CentOS 7 搭建交叉编译环境（上）
前段时间由于工作上的需要，需要编译程序在MIPS架构的终端上运行，于是就学习了一下交叉编译相关的一些知识，并尝试自己搭建了交叉编译环境最终编译程序运行OK，现对该学习过程做个总结；
什么是交叉编译
本地编译：即在当前目标平台下编译出来的程序，并且可以运行在当前平台上；简单理解就是编译和运行环境是一致的。
交叉编译：所谓的交叉（cross）是一个和本地编译相对应的概念，即在当前目标平台下编译出来的程序，是放到别的平台上运行（放在当前平台上运行不了），简单理解就是编译和运行的环境是不一样的。
为什么要交叉编译
那有了本地编译，我们为什么还要需要交叉编译呢？给每种平台都搭建一套本地的编译环境不就OK了吗 ？ 理想是丰满的，现实是残酷的；
原因：嵌入式系统中的资源太少，各种资源，都相对有限，所以很难进行直接的本地编译；因为编译，开发，都需要相对比较多的CPU，内存，硬盘等资源，而嵌入式开发上的那点资源，只够嵌入式（Linux）系统运行的，没太多剩余的资源供你本地编译。
交叉编译环境介绍
既然要搭建交叉编译环境，那我们需要怎么做呢？下面我们先看一个GCC编译C语言的流程，如下所示：
从上图可以看到，GCC的编译流程主要分为4步：
1）预处理 ( Pre-Process ) ------如，gcc -E test.c -o test.i
2）编译 ( Compile ) ------如，gcc -S test.i -o test.s
3）汇编 ( Assemble ) ------如，gcc -c test.s -o test.o
4）链接 ( Link ) ------如，gcc test.o -o test
- 注：gcc编译的一般格式：gcc 【选项】源文件 【选项】目标文件
再清楚了GCC编译流程以后，其实交叉编译环境的搭建最主要就是完成上面4个步骤，即将一堆C源文件编译成一个可执行程序的过程；这个过程需要依赖许多工具，最核心的编译器gcc 、汇编器as、 链接器ld等；而as 和 ld 都是包含在binutils 中，因此，简单的说搭建交叉编译环境就是安装相应的gcc + binutils + C运行库（如、glibc、uclibc或eglibc）。下面来看看具体工具主要完成编译过程的哪些任务：
1）gcc（gnu collect compiler）：是一组编译工具的总称。它主要完成的工作任务是“预处理”和“编译”，以及提供了与编译器紧密相关的运行库的支持，如libgcc_s.so、libstdc++.so等。
2 ）binutils： 提供了一系列用来创建、管理和维护二进制目标文件的工具程序，如汇编（as）、连接（ld）、静态库归档（ar）、反汇编（objdump）、elf结构分析工具（readelf）、无效调试信息和符号的工具（strip）等。通常，binutils与gcc是紧密相集成的，没有binutils的话，gcc是不能正常工作的。
3）C 运行库：glibc = GNU C Library 实现的 C语言标准库（C standard library）是 Linux系统中最底层的API，几乎其它任何的运行库都会依赖于glibc。glibc除了封装linux操作系统所提供的系统服务外，它本身也提供了许多其它一些必要功能服务的实现，其实现了常见的C库的函数，支持很多种系统平台，功能很全，但是也相对比较臃肿和庞大；因此在嵌入式开发环境通常采用的是uclibc等小型的C运行库；而 eglibc 是 glibc的一种变体，目标是与glibc兼容，模块化、降低资源和内存的消耗将glibc用于嵌入式系统；
那所谓的交叉编译工具链就是将相关的gcc，binutils、glibc等工具按照先编译后链接等内在逻辑串起来；而由交叉编译工具链组成的综合开发环境就是交叉编译环境；
crosstool-NG 工具介绍与安装
在了解GCC编译过程以及交叉编译环境的组成，下面我们介绍一款当下用的比较多的制作交叉编译环境的工具，即 crosstool-NG，其是在crosstool的基础上，做了全新的升级，也称下一代crosstool。
crosstool-NG 制作交叉编译工具链的命名规则一般如下：
arch-vendor-kernel-system
arch :即系统架构，即用此交叉编译器编译出来的程序，是运行在哪种CPU上面的，常见的有很多种，比如ARM，X86，MIPS 等等。
vendor :即生成厂家，提供商，表示谁提供的，即谁制作出来这个交叉编译器的，可以自己随便填写的。
kernel :直译为，内核，主要有两类：
-
Linux
表示：有OS（此处主要指的是Linux ）操作系统的环境；简称为，有OS的目标系统：Linux
-
bare-metal：
表示：无OS（此处主要指的是Linux）操作系统的环境，简称为：无OS系统的：bare-metal，直译为：裸金属；
system :直译为，系统，其实主要表示的是交叉编译器所选择的C运行库，最常见的一些值有，gnu，gnueabi，uclibcgnueabi等等。
crosstool-NG 安装环境：CentOS 7 （x86_64）虚机；
首先，我们需要明白crosstool-ng并不是交叉编译环境的一部分，它只是制作交叉编译环境（或制作交叉编译工具链）的一种工具；因此，在制作交叉编译环境之前，我们需要安装crosstool-ng这个工具，本文将采用源码编译安装的方式获取该工具。
第一步：下载源码，源码链接：http://crosstool-ng.org/download/crosstool-ng/crosstool-ng-1.23.0.tar.xz，这是当前次新版本（最新版本是1.24.0）；
第二步：解压、编译、安装
[root@localhost ~]# cd /zhb
[root@localhost zhb]# ls
crosstool-ng-1.23.0.tar.xz
[root@localhost zhb]# tar xf crosstool-ng-1.23.0.tar.xz
[root@localhost zhb]# ls
crosstool-ng-1.23.0 crosstool-ng-1.23.0.tar.xz
[root@localhost zhb]# cd crosstool-ng-1.23.0
[root@localhost crosstool-1.23.0]# ./configure --prefix=/usr/local/crosstool-1.23.0
[root@localhost crosstool-ng-1.23.0]# make -j8 && make install
注：在执行上面./configure ***生成Makefile 时，会报缺少一些包，大致有以下这些包，先安装这些包再次执行即可，如果还有报错继续安装，总之缺什么包就安装什么包：
yum install gperf bison flex bzip2 texinfo help2man patch ncurses-devel
等待编译完成之后，进入到/usr/local/crosstool-1.23.0目录下执行如下命令：tree -L 2
[root@localhost crosstool-1.23.0]# tree -L 2
.
├── bin
│ └── ct-ng
├── lib
│ └── crosstool-ng-1.23.0
└── share
├── doc
└── man
6 directories, 1 file
我们可以看到bin 目录下已经生成了我们需要的工具ct-ng；
第三步：配置、测试
在.bashrc最后一行添加，如下所示：
PATH=/usr/local/crosstool-1.23.0/bin:$PATH
重新打开一个终端，执行 ct-ng 命令，出现如下界面表示安装成功；
到这里，我们就完成了安装制作交叉编译环境的工具，即接下来我们需要利用crosstool-ng制作交叉编译环境（或交叉编译工具链）；
本文就介绍到这里，如果有写的不对或不周的地方欢迎指正，下篇将具体介绍通过 crosstool-NG 制作交叉编译环境，谢谢阅读~
附：
表：GCC 的常用选项
| 选项 | 功能描述 |
|---|---|
| -o | 生成目标文件，可以是.i、.s以及.o文件 |
| -E | 只运行C预处理器 |
| -c | 通知GCC 取消链接，即只编译生成目标文件，并不做最后的链接 |
| -Wall | 生成所有告警信息 |
| -w | 不生成任何告警信息 |
| -I | 指定头文件的目录路径 |
| -L | 指定库文件的目录路径 |
| -static | 链接成静态库 |
| -g | 包含调试信息 |
| -v | 打印编译过程中的命令行和编译器版本等信息 |
| -Werror | 把所有警告信息转化成错误信息，并在警告发生时终止编译 |
| -O0 | 关闭所有优化选项 |
| -O 或O1 | 最基本的优化等级 |
| -O2 | -O1的进阶等级，推荐使用的优化等级，编译器会尝试提高代码性能，而不会增加体积和大量占用编译时间 |
| -O3 | 最高优化等级，会延长编译时间 |