2.2.3.tar.gz

build-boot-gcc gcc-2.95.3.tar.gz glibc-linuxthreads-2.2.3.tar.gz

建立内核头文件

把你从 www.kernel.org 下载的内核源代码放入 $PRJROOT /kernel 目录

进入你的 kernel 目录:

$cd $PRJROOT /kernel

解开内核源代码

$tar -xzvf linux-2.4.21.tar.gz

$tar -xjvf linux-2.4.21.tar.bz2

小于 2.4.19 的内核版本解开会生成一个 linux 目录,没带版本号,就将其改名。

$mv linux linux-2.4.x

给 Linux 内核打上你的补丁

$cd linux-2.4.21

$patch -p1 <../patch-2.4.21-rmk2

编译内核生成头文件

$make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig

你也可以用 config 和 xconfig 来代替 menuconfig,但这样用可能会没有设置某些配置文件选项和没有生成下面编译所需的头文件。推荐大家用 make menuconfig,这也是内核开发人员用的最多的配置方法。配置完退出并保存,检查一下的内核目录中的 include/linux/version.h 和 include/linux/autoconf.h 文件是不是生成了,这是编译 glibc 是要用到的,version.h 和 autoconf.h 文件的存在,也说明了你生成了正确的头文件。

还要建立几个正确的链接

$cd include

$ln -s asm-arm asm

$cd asm

$ln -s arch-epxa arch

$ln -s proc-armv proc

接下来为你的交叉编译环境建立你的内核头文件的链接

$mkdir -p $TARGET_PREFIX/include

$ln -s $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/linux $TARGET_PREFIX/include/linux

$in -s $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/asm-arm $TARGET_PREFIX/include/asm

也可以把 Linux 内核头文件拷贝过来用

$mkdir -p $TARGET_PREFIX/include

$cp -r $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/linux $TARGET_PREFIX/include

$cp -r $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/asm-arm $TARGET_PREFIX/include

建立二进制工具(binutils)

binutils是一些二进制工具的集合,其中包含了我们常用到的as和ld。

首先,我们解压我们下载的binutils源文件。

$cd $PRJROOT/build-tools

$tar -xvjf binutils-2.10.1.tar.bz2

然后进入build-binutils目录配置和编译binutils。

$cd build-binutils

$../binutils-2.10.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX

--target 选项是指出我们生成的是 arm-linux 的工具,--prefix 是指出我们可执行文件安装的位置。

会出现很多 check,最后产生 Makefile 文件。

有了 Makefile 后,我们来编译并安装 binutils,命令很简单。

$make

$make install

看一下我们 $PREFIX/bin 下的生成的文件

$ls $PREFIX/bin

arm-linux-addr2line arm-linux-gasp arm-linux-objdump arm-linux-strings

arm-linux-ar arm-linux-ld arm-linux-ranlib arm-linux-strip

arm-linux-as arm-linux-nm arm-linux-readelf

arm-linux-c++filt arm-linux-objcopy arm-linux-size

我们来解释一下上面生成的可执行文件都是用来干什么的

add2line - 将你要找的地址转成文件和行号,它要使用 debug 信息。

Ar-产生、修改和解开一个存档文件

As-gnu 的汇编器

C++filt-C++ 和 java 中有一种重载函数,所用的重载函数最后会被编译转化成汇编的标号,c++filt 就是实现这种反向的转化,根据标号得到函数名。

Gasp-gnu 汇编器预编译器。

Ld-gnu 的连接器

Nm-列出目标文件的符号和对应的地址

Objcopy-将某种格式的目标文件转化成另外格式的目标文件

Objdump-显示目标文件的信息

Ranlib-为一个存档文件产生一个索引,并将这个索引存入存档文件中

Readelf-显示 elf 格式的目标文件的信息

Size-显示目标文件各个节的大小和目标文件的大小

Strings-打印出目标文件中可以打印的字符串,有个默认的长度,为4

Strip-剥掉目标文件的所有的符号信息

建立初始编译器(bootstrap gcc)

首先进入 build-tools 目录,将下载 gcc 源代码解压

$cd $PRJROOT/build-tools

$tar -xvzf gcc-2.95.3.tar.gz

然后进入 gcc-2.95.3 目录给 gcc 打上补丁

$cd gcc-2.95.3

$patch -p1<../gcc-patch/gcc-2.95.3.-2.patch

$patch -p1<../gcc-patch/gcc-2.95.3.-no-fixinc.patch

$patch -p1<../gcc-patch/gcc-2.95.3-returntype-fix.patch

echo timestamp >gcc/cstamp-h.in

在我们编译并安装 gcc 前,我们先要改一个文件 $PRJROOT/gcc/config/arm/t-linux,把

TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC

这一行改为

TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC -Dinhibit_libc -D__gthr_posix_h

你如果没定义 -Dinhibit,编译时将会报如下的错误

http://www.cnblogs.com/gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:41: stdlib.h: No such file or directory

http://www.cnblogs.com/gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:42: unistd.h: No such file or directory

make[3]: *** [libgcc2.a] Error 1

make[2]: *** [stmp-multilib-sub] Error 2

make[1]: *** [stmp-multilib] Error 1

make: *** [all-gcc] Error 2


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/7407763.html

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