Ubuntu中用VSCode交叉编译程序放到从机上运行

前言：

这篇博客是以树莓派CM4为例子进行阐述，其他的arm架构等开发板也可以采用这样的方式进行交叉编译

近期在交叉编译上踩坑颇多，这里针对近期做好的效果进行记录。
本文是的配置环境是：
树莓派CM4核心板+CM4拓展板
VMware下的Ubuntu18.04.6虚拟机
VSCode linux版本

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1. 前期准备：

1.1 树莓派系统烧录与虚拟机创建

树莓派烧录系统参考我写的烧录博客
Ubuntu系统如何烧录到vmware参考我写的另一篇博客
VSCode在linux的下载教程参考：linux下载vscode

1.2 VSCode拓展下载

交叉编译前我们还需要下载一些拓展。

拓展插件大致如下：

(1)、C/C++，C 和 C++的编译环境（必须）
(2)、C/C++ Snippets，即 C/C++重用代码块。（必须）
(3)、C/C++ Advanced Lint,即 C/C++静态检测 。（必须）
(4)、Code Runner，即代码运行。（必须）
(5)、Include AutoComplete，即自动头文件包含。（高效）
(6)、Rainbow Brackets，彩虹花括号，有助于阅读代码。
(7)、One Dark Pro，VSCode 的主题。（非必须）
(8)、GBKtoUTF8，将 GBK 转换为 UTF8。
(9)、ARM，即支持 ARM 汇编语法高亮显示（非必须，但方便）
(10)、Chinese(Simplified)，即中文环境。（看个人水平）
(11)、vscode-icons，VSCode 图标插件，主要是资源管理器下各个文件夹的图标。（美观）
(12)、compareit，比较插件，可以用于比较两个文件的差异。
(13)、DeviceTree，设备树语法插件。（非必须）
(14)、TabNine， AI 自动补全插件（高效）

2. 树莓派交叉编译链查询与下载

2.1 交叉编译链如何判断下哪一个

树莓派的交叉编译链工具根据个人所下载的树莓派系统有关，我这里下载的是树莓派lite64位版本。
如果忘了自己的树莓派系统是什么版本，可以在树莓派控制端输入指令：uname -a显示树莓派的系统的一些信息。
比如我的是：
Linux raspberrypi 5.15.84-v8+ #1613SMP PREEMPT Thu Jan 512.03.08 GMT 2023 aarch64 GNU/Linux
这里解释一下个字段含义，顺便给自己做个备忘。
系统名称：Linux
用户名：raspberrypi
操作系统的发行版号：5.15.84-v8+
内核版本：#1613SMP PREEMPT Thu Jan 512.03.08 GMT 2023
机器硬件(CPU名称)：aarch64
操作系统名：GNU/Linux

通过上面的信息，我们可以知道我们队树莓派进行交叉编译的交叉编译工具链应该是aarch64-linux-gnu系列的，因此我们官网下载工具链->下载链接

在windows下载后，可以通过共享文件夹/U盘/SSH把交叉编译工具链放到linux的目录中，这里的目录后面会用到。我下面用到的目录是我自己放置交叉编译链的地方，大家可以自行设定。

2.2 交叉编译链各种版本含义

有的读者可能和我之前一样，不知道各种交叉编译链对应的意思，这里可以参考我转载的记录文章：
交叉编译详解

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3. 开始操作

这个小节开始，开始详细记录整个交叉编译的流程。

3.1 创建helloworld程序

首先在虚拟机的主文件夹下创建Hello文件夹

打开VSCode选择打开文件夹，选择刚才的路径

创建hello.c文件
这里可能会出现无法输入的情况，因为左下角这里不是insert模式，需要我们按一下a

输入测试代码：

#include
int main()
{
    printf("helloWorld");
    return 0;
}

3.2 配置交差编译链

这里的环境和配置都先选第一个，接着会改。

选择后，点击1所在位置，接着看2，针对我们的2框，下面做详细解释。

3.3 json文件说明与配置

VSCode最劝退人的一步大概率就是这个json文件的配置了，关于json文件的说明如下：
task.json是gcc编译产生可执行文件的配置文件。
launch.json是gdb调试使用的配置文件。
我们分别对两个自动生成的json文件进行阐述。

3.3.1 task.json

这里我们着重关注以下三个标识：
label：任务名称
command：对应使用gcc的具体路径
args:gcc对应的参数

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我们手动编译的时候，其实类似于gcc -g hello.c -o hello这样的指令
那么在task.json中，实现这样的指令用到的就是command args

下面的代码中，command指定了树莓派交叉编译工具链中gcc的位置，args则表明了执行的可选项。
其中${fileDirname}和下面参数cwd(current work directory)对应，表示当前工作目录。
那么-o后面紧跟着的参数其实就是生成的可执行文件输出的位置。

其实也可以输出到特定文件夹，通过相对路径和绝对路径进行书写。

这里面detail标识其实就类似于一个注释，我这里写了gcc路径，其实可以根据自己需求自定义。

{
    "tasks": [
        {
            "type": "cppbuild",
            "label": "RaspiGCC",
            "command": "/home/fpga/Raspi/RaspiToolChain/bin/aarch64-linux-gnu-gcc",
            "args": [
                "-g",
                "hello.c",
                "-o",
                "${fileDirname}/Test"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${fileDirname}"
            },
            "problemMatcher": [
                "$gcc"
            ],
            "group": {
                "kind": "build",
                "isDefault": true
            },
            "detail": "gccPath:/home/fpga/Raspi/RaspiToolChain/bin/aarch64-linux-gnu-gcc"
        }
    ],
    "version": "2.0.0"
}

当然，具体运用的时候可能不止编译一个.c文件，对于多个文件我们这样写。生成的可执行文件保存到当前路径下的out目录中，
这里${fileBasenameNoExtension}见文知意，生成的文件名为.c文件没有后缀的执行性文件。

"args": [
			"-g",
			"${fileDirname}/*.c",
			"-o",
			"${fileDirname}/out/${fileBasenameNoExtension}"
			],

上面是针对很多.c文件的方式，如果就那么几个，我们还可以单独列出来写。
现在假设hello.c和world.c在同一个文件夹，这里两种写法其实一个意思。如果我们在选择源文件的时候不给路径，默认是从当前路径下进行操作。
如果不同文件夹下的不同源文件进行编译，那其实只需要说明路径即可。
例如：用/home/user/world/world.c代替world.c

"args": [
			"-g",
			"${fileDirname}/hello.c",
			"world.c"
			"-o",
			"${fileDirname}/out/${fileBasenameNoExtension}"
			],

3.3.2 launch.json

launch.json是debug用的，我们其实可以通过看type标签知道。

在debug之前要有可执行文件才能debug，所以就需要前置条件。
我们看到preLaunchTask，这里说明的是在执行launch.json配置文件之前所要执行的任务。
这里和task.json中的Label标签的值对应，我这里都设置为RaspiGCC，是我自己为了方便知道这个json是给什么用的。如果图省事其实可以选择默认的C/C++: gcc 生成活动文件，只要保持两个文件的字段保持一致就可以了。

gcc指定了对应的交叉编译链工具位置，gdb也需要指定。
在miDebuggerPath中的字段即为自己安装交差编译链中gdb所在的地方。

那调试程序还需要知道调试的是什么程序，我们可以通过program字段来确定。
字段的值要对应刚才生产的可执行文件的名称。
因为刚才的task.json选择生成的可执行文件是在当前目录下，名为Test的可执行文件，所以我们在设置program字段的时候，也要进行对应。

{
"version": "0.2.0",
    "configurations": [

        {
            "name": "(gdb)start",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${fileDirname}/Test",
            "args": [],
            "stopAtEntry": false,
            "cwd": "${fileDirname}",
            "environment": [],
            "externalConsole": false,
            "MIMode": "gdb",
            "setupCommands": [
                {
                    "description": "为 gdb 启用整齐打印",
                    "text": "-enable-pretty-printing",
                    "ignoreFailures": true
                }
            ],
            "preLaunchTask": "RaspiGCC",
            "miDebuggerPath": "/home/fpga/Raspi/RaspiToolChain/bin/aarch64-linux-gnu-gdb"
        }
    ]
}

3.3 编译与调试

编译的时候我们得切换到.c文件才可以选择编译和调试

编译成功后，会生成可执行文件，可执行文件的位置是自己定的。但是我自己演示的始发现无法调试。
出现下面情况

后来才意识到我是基于树莓派的交差编译链，这和Ubuntu中的环境不一样。所以调试的话得远程调试，虚拟机的VSCode并不支持调试这个交差编译链生成的可执行文件。
至于VSCode远程调试树莓派的话，参考VScode远程linux，这篇博客里面也有各个字段的详细解释。

把可执行文件放到树莓派运行，结果可行，表明博客所写均验证。

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总结：这篇博客写的时间比较长，也是近期踩坑以及探索过程的一个总结。
详细记录了自己交叉编译过程，为后面嵌入式等交叉编译都打了个基础。
对VSCode的json文件有了更深的理解，感觉自己功力又大进了一步哈哈哈哈。

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澄澈i
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