1. arm嵌入式linux系统为什么要在Linux主机上编译后下载到开发板呢为什么
单片机很少跑操作系统,arm嵌入式系统如果不跑操纵系统,当然用IAR,KEIL等等集成开发环境也可以编译出来程序,但是如果要跑操作系统,目前主流的都是跑的基于linux内核的操作系统。
既然使用的是基于linux的系统,那在linux下用交叉编译环境编译出程序就是自然而然的。就好像你要写一个windows下运行的程序,自然首选是在windows下开发。
搭建linux的编译环境很简单。即使是windows的系统,装个虚拟机,安装一下交叉编译环境,也就可以了。
搭建windows编译环境的方法基本都是先安装一个类linux环境的软件,比如cgwin,然后和linux下步骤基本相同,没多大区别。
你想用windows的环境,应该是对linux不熟悉吧。但是,学习linux是做嵌入式省不了的,是必须的。我也是这么一步一步走来的,推荐从单片机裸奔(无操作系统)过渡到ARM linux的一本书《linux c 一站式学习》
2. 如何制作arm-linux-gcc编译工具
一、下载源文件
源代码文件及其版本:
binutils-2.19.tar.bz2, gcc-core-4.4.4.tar.bz2 gcc-g++-4.4.4.tar.bz2 Glibc-2.7.tar.bz2 Glibc-ports-2.7.tar.bz2 Gmp-4.2.tar.bz2 mpfr-2.4.0.tar.bz2mpc-1.0.1.tar.gz Linux-2.6.25.tar.bz2 (由于我在编译出错的过程中,根据出错的信息修改了相关的C代码,故而没有下载相应的补丁)
一般一个完整的交叉编译器涉及到多个软件,主要包括bilinguals、cc、glibc等。其中,binutils主要生成一些辅助工具;gcc是用来生成交叉编译器,主要生成arm-linux-gcc交叉编译工具,而glibc主要提供用户程序所需要的一些基本函数库。
二、建立工作目录
编译所用主机型号 fc14.i686,虚拟机选的是VM7.0,Linux发行版选的是Fedora9,
第一次编译时用的是root用户(第二次用一般用户yyz), 所有的工作目录都在/home/yyz/cross下面建立完成,首先在/home/yyz目录下建立cross目录,然后进入工作目录,查看当前目录。命令如下:
创建工具链文件夹:
[root@localhost cross]# mkdir embedded-toolchains
下面在此文件夹下建立如下几个目录:
setup-dir:存放下载的压缩包;
src-dir:存放binutils、gcc、glibc解压之后的源文件;
Kernel:存放内核文件,对内核的配置和编译工作也在此完成;
build-dir :编译src-dir下面的源文件,这是GNU推荐的源文件目录与编译目录分离的做法;
tool-chain:交叉编译工具链的安装位;
program:存放编写程序;
doc:说明文档和脚本文件;
下面建立目录,并拷贝源文件。
[root@localhost cross] #cd embedded- toolchains
[root@localhost embedded- toolchains] #mkdir setup-dir src-dir kernel build-dir tool-chain program doc
[root@localhost embedded- toolchains] #ls
build-dir doc kernel program setup-dir src-dir tool-chain
[root@localhost embedded- toolchains] #cd setup-dir
拷贝源文件:
这里我们采用直接拷贝源文件的方法,首先应该修改setup-dir的权限
[root@localhost embedded- toolchains] #chmod 777 setup-dir
然后直接拷贝/home/yyz目录下的源文件到setup-dir目录中,如下图:
建立编译目录:
[root@localhost setup-dir] #cd ../build-dir
[root@localhost build -dir] #mkdir build-binutils build-gcc build-glibc
三、输出环境变量
输出如下的环境变量方便我们编译。
为简化操作过程。下面就建立shell命令脚本environment-variables:
[root@localhost build -dir] #cd ../doc
[root@localhost doc] #mkdir scripts
[root@localhost doc] #cd scripts
用编辑器vi编辑环境变量脚本envionment-variables:[root@localhost scripts]
#vi envionment-variables
export PRJROOT=/home/yyz/cross/embedded-toolchains
export TARGET=arm-linux
export PREFIX=$PRJROOT/tool-chain
export TARGET_PREFIX=$PREFIX/$TARGET
export PATH=$PREFIX/bin:$PATH
截图如下:
执行如下语句使环境变量生效:
[root@localhost scripts]# source ./environment-variables
四、建立二进制工具(binutils)
下面将分步介绍安装binutils-2.19.1的过程。
[root@localhost script] # cd $PRJROOT/src-dir
[root@localhost src-dir] # tar jxvf ../setup-dir/binutils-2.19.1.tar.bz2
[root@localhost src-dir] # cd $PRJROOT/build-dir/build-binutils
创建Makefile:
[root@localhost build-binutils] #../../src-dir/binutils-2.19.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX
在build-binutils目录下面生成Makefile文件,然后执行make,make install,此过程比较缓慢,大约需要一个15分钟左右。完成后可以在$PREFIX/bin下面看到我们的新的binutil。
输入如下命令
[root@localhost build-binutils]#ls $PREFIX/bin
3. arm嵌入式linux系统为什么要在Linux主机上编译后下载到开发板呢为什么
同学不要把单片机和嵌入式化成等同。单片机只不过是嵌入式里面的一个小分支。
你问这个问题说明你对软件的编译原理还不够深入。
简单来说就是单片机的IDE已经集成了很多步骤,编译,链接,以及调试功能,更重要的是单片机编程需要的接口是比较平台化的比如说在8位机上的程序涉及到寄存器的操作,到其他单片机就要重头开发,
用到的函数也不同,linux应用编程其实用的是linux平台的c库以及linux的API,这些在Windows是没有的,除非你自己配置环境。而单片机说白了,基本都是根据某款单片机到各个论坛去或者芯片厂商去要接口实现函数,开发中很少用到C库中的函数。
而在PC的linux中是有开源的内核代码,以及编译环境,linux中的编译器可以找到需要实现的头文件以及动态库和静态库。在开发的过程中也需要有单独的调试工具,比如GDB等。
当然你可以在Windows下从网上下载好对应的linux内核源码以及编译器,配置好路径,也可以实现在Windows下进行编译运行,但这样会遇到很多的兼容性问题,而且你的做法不是主流,实际开发这么搞会带来很多麻烦
4. 如何使用arm-linux-gcc交叉编译器生成map文件
方法/步骤
从网上下载arm-linux-gcc 4.4.3的源码
进入Linux的终端,将当前目录设为arm-linux-gcc的下载目录,输入tar -xzf arm-linux-gcc-4.4.3.tar.gz,将文件解压,解压后会有一个opt的文件夹。
在/usr/local/下建立一个名为arm的文件夹,在终端中输入命令:cd /usr/local/,回车,然后再输入命令:mkdir arm,建立arm目录,并修改该文件夹的属性为rwx,输入命令:chmod 777 arm
将之前解压得到的opt文件压下的源码,复制到上一步中创建的arm文件夹下,在终端中输入命令:sudo cp -r /opt/FriendlyARM/toolschain/4.4.3 /usr/local/arm
到这里已经基本安装好了,到为了避免每次使用arm-linux-gcc时都要输入它所在的完整路径,所以这里我们要修改一下环境变量$PATH。在终端中输入:sudo gedit /etc/profile,打开profile文件,在最后一行加上“export PATH=$PATH:/usr/local/arm/4.4.3/bin”然后保存文件。
立即使新的环境变量生效,输入:source /etc/profile。再输入:echo $PATH查看环境变量,如图。如果不成功,则直接重新启动系统,再查看。因为之前我已经安装过了,为了演示,所以图中会有两个/usr/local/arm/4.4.3/bin。
最后检查是否安装完成,输入:arm-linux-gcc -v查看版本信息,如果出现以下信息,则说明安装成功。
5. 在仅有x86服务器或者云服务器下如何编译出arm环境下执行的
在仅有x86服务器或者云服务器下编译出arm环境下执行步骤如下。
1、首先,安装qemu-user安装包,并更新qemu-arm的状态。
2、查看qemu-arm的版本。
3、下载arm架构的容器(在dockerhub可以找到各种非x86架构的镜像)。
4、最后进入容器访问。
6. 如何编译armlinux的go
Golang也就是Go语言,现在已经发行到1.4.1版本了,语言特性优越性和背后Google强大靠山什么的就不多说了。Golang的官方提供了多个平台上的二进制安装包,遗憾的是并非没有发布ARM平台的二进制安装包。ARM平台没办法直接从官网下载二进制安装包来安装,好在Golang是支持多平台并且开源的语言,因此可以通过直接在ARM平台上编译源代码来安装。整个过程主要包括编译工具配置、获取Golang源代码、设置Golang编译环境变量、编译、配置Golang行环境变量等步骤。
注:本文选用树莓派做测试,因为树莓派是基于ARM平台的。
1、编译工具配置
据说下个版本的golang编译工具要使用golang自己来写,但目前还是使用C编译工具的。因此,首先要配置好C编译工具:
1.1在Ubuntu或Debian平台上可以使用sudoapt-getinstallgcclibc6-dev命令安装,树莓派的RaspBian系统是基于Debian修改的,所以可以使用这种方法安装。
1.2在RedHat或CentOS6平台上可以使用sudoyuminstallgcclibc-devel命令安装。
安装完成后可以输入gcc--version命令验证是否成功安装。
2、获取golang源代码
2.1直接从官网下载源代码压缩包。
golang官网提供golang的源代码压缩包,可以直接下载,最新的1.4.1版本源代码链接:/golang/go1.4.1.src.tar.gz
2.2使用git工具获取。
golang使用git版本管理工具,也可以使用git获取golang源代码。推荐使用这个方法,因为以后可以随时获取最新的golang源代码。
2.2.1首先确认ARM平台上已经安装了git工具,可以使用git--version命令确认。一般linux平台都安装了git,没有的话可以自行安装,不同平台的安装方法可以参考:download/linux
2.2.2克隆远程golang的git仓库到本地
在终端cd到你想要安装golang的目录,确保该目录下没有名为go的目录。然后以下命令获取代码仓库:
gitclone/go
大陆地区可能会获取失败,在不翻墙的情况下我试了几次都没成功,原因大家都懂的。好在google已经将golang也托管到github上面,所以也可以通过下面命令获取:
gitclone/golang/go.git
视网络情况,下载可能需要不少时间。我2M的带宽花了将近两个小时才下载完,虽然整个项目不过几十兆==
下载完成后,可以看到目录下多了一个go目录,里面即为golang的源代码,在终端上执行cdgo命令进入该目录。
执行下面命令检出go1.4.1版本的源代码,因为现在汪敏指已经有新的代码提交上去了,最新的代码可能不是最稳定的:
gitcheckoutgo1.4.1
至此,最新1.4.1发行版的源代码获取完毕
3、设置golang的编译环境变量
主要有GOROOT、GOOS、GOARCH、GOARM四个环境变量需要设置,先解释四个环境变量的意义。
3.1GOROOT
主要代表golang树结构目录的路径,也就是上面git检出的go目录。一般可以不用设置这个环境变量,因为编译的时候默认会以go目录下src子目录中的all.bash脚本困配运行时的父目录作为GOROOT的值。为了保险起见,可以直接设拿芹置为go目录的路径。
3.2GOOS和GOARCH
分别代表编译的目标系统和平台,可选值如下:
GOOSGOARCH
darwin386
darwinamd64
dragonfly386
dragonflyamd64
freebsd386
freebsdamd64
freebsdarm
linux386
linuxamd64
linuxarm
netbsd386
netbsdamd64
netbsdarm
openbsd386
openbsdamd64
plan9386
plan9amd64
solarisamd64
windows386
windowsamd64
需要注意的是这两个值代表的是目标系统和平台,而不是编译源代码的系统和平台。树莓派的RaspBian是linux系统,所以这些GOOS设置为linux,GOARCH设置为arm。
3.3GOARM
表示使用的浮点运算协处理器版本号,只对arm平台有用,可选值有5,6,7。如果是在目标平台上编译源代码,这个值可以不设置,它会自动判断需要使用哪一个版本。
总结下来,在树莓派上设置golang的编译环境变量,可编辑$HOME/.bashrc文件,在末尾添加下面内容:
exportGOROOT=你的go目录路径
exportGOOS=linux
exportGOARCH=arm
编辑完后保存,执行source~/.bashrc命令让修改生效。
4、编译源代码
环境变量配置完成自后就可以开始编译源代码。在go目录下的src子目录中,主要有all.bash和make.bash两个脚本(另外还有两个all.bat和make.bat脚本适用于window平台)。编译实际上就是执行其中一个脚本,两者的区别在于all.bash在编译完成后还会执行一些测试套件。如果希望只编译不测试,可以运行make.bash脚本。使用cd命令进入go下src目录,执行./all.bash或者./make.bash命令即可开始编译。由于硬件情况不同,编译耗费的时间不同。在我的B型树莓派编译过程花费了将近半个小时,编译完成后执行的测试套件又花费了差不多一个小时,总共花费了一个半小时左右。
5、配置golang运行环境变量
编译完成后,go目录下会生成bin目录,里面就是go的运行脚本。为了以后使用方法,可以将这个bin路径添加到PATH环境变量中。同样编辑~/.bashrc文件,因为前面设置过GOROOT环境变量指向go目录了,所以只需要在末尾加上
exportPATH=$PATH:$GOROOT/bin
保存后同样执行source~/.bashrc命令让环境变量生效。
至此,golang源代码编译安装成功。执行goversion应该就能看到当前golang的版本信息,表示编译安装成功。
7. 如何建立Linux下的ARM交叉编译环境
这个过程如下
1. 下载源文件、补丁和建立编译的目录
2. 建立内核头文件
3. 建立二进制工具(binutils)
4. 建立初始编译器(bootstrap gcc)
5. 建立c库(glibc)
6. 建立全套编译器(full gcc)
下载源文件、补丁和建立编译的目录
1. 选定软件版本号
选择软件版本号时,先看看glibc源代码中的INSTALL文件。那里列举了该版本的glibc编译时所需的binutils 和gcc的版本号。例如在 glibc-2.2.3/INSTALL 文件中推荐 gcc 用 2.95以上,binutils 用 2.10.1 以上版本。
我选的各个软件的版本是:
linux-2.4.21+rmk2
binutils-2.10.1
gcc-2.95.3
glibc-2.2.3
glibc-linuxthreads-2.2.3
如果你选的glibc的版本号低于2.2,你还要下载一个叫glibc-crypt的文件,例如glibc-crypt-2.1.tar.gz。 Linux 内核你可以从www.kernel.org 或它的镜像下载。
Binutils、gcc和glibc你可以从FSF的FTP站点ftp://ftp.gun.org/gnu/ 或它的镜像去下载。在编译glibc时,要用到 Linux 内核中的 include 目录的内核头文件。如果你发现有变量没有定义而导致编译失败,你就改变你的内核版本号。例如我开始用linux-2.4.25+vrs2,编译glibc-2.2.3 时报 BUS_ISA 没定义,后来发现在 2.4.23 开始它的名字被改为 CTL_BUS_ISA。如果你没有完全的把握保证你改的内核改完全了,就不要动内核,而是把你的 Linux 内核的版本号降低或升高,来适应 glibc。
Gcc 的版本号,推荐用 gcc-2.95 以上的。太老的版本编译可能会出问题。Gcc-2.95.3 是一个比较稳定的版本,也是内核开发人员推荐用的一个 gcc 版本。
如果你发现无法编译过去,有可能是你选用的软件中有的加入了一些新的特性而其他所选软件不支持的原因,就相应降低该软件的版本号。例如我开始用 gcc-3.3.2,发现编译不过,报 as、ld 等版本太老,我就把 gcc 降为 2.95.3。太新的版本大多没经过大量的测试,建议不要选用。
2. 建立工作目录
首先,我们建立几个用来工作的目录:
在你的用户目录,我用的是用户liang,因此用户目录为 /home/liang,先建立一个项目目录embedded。
$pwd
/home/liang
$mkdir embedded
再在这个项目目录 embedded 下建立三个目录 build-tools、kernel 和 tools。
build-tools-用来存放你下载的 binutils、gcc 和 glibc 的源代码和用来编译这些源代码的目录。
kernel-用来存放你的内核源代码和内核补丁。
tools-用来存放编译好的交叉编译工具和库文件。
$cd embedded
$mkdir build-tools kernel tools
执行完后目录结构如下:
$ls embedded
build-tools kernel tools
3. 输出和环境变量
我们输出如下的环境变量方便我们编译。
$export PRJROOT=/home/liang/embedded
$export TARGET=arm-linux
$export PREFIX=$PRJROOT/tools
$export TARGET_PREFIX=$PREFIX/$TARGET
$export PATH=$PREFIX/bin:$PATH
如果你不惯用环境变量的,你可以直接用绝对或相对路径。我如果不用环境变量,一般都用绝对路径,相对路径有时会失败。环境变量也可以定义在.bashrc文件中,这样当你logout或换了控制台时,就不用老是export这些变量了。
体系结构和你的TAEGET变量的对应如下表
你可以在通过glibc下的config.sub脚本来知道,你的TARGET变量是否被支持,例如:
$./config.sub arm-linux
arm-unknown-linux-gnu
在我的环境中,config.sub 在 glibc-2.2.3/scripts 目录下。
网上还有一些 HOWTO 可以参考,ARM 体系结构的《The GNU Toolchain for ARM Target HOWTO》,PowerPC 体系结构的《Linux for PowerPC Embedded Systems HOWTO》等。对TARGET的选取可能有帮助。
4. 建立编译目录
为了把源码和编译时生成的文件分开,一般的编译工作不在的源码目录中,要另建一个目录来专门用于编译。用以下的命令来建立编译你下载的binutils、gcc和glibc的源代码的目录。
$cd $PRJROOT/build-tools
$mkdir build-binutils build-boot-gcc build-gcc build-glibc gcc-patch
build-binutils-编译binutils的目录
build-boot-gcc-编译gcc 启动部分的目录
build-glibc-编译glibc的目录
build-gcc-编译gcc 全部的目录
gcc-patch-放gcc的补丁的目录
gcc-2.95.3 的补丁有 gcc-2.95.3-2.patch、gcc-2.95.3-no-fixinc.patch 和gcc-2.95.3-returntype-fix.patch,可以从 http://www.linuxfromscratch.org/ 下载到这些补丁。
再将你下载的 binutils-2.10.1、gcc-2.95.3、glibc-2.2.3 和 glibc-linuxthreads-2.2.3 的源代码放入 build-tools 目录中
看一下你的 build-tools 目录,有以下内容:
$ls
binutils-2.10.1.tar.bz2 build-gcc gcc-patch
build-binutls build-glibc glibc-2.2.3.tar.gz
build-boot-gcc gcc-2.95.3.tar.gz glibc-linuxthreads-2.2.3.tar.gz
建立内核头文件
把你从 www.kernel.org 下载的内核源代码放入 $PRJROOT /kernel 目录
进入你的 kernel 目录:
$cd $PRJROOT /kernel
解开内核源代码
$tar -xzvf linux-2.4.21.tar.gz
或
$tar -xjvf linux-2.4.21.tar.bz2
小于 2.4.19 的内核版本解开会生成一个 linux 目录,没带版本号,就将其改名。
$mv linux linux-2.4.x
给 Linux 内核打上你的补丁
$cd linux-2.4.21
$patch -p1 < ../patch-2.4.21-rmk2
编译内核生成头文件
$make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- menuconfig
你也可以用 config 和 xconfig 来代替 menuconfig,但这样用可能会没有设置某些配置文件选项和没有生成下面编译所需的头文件。推荐大家用 make menuconfig,这也是内核开发人员用的最多的配置方法。配置完退出并保存,检查一下的内核目录中的 include/linux/version.h 和 include/linux/autoconf.h 文件是不是生成了,这是编译 glibc 是要用到的,version.h 和 autoconf.h 文件的存在,也说明了你生成了正确的头文件。
还要建立几个正确的链接
$cd include
$ln -s asm-arm asm
$cd asm
$ln -s arch-epxa arch
$ln -s proc-armv proc
接下来为你的交叉编译环境建立你的内核头文件的链接
$mkdir -p $TARGET_PREFIX/include
$ln -s $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/linux $TARGET_PREFIX/include/linux
$in -s $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/asm-arm $TARGET_PREFIX/include/asm
也可以把 Linux 内核头文件拷贝过来用
$mkdir -p $TARGET_PREFIX/include
$cp -r $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/linux $TARGET_PREFIX/include
$cp -r $PRJROOT/kernel/linux-2.4.21/include/asm-arm $TARGET_PREFIX/include
建立二进制工具(binutils)
binutils是一些二进制工具的集合,其中包含了我们常用到的as和ld。
首先,我们解压我们下载的binutils源文件。
$cd $PRJROOT/build-tools
$tar -xvjf binutils-2.10.1.tar.bz2
然后进入build-binutils目录配置和编译binutils。
$cd build-binutils
$../binutils-2.10.1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX
--target 选项是指出我们生成的是 arm-linux 的工具,--prefix 是指出我们可执行文件安装的位置。
会出现很多 check,最后产生 Makefile 文件。
有了 Makefile 后,我们来编译并安装 binutils,命令很简单。
$make
$make install
看一下我们 $PREFIX/bin 下的生成的文件
$ls $PREFIX/bin
arm-linux-addr2line arm-linux-gasp arm-linux-objmp arm-linux-strings
arm-linux-ar arm-linux-ld arm-linux-ranlib arm-linux-strip
arm-linux-as arm-linux-nm arm-linux-readelf
arm-linux-c++filt arm-linux-obj arm-linux-size
我们来解释一下上面生成的可执行文件都是用来干什么的
add2line - 将你要找的地址转成文件和行号,它要使用 debug 信息。
Ar-产生、修改和解开一个存档文件
As-gnu 的汇编器
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号,c++filt 就是实现这种反向的转化,根据标号得到函数名。
Gasp-gnu 汇编器预编译器。
Ld-gnu 的连接器
Nm-列出目标文件的符号和对应的地址
Obj-将某种格式的目标文件转化成另外格式的目标文件
Objmp-显示目标文件的信息
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
Readelf-显示 elf 格式的目标文件的信息
Size-显示目标文件各个节的大小和目标文件的大小
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
Strip-剥掉目标文件的所有的符号信息
建立初始编译器(bootstrap gcc)
首先进入 build-tools 目录,将下载 gcc 源代码解压
$cd $PRJROOT/build-tools
$tar -xvzf gcc-2.95.3.tar.gz
然后进入 gcc-2.95.3 目录给 gcc 打上补丁
$cd gcc-2.95.3
$patch -p1< ../gcc-patch/gcc-2.95.3.-2.patch
$patch -p1< ../gcc-patch/gcc-2.95.3.-no-fixinc.patch
$patch -p1< ../gcc-patch/gcc-2.95.3-returntype-fix.patch
echo timestamp > gcc/cstamp-h.in
在我们编译并安装 gcc 前,我们先要改一个文件 $PRJROOT/gcc/config/arm/t-linux,把
TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC
这一行改为
TARGET_LIBGCC2-CFLAGS = -fomit-frame-pointer -fPIC -Dinhibit_libc -D__gthr_posix_h
你如果没定义 -Dinhibit,编译时将会报如下的错误
http://www.cnblogs.com/gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:41: stdlib.h: No such file or directory
http://www.cnblogs.com/gcc-2.95.3/gcc/libgcc2.c:42: unistd.h: No such file or directory
make[3]: *** [libgcc2.a] Error 1
make[2]: *** [stmp-multilib-sub] Error 2
make[1]: *** [stmp-multilib] Error 1
make: *** [all-gcc] Error 2