如何建立交叉编译开发环境

rambo78

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简介： 介绍如何建立交叉编译开发环境，包括交叉工具链的建立，内核编译，系统启动,远程调试和nfs等等。由于linux发展的日新月异，有些编译和配置变得非常复杂和易变，因此这里主要以CLFS（cross linux from scratch）中PPC(Power PC)版本为例子（http://cross-lfs.org/view/1.1.0/ppc）。所有软件包都可以在clfs的site找到。
1 host环境建立准备一台x86机器来作为host.安装必要的编译开发软件。推荐ubuntu，它是一个易用的Linux发行版本，使用apt安装相应的软件。
2 host交叉编译环境建立所谓交叉编译工具链是指运行在host，生成target可运行程序的一系列tools的总称（gcc,binutils,glibc等）。它本身通常需要使用host tools来生成。
以clfs为例来说明一个cross-compiled tools(for power PC).
# Build CFLAGS
echo unset CFLAGS >> ~/.bashrcecho unset CXXFLAGS >> ~/.bashrc
# Build Variables
create the triplet symbol
export CLFS_HOST="$(echo $MACHTYPE | \    sed "s/$(echo $MACHTYPE | cut -d- -f2)/cross/")"export CLFS_TARGET="powerpc-unknown-linux-gnu"echo export CLFS_HOST=\""${CLFS_HOST}\"" >> ~/.bashrcecho export CLFS_TARGET=\""${CLFS_TARGET}\"" >> ~/.bashrc
# Linux-Headers-2.6.24.7
install -dv /tools/includemake mrpropermake ARCH=powerpc headers_checkmake ARCH=powerpc INSTALL_HDR_PATH=dest headers_installcp -rv dest/include/* /tools/includeinstall /usr/include/{asm,asm-generic,linux,mtd,rdma,scsi,sound,video}/*.h
# File-4.23
./configure --prefix=/cross-toolsmakemake install
# Cross Binutils-2.18
The Binutils package contains a linker, an assembler, and other tools for handling object files.
AR=ar AS=as ../binutils-2.18/configure --prefix=/cross-tools \    --host=${CLFS_HOST} --target=${CLFS_TARGET} --with-lib-path=/tools/lib \    --disable-nls --enable-shared --disable-multilib
When used with --host --target, this creates a cross-architecture executable that creates files for ${CLFS_TARGET} but runs on ${CLFS_HOST}.
make install
# Cross GCC-4.2.4 - Static
../gcc-4.2.4/configure --prefix=/cross-tools \    --host=${CLFS_HOST} --target=${CLFS_TARGET} --disable-multilib \    --with-local-prefix=/tools --disable-nls --disable-shared \    --disable-threads --enable-languages=csome lib need glib,so now only a limited gcc is created. This gcc is used for the glibc compiling.make all-gccmake install-gcc
# Glibc-2.7
The Glibc package contains the main C library. This library provides the basic routines for allocating memory, searching directories, opening and closing files, reading and writing files, string handling, pattern matching, arithmetic, and so on.
BUILD_CC="gcc" CC="${CLFS_TARGET}-gcc" \    AR="${CLFS_TARGET}-ar" RANLIB="${CLFS_TARGET}-ranlib" \    ../glibc-2.7/configure --prefix=/tools \    --host=${CLFS_TARGET} --build=${CLFS_HOST} \    --disable-profile --enable-add-ons \    --with-tls --enable-kernel=2.6.0 --with-__thread \    --with-binutils=/cross-tools/bin --with-headers=/tools/include \    --cache-file=config.cache
编译此glibc库过程中需要一些临时生成的程序。这些程序的编译器是BUILD_CC来指定的。 BUILD_CC指定的是host的gcc,因为这些程序是编译完后运行于当前体系平台，所以主系统的gcc自然成了最合适的选择。而CC所指定的是${CLFS_TARGET}-gcc，是交叉编译用的GCC
# Cross GCC-4.2.4 - Final
../gcc-4.2.4/configure --prefix=/cross-tools \    --target=${CLFS_TARGET} --host=${CLFS_HOST} --disable-multilib \    --with-local-prefix=/tools --disable-nls --enable-shared \    --enable-languages=c,c++ --enable-__cxa_atexit \    --enable-c99 --enable-long-long --enable-threads=posixmake AS_FOR_TARGET="${CLFS_TARGET}-as" \    LD_FOR_TARGET="${CLFS_TARGET}-ld"make install
Now, the cross-compiled tools are created.在一个project中，可以使用脚本来自动编译。
3 引导target系统3.1 linux的引导过程* 处理器启动，执行rom启动代码
* rom启动代码初始化cpu,mmu及其他设备，配置memroy map.执行bootloader.主机和目标机之间一般通过串口建立连接，Boot Loader 软件在执行时通常会通过串口来进行 I/O，比如：输出打印信息到串口，从串口读取用户控制字符等。 更多bootloader的信息参见“嵌入式系统 Boot Loader 技术内幕”（ http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-btloader/index.html）
* bootloader解压linux内核到ram.jump到kernel的第一条指令执行。kernel首先配置cpu的register.然后执行start_kernel.以后的部分将与系统体系无关。
* kernel init高速缓存，通过driver初始化各种硬件设备。
* kernel mount root fs.启动idle进程，idle进程是所有进程的父进程。
* kernel 执行init 进程
* init 进程读取配置文件/etc/inittab并执行脚本。通常，init执行启动脚本，/etc/rc.d/rcS.
* init进入运行级别
3.2 确定target需要的文件根据project需求，确定target需要的程序列表。
3.3 创建target的root fs.rootfs可以使用step 2 中建立的交叉编译工具，下载源软件包，编译target的软件。一般来说，这一部分是比较繁琐，而网上通常会有编译好的for 某个target的根文件系统。下载这个根文件系统，在这个文件系统中抽取自己需要的软件。可以避免繁琐的交叉编译操作。
3.4 创建配置文件根据targe的需求，创建配置文件
/etc/services
/etc/protocols
/etc/fstab
/etc/inittab
/etc/init.d/rcS
/etc/init.d/umountfs
/etc/resolv.conf
3.5 在/dev/下创建设备创建tty,tty0,ttyS0,console,null和ram。这些是linux所需的最少的设备。
3.6 准备运行于target上的根文件系统把创建的程序,配置文件和设备文件打包。例如在arm上，可以把这些文件打包成一个ram盘。
3.7 target机器准备安装tftp服务器，用于文件传输。安装minicom用于串口通信
3.8 为target机编译内核make mrproper
This ensures that the kernel tree is absolutely clean. The kernel team recommends that this command be issued prior to each kernel compilation. Do not rely on the source tree being clean after un-tarring.
Compile the kernel image and modules:
make ARCH=powerpc CROSS_COMPILE=${CLFS_TARGET}-
Install the modules, if the kernel configuration uses them:
make ARCH=ppc CROSS_COMPILE=${CLFS_TARGET}- \   INSTALL_MOD_PATH=${CLFS} modules_install
当然，也可以生成用于ramdisk的kernel包。
3.9 启动前准备把生成的根文件系统和kernel移动到相应位置。
3.10启动minicom 下载kernel和root fs
Now, the target linux runs.
4 远程调试4.1 host安装nfs server.4.2 target在编译内核的时候添加nfs参数4.3 在本机交叉编译，远程调试。
               
               
               
               
               

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