嵌入式开发之交叉编译工具链制作

嵌入式开发之交叉编译工具链制作

1. 为什么需要交叉编译工具链？

pclinux发行版都自带gnu工具，包括gcc/g++等，其编译出来的应用程序只能运行在pc平台上，如果需要编译针对嵌入式平台的应用程序，则需要嵌入式平台操作系统提供的gnu工具，一般嵌入式linux系统都是裁减过的，系统不会有gcc/g++，就算有，用其编译大型软件也不现实，可以想象速度之慢，
因此，我们需要制作符合目标平台的交叉编译工具链，该工具链运行在PC平台上，用其编译出来的应用程序运行于对应目标平台上，交叉由此而来。

2. 一定要自己制作吗？

可以使用网上他人制作好的一些通用的交叉编译工具链，但由于其不是特定于某一平台，因此编译出来的程序不是最优的，性能可能会打折扣，也可能会出现一些兼容性问题，因此建议针对特定平台制作符合目标平台的交叉编译工具链。
比如常见的codesourcery公司基于GCC推出的的ARM交叉编译工具：
arm-2014.05-29-arm-none-linux-gnueabi-i686-pc-linux-gnu.tar.bz2

3. 交叉编译工具链命名解释

arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]

arch - 架构，比如arm
vendor - 工具链提供商，比如none
os - 目标平台操作系统，比如linux
eabi - 嵌入式应用二进制接口

• 比如rm-none-linux-gnueabi-gcc 主要用于基于ARM架构的Linux系统，可用于编译 ARM 架构的u-boot、Linux内核、linux应用等。arm-none-linux-gnueabi基于GCC，使用Glibc库，经过 Codesourcery公司优化过推出的编译器。arm-none-linux-gnueabi-xxx交叉编译工具的浮点运算非常优秀，一般ARM9、ARM11、Cortex-A 内核，带有 Linux操作系统的会用到，见上文。
• 另外这里说明下arm-linux-gnueabi-gcc 和arm-linux-gnueabihf-gcc的区别，两个交叉编译器分别适用于 armel 和 armhf 两个不同的架构，只是armel 和 armhf 这两种架构在对待浮点运算采取不同的策略。带hf(hard模式）说明使用fpu计算，同时传参也用fpu中的浮点寄存器，性能最好，不带hf说明要么用fpu计算，但传参用普通寄存器（softfp模式），或者不用fpu,软件模式（soft模式）。

4. 交叉编译工具链制作实战

编译环境：
centos7, gcc/g++4.8.5
目标平台：
Hardware : Freescale i.MX6 Ultralite (Device Tree)
model name : ARMv7 Processor rev 5 (v7l)

4.1 下载crosstool-ng源码，进行安装

解压、configure、make、make install
成果物：ct-ng

4.2 ct-ng list-samples

选择最接近的配置模板，比如我的是A7平台，选择了最接近的arm-cortex_a8-linux-gnueabi,如下图：

4.3 ct-ng arm-cortex_a8-linux-gnueabi

会在当前工作目录生成默认.config配置文件

4.4 ct-ng menuconfig

使用menuconfig进行图形化配置选择，就像裁减内核一样

4.4.1 Paths and misc options

4.4.2 Target options

4.4.3 Toolchain options

4.4.4 Operating system

目标系统Linux的内核为4.1.15，此处选择的内核不大于4.1.15

4.4.5 C compiler

考虑到稳定性，选择稍微低一点版本的gcc

4.5 ct-ng build

执行命令ct-ng build, 会开始下载一些源码包到目录/home/sam/src，比如linux内核，gnu工具等，如果在公司内网可能无法下成功（速度过慢或者网站被过滤了），这个时候就需要发挥自己网络上寻找资源的能力了，手动下载tarball（源码包）到/home/sam/src目录，最终会用到的源码资源如下：

libelf-0.8.13.tar.gz
https://fossies.org/linux/misc/old/libelf-0.8.13.tar.gz
另外可以查看.config配置文件中给出的资源下载路径，上面的libelf就是这样找到的。
接下来就是漫长时间的等待，我自己build时长如下（2个多小时）：

5.成果物

c++5.5.0源码，编译工具等