簡單交叉編譯學習

来源:https://www.cnblogs.com/spatxos/archive/2022/08/02/16544176.html
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交叉編譯 交叉編譯是在一個平臺上生成另一個平臺上的可執行代碼。 同一個體繫結構可以運行不同的操作系統;同樣,同一個操作系統也可以在不同的體繫結構上運行。 通常是自己的電腦寫好代碼編譯之後發到嵌入式設備或者盒子之類的去執行,或者另一個版本系統沒有的東西,例如opencv,從有的系統版本編譯到沒有的系統 ...


交叉編譯

交叉編譯是在一個平臺上生成另一個平臺上的可執行代碼。 同一個體繫結構可以運行不同的操作系統;同樣,同一個操作系統也可以在不同的體繫結構上運行。
通常是自己的電腦寫好代碼編譯之後發到嵌入式設備或者盒子之類的去執行,或者另一個版本系統沒有的東西,例如opencv,從有的系統版本編譯到沒有的系統版本中

本文目標

在x86_64伺服器上編譯一個arm或者aarch64的文件,並且在對應的機器上可以執行

簡單概念瞭解(來源

  • GCC 的命名規則為:arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]-gcc
    比如 arm-linux-gnueabi-gcc , arm-none-eabi-gcc, aarch64-linux-gnu-gcc
    1. arch:晶元架構,比如 32 位的 Arm 架構對應的 arch 為 arm,64 位的 Arm 架構對應的 arch 為 aarch64
    2. vendor :工具鏈提供商,大部分工具鏈名字裡面都沒有包含這部分
    3. os :編譯出來的可執行文件(目標文件)針對的操作系統,比如 Linux
  • arm-none-eabi-gcc 一般適用用於 Arm Cortex-M/Cortex-R 平臺,它使用的是 newlib 庫
  • arm-linux-gnueabi-gcc 和 aarch64-linux-gnu-gcc 適用於 Arm Cortex-A 系列晶元,前者針對 32 位晶元,後者針對 64 位晶元,它使用的是 glibc 庫。可以用來編譯 u-boot、linux kernel 以及應用程式
  • 32 位的 Arm 和 64 位的 Arm,它們的指令集是不同的,所以需要使用不同的工具鏈。當然,Arm64 為了保證前向相容,提供了一個 32 位的相容模式,所以我們用 arm-linux-gnueabi-gcc 編譯的應用程式也是可以直接在Arm64 的系統上運行的,但是 Linux Kernel 和 U-Boot 就不行,除非你提前把 CPU 切換到 32 位模式。曾經有個項目使用了一顆四核的 Arm64 晶元,但是記憶體只有64M,為了節省空間,在 CPU 運行到 U-Boot 之前,我們就把它切到了 32 位模式,後面的 U-Boot、Linux Kernel,應用全部都用 32 位編譯,加上 Thumb 指令集,節省了不少空間
  • make:類似批處理的程式,來批處理編譯源文件
  • makefile:make批處理編譯規則文件
  • cmake:讀入所有源文件之後,自動生成makefile
  • cmakelist:cmake所依據的規則

    圖片來源

工具鏈的下載安裝

  • 下載
    推薦直接使用國內的鏡像下載
## 來源https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/   //對比原文的少了一個s,清華把文件庫路徑進行了整理
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz

名詞解釋來源
* abi:二進位應用程式介面,允許編譯好的目標代碼在使用相容ABI的系統中無需改動就能運行
* eabi:嵌入式的abi,可以看作是一種簡化的abi,體積小,運行快,適合嵌入式設備的
* gnueabi:The GNU C compiler for armel architecture,適用於armel架構 針對舊的 32 位 ARM 處理器,而不支持硬體浮點單元(FPU)
* gnueabihf: The GNU C compiler for armhf architecture,適用於armhf架構,僅適用於較新的 32 位 ARM 處理器,其至少實現了 ARMv7 架構,且支持 ARM 矢量浮點規範(VFPv3)
第 3 版,開啟需要硬體的支持,在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮點處理器。
* arm64: 適用於 64 位 ARM 處理器,其至少實現了 ARMv8 架構

gnueabi和gnueabihf其實是gcc的選項-mfloat-abi的預設值不同,gcc的選項-mfloat-abi有三種值soft,softfp,hard(其中後兩者都要求arm里有fpu浮點運算單元,soft與後兩者是相容的,但softfp和hard兩種模式互不相容):

  1. soft : 不用fpu進行浮點計算,即使有fpu浮點運算單元也不用,而是使用軟體模式。
  2. softfp : armel架構(對應的編譯器為gcc-arm-linux-gnueabi)採用的預設值,用fpu計算,但是傳參數用普通寄存器傳,這樣中斷的時候,只需要保存普通寄存器,中斷負荷小,但是參數需要轉換成浮點的再計算。
  3. hard : armhf架構(對應的編譯器gcc-arm-linux-gnueabihf)採用的預設值,用fpu計算,傳參數也用fpu中的浮點寄存器傳,省去了轉換, 性能最好,但是中斷負荷高。
  • 解壓
xz -d gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
xz -d gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz
  • 安裝
sudo mkdir -p /usr/local/toolchain  //目錄可以更改,但是更改之後後續的目錄也需要一起更改
tar -xvf gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar -C /usr/local/toolchain/
sudo tar -xvf gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar -C /usr/local/toolchain/
ls /usr/local/toolchain/
//輸出gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf  gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu
  • 添加環境變數
vim ~/.bashrc
PATH=$PATH:/usr/local/toolchain/gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin:/usr/local/toolchain/gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin //將這句話加到文件的末尾
source ~/.bashrc //使配置生效
arm-linux-gnueabihf-gcc -v //輸出gcc的版本號
aarch64-linux-gnu-gcc -v //輸出gcc的版本號

編譯

  • 我們在/root下添加一個c文件並寫入內容
sudo cd /root && cat << EOF > hello.c
#include <stdio.h>

int main()
{
  printf("hello world \n");
  return 0;
}
EOF
  • 執行編譯
    make編譯和arm-linux-gnueabihf- 編譯是一個效果,make命令執行的時候會去找makefile,在makefile中找到需要編譯的版本,然後去執行對應的編譯命令,而arm-linux-gnueabihf-這種是直接指定了編譯版本
arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o armHello //編譯arm版本的armHello文件,在arm伺服器上可以使用./armHello執行
aarch64-linux-gnu-gcc hello.c -o aarch64Hello //編譯aarch64版本的aarch64Hello文件,在aarch64伺服器上可以使用./aarch64Hello執行

執行

  • 上傳文件到指定的伺服器
scp -P 22 /root/armHello [email protected]:/root/armHello  //-P 22 可以省略,指定埠號,假設192.168.1.66是arm的伺服器,需要輸入登陸密碼
ssh [email protected] //輸入密碼登陸
cd /root && ./armHello
## aarch64Hello測試執行也是上面的順序,最後的輸出應該是
hello world

小白學習,錯誤之處歡迎指正

參考鏈接

https://cloud.tencent.com/developer/article/1571937
https://www.runoob.com/linux/linux-comm-scp.html
https://blog.csdn.net/forgetjoker/article/details/116295386
https://zhuanlan.zhihu.com/p/340444117 //推薦閱讀
https://openskill.cn/article/1780 //推薦閱讀
https://www.cnblogs.com/xiaotlili/p/3306100.html //推薦閱讀
https://www.cnblogs.com/zhangjiankun/p/4852899.html //推薦閱讀


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