NeuSoft(1)构建嵌入式交叉编译环境

操作系统版本：ubuntu 12.04

内核名称:Linux

内核发行版：3.2.0-generic

内核版本：#50-Ubuntu SMP Mon Sep 12 21:18:14 UTC 2011

硬件架构名称：i686

硬件平台：i386

操作系统：GNU/Linux

当前系统gcc版本号：4.6.3

 

在Linux中建立整个ARM交叉编译环境的整体过程为：

1、 下载源码包

2、 建立编译目录并设置环境变量

3、 安装内核头文件

4、 安装二进制工具（binutils）

5、 建立初始编译器工具链（简版gcc）

6、 建立glibc库

7、 建立全套编译器工具链（full gcc）

8、 验证

 

 

一、下载源码包

GNU的所有源码文件都可以到这个地址下载：http://ftp.gnu.org/gnu/

Linux Kernel源代码可以去这里下载：http://www.kernel.org

mpc可以去这里下载：http://www.multiprecision.org

下载的源码包如下：

binutils-2.21.1.tar.bz2

gcc-4.6.1.tar.gz

glibc-2.14.tar.gz

glibc-linuxthreads-2.5.tar.bz2

glibc-ports-2.13.tar.gz

gmp-5.0.2.tar.bz2

linux-2.6.32.45.tar.gz

mpc-0.9.tar.gz

mpfr-2.4.2.tar.gz

注：mpfr不建议使用3.0.0版本。mpfr-3.0.0有Bug，会导致gcc编译不过。

设置共享文件夹：

点击下载我的源码包。

二、建立编译目录并设置环境变量

选定自己的工作目录，如我选择/opt/embedded作为自己的工作目录。然后再embedded中建立build-tools、kernel、tools三个文件夹。实例：

root@ubuntu:/opt/ming# cd /opt/

root@ubuntu:/opt# mkdir embedded

root@ubuntu:/opt# cd embedded/

root@ubuntu:/opt/embedded# mkdir build-tools kernel tools

root@ubuntu:/opt/embedded# cd build-tools/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# mkdir build-binutils build-boot-gcc build-glibc build-gcc

各文件夹的作用如下：

/opt/embedded：交叉编译环境的主目录

/opt/embedded/build-tools：存放binutils、gcc、glibc等GNU源码和用来编译这些源代码的目录

/opt/embedded/kernel：用来存放Linux内核源代码

/opt/embedded/tools：用来存放编译好的交叉编译工具和库文件

/opt/embedded/build-tools/build-binutils：编译binutils的目录

/opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc：编译gcc启动部分的目录

/opt/embedded/build-tools/build-glibc：编译glibc的目录

/opt/embedded/build-tools/build-gcc：编译整个gcc的目录

 

建立好编译目录之后便是设置环境变量（建议直接在~/.bashrc中修改，注意修改之后要重新运行Terminal）。如下：

export PRJROOT=/opt/embedded

export TARGET=arm-linux

export PREFIX=$PRJROOT/tools

export TARGET_PREFIX=$PREFIX/$TARGET

export PATH=$PREFIX/bin:$PATH

各个环境变量的意义如下：

PRJROOT：整个交叉编译环境的根目录

TARGET：目标文件对应的architecture，arm-linux表示编译出来的target只能在arm architecture中运行

PREFIX：目标文件夹的路径前缀

TARGET_PREFIX：目标文件夹的路径前缀路径

PATH：可执行文件路径，这里主要指定编译工具等

注：重启Terminal生效~！

三、安装内核头文件

将Linux内核源码解压至$PRJROOT/kernel目录，然后建立几个文件的符号链接，最后生成version.h文件。实例：

首先解压Linux内核源文件

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/linux-2.6.32.45.tar.gz .

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# tar -xvf linux-2.6.32.45.tar.gz

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# mkdir /opt/embedded/tools/arm-linux

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# mkdir /opt/embedded/tools/arm-linux/include

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# ln -s /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/include/linux /opt/embedded/tools/arm-linux/include/linux

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# ln -s /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/include/asm-generic /opt/embedded/tools/arm-linux/include/asm-generic

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# ln -s /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/arch/arm/include/asm /opt/embedded/tools/arm-linux/include/asm (也可能是是asm-arm,示内核版本而定)

下面检查上面创建的符号链接是否正确。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel# cd /opt/embedded/tools/arm-linux/include/

root@ubuntu:/opt/embedded/tools/arm-linux/include# ll

asm -> /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/arch/arm/include/asm/

asm-generic -> /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/include/asm-generic/

linux -> /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/include/linux/

有如上结果表示符号链接创建正确。

最后生成version.h文件。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45#make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig

 

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45# cd /opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45/

root@ubuntu:/opt/embedded/kernel/linux-2.6.32.45# make include/linux/version.h

四、安装二进制工具（binutils）

Binutils是一些二进制工具集合，其中包含了常用的一些命令。首先将binutils-2.21.1.tar.bz2解压至build-tools，然后进入build-binutils目录，配置并编译binutils，最后使用make install进行安装。实例：

 

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cd /opt/embedded/build-tools/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/binutils-2.21.1.tar.bz2 .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# tar -xjf binutils-2.21.1.tar.bz2

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cd build-binutils/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-binutils# ../binutils-2.21.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-binutils# make

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-binutils# make install

完成后，去$PREFIX中检查一下生成的工具。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-binutils# cd /opt/embedded/tools/bin

root@ubuntu:/opt/embedded/tools/bin# ll

这些生成的文件的作用分别为：

arm-linux-addr2line：将你要找的地址转成文件和行号，它要使用 debug 信息

arm-linux-ar：产生、修改和解开一个存档文件

arm-linux-as：GNU的汇编器

arm-linux-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，c++filt 就是实现这种反向的转化，根据标号得到函数名

arm-linux-elfedit：用途暂时未知

arm-linux-gprof：GNU汇编器预编译器

arm-linux-ld：GNU的连接器

arm-linux-ld.bfd：用途暂时未知

arm-linux-nm：列出目标文件的符号和对应的地址

arm-linux-objcopy：将某种格式的目标文件转化成另外格式的目标文件

arm-linux-objdump：显示目标文件的信息

arm-linux-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

arm-linux-readelf：显示 elf 格式的目标文件的信息

arm-linux-size：显示目标文件各个节的大小和目标文件的大小

arm-linux-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

arm-linux-strip：剥掉目标文件的所有的符号信息

五、建立初始编译器（简版 gcc）

Gcc是最主要的编译器。首先将gcc-4.6.1.tar.gz解压至build-tools，然后将gmp-5.0.2.tar.bz2、mpfr-2.4.2.tar.gz、mpc-0.9.tar.gz分别解压至gcc源码所在目录，并将目录重命名为gmp、mpfr、mpc，然后进入build-boot-gcc目录，进行编译配置，然后make all-gcc并安装，最后make all-target-gcc并安装。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cd /opt/embedded/build-tools/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/gcc-4.6.1.tar.gz .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# tar -xvf gcc-4.6.1.tar.gz

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cd gcc-4.6.1/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/mpfr-2.4.2.tar.gz .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/gmp-5.0.2.tar.bz2 .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/mpc-0.9.tar.gz .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# tar -xvf mpfr-2.4.2.tar.gz

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# mv mpfr-2.4.2/ mpfr

重命名

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# tar -xjf gmp-5.0.2.tar.bz2

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# mv gmp-5.0.2/ gmp

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# tar -xvf mpc-0.9.tar.gz

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# mv mpc-0.9 mpc

这里需要修改一下编译配置文件：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# vi /opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1/gcc/config/arm/t-linux

将“TARGET_LIBGCC2_CFLAGS = -fomit-frame-pointer –fPIC”改为

“TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC -Dinhibit_libc -D__gthr_posix_h”。

然后便可以切换到目录build-boot-gcc进行编译了，实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/gcc-4.6.1# cd /opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc# ../gcc-4.6.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX --without-headers --enable-languages=c --disable-threads --disable-decimal-float --with-newlib --disable-shared --disable-libmudflap --disable-libssp

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc# make all-gcc

gcc版本过高会导致如下错误：

使用gcc -v查看当前gcc版本

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc# make install-gcc

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc# make all-target-libgcc

使用fedora16编译会出现如下错误：（暂未解决）

查看config.log:

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-boot-gcc# make install-target-libgcc

完成之后，$PREFIX/bin下又多了几个文件：

arm-linux-cpp*

arm-linux-gcc*

arm-linux-gcc-4.6.1*

arm-linux-gcov*

这些生成的文件的作用分别为：

arm-linux-cpp：GNU的C的预编译器

arm-linux-gcc：GNU的C语言编译器

arm-linux-gcc-4.6.1：GNU的C语言编译器，其实和arm-linux-gcc是一样的

arm-linux-gcov：gcc 的辅助测试工具，用来分析和优化程序

六、建立glic库

Glibc是交叉编译环境的运行库。首先将glibc-2.14.tar.gz解压至build-tools，然后将glibc-linuxthreads-2.5.tar.bz2解压至glibc源码所在目录，将glibc-ports-2.13.tar.gz解压至glibc源码所在目录，并重命名为ports。进入build-glibc文件夹，建立用于配置glibc的config.cache文件，然后配置并编译glibc，安装glibc，最后修改libc.so。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cd /opt/embedded/build-tools/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/glibc-2.14.tar.gz .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# tar -xvf glibc-2.14.tar.gz

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools# cd glibc-2.14/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/glibc-2.14# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/glibc-linuxthreads-2.5.tar.bz2 .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/glibc-2.14# tar -xjf glibc-linuxthreads-2.5.tar.bz2

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/glibc-2.14# cp /mnt/hgfs/VMwareShare_Ubuntux64/glibc-ports-2.13.tar.gz .

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/glibc-2.14# tar -xvf glibc-ports-2.13.tar.gz

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/glibc-2.14# mv glibc-ports-2.13/ ports

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/glibc-2.14# cd ../build-glibc/

建立用于配置glibc的config.cache文件，文件内容为：

libc_cv_forced_unwind=yes

libc_cv_c_cleanup=yes

libc_cv_arm_tls=yes

编译glibc

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# PATH=$PREFIX/bin:$PATH BUILD_CC="gcc" CC=$TARGET-gcc ../glibc-2.14/configure --host=$TARGET --target=$TARGET --prefix=/usr --enable-add-ons --disable-profile --cache-file=config.cache --with-binutils=$PREFIX/bin/ --with-headers=$TARGET_PREFIX/include/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# PATH=$PREFIX/bin:$PATH make

出错处理：

1）[ALL ]     mawk: scripts/gen-sorted.awk: line 19: regular expression compile failed (bad class -- [], [^] or [)

在gen-sorted.awk第19行，出错，这是一个简单的错误，缺少了转义符

解决办法：

用/usr/bin/gawk 替换/usr/bin/mawk，即

   sudo apt-get install gawk

   cd /usr/bin

   sudo mv mawk mawk.bak

   sudo ln -s gawk mawk

2）../ports/sysdeps/unix/sysv/linux/arm/sigrestorer.S:30: Error: previous CFI entry not closed (missing .cfi_endproc)

解决方法：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../glibc-2.14/ports/sysdeps/unix/sysv/linux/arm/sigrestorer.S

找到如下行：

ENTRY(__default_sa_restorer)

在其下添加：

END(__default_sa_restorer)

找到如下行：

ENTRY(__default_rt_sa_restorer)

在其下添加：

END(__default_rt_sa_restorer)

 

3）../sysdeps/unix/syscall-template.S:82: Error: CFI instruction used without previous .cfi_startproc

解决方法：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../glibc-2.14/sysdeps/unix/syscall-template.S

找到如下行：

#define T_PSEUDO(SYMBOL, NAME, N)                PSEUDO (SYMBOL, NAME, N)

在其上添加：

#define PSEUDO(name, syscall_name, args)   \

  .text;                                \

  ENTRY (name);                        \

    DO_CALL (syscall_name, args);         \

cmn r0, $4096;

 

4）allocatestack.c:247:33: 错误：‘TLS_DTV_UNALLOCATED’未声明(在此函数内第一次使用)

解决方法：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../glibc-2.14/nptl/allocatestack.c

 

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../glibc-2.14/elf/dl-tls.c

分别在文件中的include后面添加：

#define TLS_DTV_UNALLOCATED      ((void *) -1l)

5）/opt/embedded/tools/lib/gcc/arm-linux/4.6.1/../../../../arm-linux/bin/ld: cannot find -lgcc_eh

解决方法：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# ln -s /opt/embedded/tools/lib/gcc/arm-linux/4.6.1/libgcc.a /opt/embedded/tools/lib/gcc/arm-linux/4.6.1/libgcc_eh.a

6）../sysdeps/ieee754/dbl-64/s_fma.c:152:15: 错误：‘FE_TOWARDZERO’未声明(在此函数内第一次使用)

解决方法：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../glibc-2.14/sysdeps/ieee754/dbl-64/s_fma.c

在文件中的include后面添加：

#define FE_TOWARDZERO 0xc00000

#define FE_INEXACT 16

7）../sysdeps/ieee754/dbl-64/s_fmaf.c:39:15: 错误：‘FE_TOWARDZERO’未声明(在此函数内第一次使用)

解决方法：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../glibc-2.14/sysdeps/ieee754/dbl-64/s_fmaf.c

在文件中的include后面添加：

#define FE_TOWARDZERO 0xc00000

#define FE_INEXACT 16

 

8）root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# PATH=$PREFIX/bin:$PATH make 成功！

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# make install_root=$TARGET_PREFIX prefix="" install

9）最后，修改libc.so便完成此步骤

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# vi ../../tools/arm-linux/lib/libc.so

找到如下行：

GROUP ( /lib/libc.so.6 /lib/libc_nonshared.a  AS_NEEDED ( /lib/ld-linux.so.2 ) )

将其改为：

GROUP ( libc.so.6 libc_nonshared.a )

七、建立全套编译器（full gcc）

首先进入build-gcc目录，然后配置并编译full gcc，最后安装就完成了。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-glibc# cd /opt/embedded/build-tools/build-gcc/

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-gcc# ../gcc-4.6.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX --enable-languages=c,c++ --disable-libgomp

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-gcc# make

root@ubuntu:/opt/embedded/build-tools/build-gcc# make install

 

完成之后，$PREFIX/bin下又多了几个文件：

arm-linux-c++*

arm-linux-g++*

这些生成的文件的作用分别为：

arm-linux-g++：GNU的c++编译器

arm-linux-c++：等同于arm-linux-g++

八、验证

使用vim编写一个简单文件，这里以hello.c为例：

然后执行编译命令：

root@ubuntu:/opt/embedded/tmp# arm-linux-gcc -static hello.c –o hello

编译完成后验证最终编译出的文件。实例：

root@ubuntu:/opt/embedded/tmp# file hello

hello: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1, statically linked, for GNU/Linux 2.0.0, not stripped

有如上输出表示编译ARM版本程序成功。