构建ARM平台的交叉工具链第一部分

构建ARM平台的交叉工具链

C rosstool是由美国人Dan Kegel（毕业于加(利福尼亚)州工学院）开发的一套可以自动编译不同匹配版本gcc和glibc，并作测试的脚本程序。Crosstool最初是为嵌入式系统开发者 创建 ，但也适用于主流开发 者比如 只是希望他们去快速编译或需要建立程序， 可 运行在旧版本的Linux操作系统（例如Red Hat的6.2 ）。Crosstool是一种便携式的shell脚本。你可以使用它来建立Linux系统配置的编译器是运行在Linux ， Mac OS X操作系统， Solaris和Cygwin 等。它支持的硬件平台有： alpha, arm, i686, ia64, mips, powerpc, powerpc64, sh4, sparc, sparc64, s390, x86_64 等。

在实践之前，我们需要回答这样的问题，为什么要使用交叉编译器？主要原因是嵌入式硬件（目标机）的性能一般都无法满足开发环境的要求，比如主频比较低、内存少、没有硬盘（常用FLASH作为存储设备）、没有大型显示设备、没有全键盘等。交叉编器通常是采用PC(x86)作为主机来搭建开发环境进行编译，但编译出的软件能够在特定CPU体系架构的目标设备（比如ARM设备）上运行的一套编译工具。

下面将以具体操作步骤来讲述C rosstool 构建针对ARM平台的交叉编译器。注：该实验是基于Fedora 10操作系统下进行，其他Linux发行版可能会有所不同。

1．准备资源文件

软件包名称	下载站点
crosstool-0.43.tar.gz	http://kegel.com/crosstool/crosstool-0.43.tar.gz
binutils-2.15.tar.bz2	http://ftp.gnu.org/gnu/binutils/
gcc-3.4.5.tar. bz2	http://ftp.gnu.org/gnu/ gcc
glibc-2.3.6.tar.bz2	http://ftp.gnu.org/gnu/ glibc
glibc-linuxthreads-2.3.6.tar.bz2	http://ftp.gnu.org/gnu/ glibc
linux-2.6.28.2.tar.bz2	http://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/
linux-libc-headers-2.6.12.0.tar.bz2	http://ep09.pld-linux.org/~mmazur/linux-libc-headers/

首先从网上下载上述资源文件： binutils-2.15.tar.bz2 ， gcc-3.4.5.tar. bz2， glibc-2.3.6.tar.bz2  ， glibc-linuxthreads-2.3.6.tar.bz2 ， linux-2.6.28.2.tar.bz2 和 linux-libc-headers-2.6.12.0.tar.bz2 。然后将这些工具包文件放在开放主机的/home/mike/downloads目录（该目录根据个人使用习惯不同可修改）下，最后在/home/mike目录下解压 crosstool-0.4 3 .tar.gz ，命令如下：

# cd /home/mike # tar  �C xvzf  crosstool-0.4 3 .tar.gz

2建立脚本文件

接着需要建立自己的编译脚本，起名为arm.sh，为了简化编写arm.sh，寻找一个最接近的脚本文件demo-arm.sh作为模版，然后将该脚本的内容复制到arm.sh，修改arm.sh脚本，具体操作如下：

# cd  crosstool-0.4 3 # cp demo-arm.sh arm.sh # vi arm.sh

修改后的arm.sh的脚本内容如下：

#!/bin/sh set -ex TARBALLS_DIR= /home/mike /downloads   # 定义工具链源码所存放位置。 RESULT_TOP= /opt /crosstool         # 定义工具链的安装目录 export TARBALLS_DIR RESULT_TOP GCC_LANGUAGES="c,c++"      # 定义支持C, C++语言 export GCC_LANGUAGES #  创建/opt / crosstool目录 mkdir -p $RESULT_TOP #  编译工具链，该过程需要数小时完成。 eval `cat arm.dat gcc-3. 4 . 5 -glibc-2.3. 6 .dat`  sh all.sh --notest echo Done.

3 建立配置文件

在arm.sh脚本文件中需要注意 arm.dat 和 gcc-3. 4 . 5 -glibc-2.3. 6 .dat 两个文件，这两个文件是作为crosstool的编译的配置文件。其中arm.dat文件内容如下，主要用于定义配置文件，定译生成编译工具链的名称以及定义编译选项等。

KERNELCONFIG=`pwd`/arm.config   # 内核的配置 TARGET=arm-linux    # 编译生成的工具链名称 TARGET_CFLAGS="-O"            # 编译选项

gcc-3. 4 . 5 -glibc-2.3. 6 .dat 文件内容如下，该文件主要定义编译过程中所需要的库以及它定义的版本，如果当在编译过程中发现有些库不存在时，crosstool会自动在相关网站上下载，该工具在这点上相对非常智能，也非常有用。

BINUTILS_DIR=binutils-2.15 GCC_DIR=gcc-3. 4.5 GLIBC_DIR=glibc-2.3. 6 GLIBCTHREADS_FILENAME=glibc-linuxthreads-2.3. 6 LINUX_DIR=linux-2. 6.28.2 LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR=linux-libc-headers-2.6.12.0

4 执行脚本

将Crosstool的脚本文件和配置文件准备好之后，开始执行arm.sh脚本来编译交叉变异工具。具体执行命令如下：

# cd  crosstool-0.4 3 # ./arm.sh

经过数小时的漫长编译之后，会在/opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/bin目录下生成新的交叉编译工具，其中包括以下内容：

arm-linux-addr2line     arm-linux-g++       arm-linux-ld          arm-linux-size arm-linux-ar         arm-linux-gcc        arm-linux-nm       arm-linux-strings arm-linux-as         arm-linux-gcc-3. 4.5      arm-linux-objcopy     arm-linux-strip arm-linux-c++       arm-linux-gccbug       arm-linux-objdump     fix-embedded-paths arm-linux-c++filt       arm-linux-gcov       arm-linux-ranlib arm-linux-cpp        arm-linux-gprof      arm-linux-readelf

5 添加环境变量

然后将生成的编译工具链路径添加到环境变量PATH上去，添加的方法是在系统~/ .bash_profile文件中添加下面一行在文件的最后，如图所示。

export PATH=/opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/bin:$PATH

 

图 用Vi编辑器在.bash_profile文件中添加环境变量

设置完环境变量，也就意味着交叉编译工具链已经构建完成，然后就可以进行测试刚刚建立的工具链，在命令行输入arm-linux-gcc看是否有输入文件提示，如果有说明交叉编译器已经安装好。 

实践出现的问题及解决方法：

问题一：执行.arm.sh出现如下权限错误？

[root@localhost crosstool-0.43]# ./arm.sh  + TARBALLS_DIR=/home/mike/downloads + RESULT_TOP=/opt/crosstool + export TARBALLS_DIR RESULT_TOP + GCC_LANGUAGES=c,c++ + export GCC_LANGUAGES + mkdir -p /opt/crosstool ++ cat arm.dat gcc-3.4.5-glibc-2.3.6.dat + eval 'KERNELCONFIG=`pwd`/arm.config' TARGET=arm-linux 'TARGET_CFLAGS="-O"' BINUTILS_DIR=binutils-2.15 GCC_DIR=gcc-3.4.5 GLIBC_DIR=glibc-2.3.6 LINUX_DIR=linux-2.6.28.2 LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR=linux-libc-headers-2.6.12.0 GLIBCTHREADS_FILENAME=glibc-linuxthreads-2.3.2 sh all.sh --notest +++ pwd ++ KERNELCONFIG=/home/mike/crosstool-0.43/arm.config ++ TARGET=arm-linux ++ TARGET_CFLAGS=-O ++ BINUTILS_DIR=binutils-2.15 ++ GCC_DIR=gcc-3.4.5 ++ GLIBC_DIR=glibc-2.3.6 ++ LINUX_DIR=linux-2.6.28.2 ++ LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR=linux-libc-headers-2.6.12.0 ++ GLIBCTHREADS_FILENAME=glibc-linuxthreads-2.3.2 ++ sh all.sh --notest You set both LINUX_DIR and LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR - ignoring LINUX_DIR for the build DEJAGNU not set, so not running any regression tests GCC_EXTRA_CONFIG not set, so not passing any extra options to gcc's configure script GLIBC_ADDON_OPTIONS not set, so building all glibc add-on's + TOOLCOMBO=gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 ++ pwd + BUILD_DIR=/home/mike/crosstool-0.43/build/arm-linux/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 ++ pwd + TOP_DIR=/home/mike/crosstool-0.43 + test -z '' + SRC_DIR=/home/mike/crosstool-0.43/build/arm-linux/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 + echo 'SRC_DIR not set, so source tarballs will be unpacked in the build directory' SRC_DIR not set, so source tarballs will be unpacked in the build directory + abort 'Don'\''t run all.sh or crosstool.sh as root, it'\''s dangerous' + echo 'Don'\''t' run all.sh or crosstool.sh as root, 'it'\''s' dangerous Don't run all.sh or crosstool.sh as root, it's dangerous + exec false [root@localhost crosstool-0.43]#

解决办法：

[root@localhost crosstool-0.43]#  su mike       //切换到普通用户mike [mike@localhost crosstool-0.43]$  ./arm.sh + TARBALLS_DIR=/home/mike/downloads + RESULT_TOP=/opt/crosstool + export TARBALLS_DIR RESULT_TOP + GCC_LANGUAGES=c,c++ + export GCC_LANGUAGES + mkdir -p /opt/crosstool ++ cat arm.dat gcc-3.4.5-glibc-2.3.6.dat + eval 'KERNELCONFIG=`pwd`/arm.config' TARGET=arm-linux 'TARGET_CFLAGS="-O"' BINUTILS_DIR=binutils-2.15 GCC_DIR=gcc-3.4.5 GLIBC_DIR=glibc-2.3.6 LINUX_DIR=linux-2.6.28.2 LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR=linux-libc-headers-2.6.12.0 GLIBCTHREADS_FILENAME=glibc-linuxthreads-2.3.2 sh all.sh --notest +++ pwd ++ KERNELCONFIG=/home/mike/crosstool-0.43/arm.config ++ TARGET=arm-linux ++ TARGET_CFLAGS=-O ++ BINUTILS_DIR=binutils-2.15 ++ GCC_DIR=gcc-3.4.5 ++ GLIBC_DIR=glibc-2.3.6 ++ LINUX_DIR=linux-2.6.28.2 ++ LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR=linux-libc-headers-2.6.12.0 ++ GLIBCTHREADS_FILENAME=glibc-linuxthreads-2.3.2 ++ sh all.sh --notest You set both LINUX_DIR and LINUX_SANITIZED_HEADER_DIR - ignoring LINUX_DIR for the build DEJAGNU not set, so not running any regression tests GCC_EXTRA_CONFIG not set, so not passing any extra options to gcc's configure script GLIBC_ADDON_OPTIONS not set, so building all glibc add-on's + TOOLCOMBO=gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 ++ pwd + BUILD_DIR=/home/mike/crosstool-0.43/build/arm-linux/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 ++ pwd + TOP_DIR=/home/mike/crosstool-0.43 + test -z '' + SRC_DIR=/home/mike/crosstool-0.43/build/arm-linux/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 + echo 'SRC_DIR not set, so source tarballs will be unpacked in the build directory' SRC_DIR not set, so source tarballs will be unpacked in the build directory + test -w /tmp + TARBALLS_DIR=/home/mike/downloads + RESULT_TOP=/opt/crosstool + PREFIX=/opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux + export TOOLCOMBO + export PREFIX + export BUILD_DIR + export SRC_DIR + export TARBALLS_DIR + export TOP_DIR + '[' 1 -gt 0 ']' + opt_no_test=1 + shift + '[' 0 -gt 0 ']' + test '' = 1 + test '' = '' + test '' = 1 + test -d /home/mike/crosstool-0.43/build/arm-linux/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 + mkdir -p /home/mike/crosstool-0.43/build/arm-linux/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6 mkdir: cannot create directory `/home/mike/crosstool-0.43/build': Permission denied [mike@localhost crosstool-0.43]$  su  Password:  [root@localhost crosstool-0.43]#  ./arm.sh

问题二： S3C2440芯片没有硬件浮点数（hardfloat），很多软件只能采用软件浮点数（softfloat）的编译器编译，恰巧现在高版本的u-boot只能采用支持softfloat的交叉编译器编译，否则会在编译结束前的链接那一步出现不支持softfloat的错误 。

解决办法： 要解决这个错误的唯一办法就是采用支持softfloat的交叉编译器编译uboot 。下面来说一下制作 softfloat 的具体过程。

和上述制作交叉编译器过程一样，不同之处：1.修改arm.dat内容如下，参考 arm-softfloat.dat 内容修改。

KERNELCONFIG=`pwd`/arm.config TARGET=arm-softfloat-linux TARGET_CFLAGS="-O" GCC_EXTRA_CONFIG="--with-float=soft" GLIBC_EXTRA_CONFIG="--without-fp"

编译完之后，会在 /opt/crosstool/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-softfloat-linux/bin 生成支持 softfloat 的交叉编译器，如下所示。

arm-softfloat-linux-addr2line arm-softfloat-linux-g++ arm-softfloat-linux-ld       arm-softfloat-linux-size                arm-softfloat-linux-ar         arm-softfloat-linux-gcc        arm-softfloat-linux-nm  arm-softfloat-linux-strings   arm-softfloat-linux-as         arm-softfloat-linux-gcc-3.4.5          arm-softfloat-linux-objcopy       arm-softfloat-linux-strip arm-softfloat-linux-c++      arm-softfloat-linux-gccbug     arm-softfloat-linux-objdump  fix-embedded-paths    arm-softfloat-linux-c++filt    arm-softfloat-linux-gcov       arm-softfloat-linux-ranlib   arm-softfloat-linux-cpp        arm-softfloat-linux-gprof      arm-softfloat-linux-readelf