第3章嵌入式Linux开发环境搭建 本章学习目标  掌握嵌入式交叉编译环境的搭建；  掌握制作交叉工具链的方法；  了解NFS、TFTP、SSH等服务的配置方法；  掌握嵌入式宿主机开发环境的安装、配置和使用。 3.1交叉开发模式 3.1.1嵌入式交叉开发模式 在安装有Windows操作系统或者Linux操作系统的个人计算机上开发软件时，程序的编辑、编译、链接、调试以及最终的发布运行都是在个人计算机上完成的。而对于嵌入式系统，由于其硬件的特殊性，比如体积小、存储空间小、处理器的处理能力低等因素，一般不能直接使用普通个人计算机上的操作系统和开发工具，所以就要为特定的目标板定制操作系统，而定制的过程都是在普通的个人计算机环境下进行的，人们把这种在个人计算机环境下开发编译出来的软件，放到特定目标板上运行的开发模式叫作交叉开发模式。 市面上的TQ2440、Mini2440、S5PV210、IMX6等开发板都是目标板，最初的目标板里面什么程序都没有烧写和安装。以嵌入式Linux为例，需要给目标板安装开机引导程序Bootloader、内核Kernel以及文件系统rootfs，这三部分是最基本的，可能还会有其他一些内容，比如开机Logo、参数配置、设备树、安全数据等一些定制化的内容。这里Bootloader的作用是对硬件进行初始化，加载内核，完成系统启动。系统启动后可以挂载文件系统、运行应用程序等。应用程序存放在文件系统下某个目录里。对于嵌入式Linux系统从启动到应用程序运行这一系列过程，与个人计算机的启动过程是相对应的。下面通过一张表格与个人计算机软件做个比较，如表31所示。 表31个人计算机系统与嵌入式系统比较 个人计算机系统 嵌入式系统 BIOS Bootloader(Uboot等) 操作系统(Windows 7/Windows 10) 操作系统(Linux) 本地磁盘(C盘、D盘等) Flash存储器(文件系统) 对于嵌入式Linux开发，一般可分为如下3个步骤，且所有开发过程都是在个人计算机上进行的。 1) Bootloader开发 通常Bootloader就类似于个人计算机的BIOS，这是硬件上的第一个程序(相对开发者而言)，通常只能通过硬件提供的一些调试接口，比如JTAG接口，将编译好的镜像文件通过JTAG工具烧到目标板上对应的存储区域。随着技术的进步，现在很多芯片的初化程序烧写也变得简单了，直接通过串口、网口或USB接口将程序烧到芯片(比如Flash芯片)上。有时也可以把程序事先烧写到存储卡SD、U盘等外部存储设备上，然后插到目标板上，上电后从外接存储介质启动。 2) Linux内核开发 内核编译好后，一般不再需要上述JTAG工具直接烧写，由于Linux内核镜像文件比较大，JTAG烧写的速度比较慢。通常可以在Bootloader程序中增加一些功能，比如通过USB或网线将镜像(编译后的Linux，通常称为镜像文件)烧写到目标板的存储器中。 3) 制作文件系统 图31交叉开发模式 文件系统的大小也很大，有的文件系统可能会有几十兆字节或几百兆字节，所以一般也不会用JTAG直接烧写， 通常也是通过Bootloader去烧写。除此之外，在开发调试时，为了避免频繁烧写系统，可以使用操作系统提供的NFS网络文件系统，这样就可以远程挂载文件系统，将要调试的程序放在计算机上对应的文件系统目录下就可以。 下面用一张图简单描述主机与目标板之间的交叉开发模式，如图31所示。 3.1.2硬件需求 （1） 宿主机计算机要求。 嵌入式Linux系统开发，对开发主机的性能不是特别要求，台式机或笔记本计算机均可。现在的计算机配置都很高，不存在不满足需求的问题。原则上需要有一个串口且具有上网功能。 注： 笔记本计算机可以通过USB转串口实现串口功能，即购买一个USB转串口的转接头即可。 （2） 目标板要求。 基于ARMv4、v5、v6、v7、v8架构的处理器都可以用来学习ARM技术，比如ARM7、ARM9、CortexA8、CortexA15、CortexA57等，本书基于CortexA8，选用的是三星S5PV210芯片进行讲解，书中例子都在TQ210开发板上调试通过。针对 ARM9 S3C2440开发板，由于开发过程、开发原理与S5PV210类似，所以相关的知识不再重复介绍，只在本书配套的公众号上以视频形式做介绍。另外，对于其他厂家的ARM开发板，原理都是一样的，不同的只是寄存器的配置，所以本书的例子也同样适用于这些开发板，只需要稍做修改即可移植到开发板上使用。另外，在学习的过程中如果没有用于实践的开发板，只要能坚持将本书的例子自己写一遍，或参考本书的例子移植更高版本的Bootloader和Linux系统，并且能编译通过，那对学习嵌入式Linux系统开发都是很有帮助的。 视频讲解 3.2软件环境搭建与配置 3.2.1宿主机Linux操作系统的安装 因为本书讲的是嵌入式Linux系统开发，所有的程序开发都要在Linux操作系统上进行，必须要在计算机上安装Linux操作系统。而一般开发人员都习惯在Windows操作系统上操作，主要是 Windows的图形操作界面很友好。所以为了既可以使用Windows操作系统，又可以开发基于Linux的程序，我们就需要在Windows上安装一个虚拟机实现一机双系统，这样就不影响我们正常使用Windows操作系统，在后面介绍了SSH这个服务之后，我们完全可以把装在虚拟机上的Linux系统当成Windows上的一个“开发工具”来使用。 虚拟机(Virtual Machine)指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。流行的虚拟机有VMware、VirtualBox和Virtual PC等。 Linux操作系统我们选用64位的Ubuntu18.04 LTS，这是一个稳定的版本，Ubuntu的资源也比较丰富，可以从Ubuntu官方网站下载。虚拟机选择VirtualBox6.0.8，它是基于GPL协议的开源虚拟机工具。 注： Ubuntu版本选择，建议使用本书推荐的版本，选用其他版本可能会遇到软件版本不一致等细微差异。关于VirtualBox的版本，读者也可以选择其他高版本，本书使用的版本也是比较新的了。 1. 在Windows上安装虚拟机 VirtualBox从官网下载后，先解压，然后直接运行exe安装文件进行安装。对于这个软件的具体安装过程比较简单，本书不做重点介绍，一般默认安装在计算机C盘下，如果读者不希望安装在C盘下，可以手动指定安装路径。下面重点讲解怎么创建一个虚拟机。 创建过程以作者的环境为例，计算机是8GB内存、1TB机械硬盘(如是固态硬盘性能更佳)，Windows 7 64位操作系统(支持Windows 10)，所以在创建虚拟机时，配置2GB内存(从系统使用流畅度考虑，建议虚拟机内存大小为实际内存的四分之一，如果计算机本身内存不是很大，给虚拟机分配1/2即可)，硬盘80GB(通常不小于60GB即可)。下面仅列出关键步骤，其他步骤比较简单，根据提示操作即可。 (1) 检查计算机的BIOS是否开启虚拟化功能，如图32所示。 图32开启虚拟化 不同牌子的计算机，进入BIOS的快捷键是不同的，但方式都一样，在开机前按住键盘上F1~F12功能键中的某一个，进去后找到图32所示的Virtualization字样的选项，单击进去开启该项功能即可。 (2) 启动VirtualBox，选择“新建(N)”，如图33所示。 图33启动VirtualBox (3) 自定义虚拟计算机名称为u1864book，选择安装路径为E：＼VirtualBox，操作系统类型为Linux，操作系统版本为Ubuntu (64bit)，以及内存大小设置、硬盘容量设置等，设置完成后，单击“创建”按钮，即完成虚拟机创建，如图34所示。 图34虚拟机设置 2. 在虚拟机上安装Linux操作系统 本书以64位Ubuntu 18.04 LTS版作为范例，读者如果对Ubuntu系统的使用比较熟悉，也可以选择其他版本的Ubuntu，这里没有强制要求，但建议选择LTS版本，可以从官方获得软件支持(服务期5年)。下面只列举关键步骤，其他都比较简单，读者可按提示操作即可。 注： 在虚拟操作系统Ubuntu 18.04中，可以按Ctrl+Alt组合键释放当前鼠标光标，回到Windows操作系统中。 (1) 打开上面创建好的虚拟机u1864book，选择“启动(T)”，然后在启动盘界面选择下载好的64位Ubuntu 18.04镜像文件，如图35所示。 图35启动虚拟机 (2) 选择Install Ubuntu,选择键盘布局类型(默认即可)，如图36所示。 图36键盘类型选择 (3) 将在线下载升级选项的钩去掉，否则会边安装边升级，需要很长时间，本书使用默认的系统即可，无须升级。接下来的一步很关键，要按照图37所示选择Something else，如果选择Erase disk and install Ubuntu会格式化硬盘，所以通常在虚拟机上安装Ubuntu都不会选择这一项，需要特别注意。 图37安装类型选择 (4) 给虚拟机上的硬盘分区，通常只需要分两个区就可以： 一个主分区和一个交换分区swap。交换分区的大小一般是虚拟机内存的2倍，所以本书交互分区是4GB(4096MB)，剩下的空间都留给主分区。“/dev/sda”可以看作虚拟机硬盘的名称，双击它弹出一个对话框提示是否要分区，单击Continue按钮继续操作即可，这样就创建了一个free space的空分区，双击它就会弹出具体分区配置界面，默认第一个分区是主分区，所以只需要将挂载点Mount point修改为“/”(斜杠符号是Linux系统的根结点，或者叫根目录，文件系统的内容都是挂载在这个目录下面，后续讲文件系统再做详细介绍)，大小Size设置为81803(这是总分区大小减去swap分区大小后的Size： 85899-4096=81803)，最后单击OK按钮完成主分区创建。接下来再创建交换分区，需要注意的是Use as这里选择swap area，其他默认即可，具体如图38所示。 图38虚拟机硬盘分区 (5) 接着单击Install Now按钮会弹出一个硬盘分区确认提示框，这里直接单击Continue按钮开始Ubuntu系统的安装，首先提示选择时区，默认选择Shanghai即可，单击Continue按钮进入用户账户和计算机名的创建，创建完成后单击Continue按钮开始安装系统，等待大约30分钟(安装时长由计算机性能决定)弹出重启系统提示界面，即完成Ubuntu系统的安装，具体如图39所示。 图39账户设置与系统安装 (6) 重启系统输入账号和密码登录Ubuntu系统，为了方便对虚拟机上Ubuntu系统的操作，比如窗口自动缩放，需要安装Ubuntu的增强工具包，具体安装只需要选择虚拟机菜单“设备”→“安装增强功能”，即开始自动安装，安装过程中会提示输入用户密码(即登录账户的密码)，具体如图310所示。 图310安装增强工具包 视频讲解 3.2.2配置宿主机Linux操作系统 为方便Windows操作系统与虚拟机上的Ubuntu操作系统(即宿主操作系统，相对于目标板而言)相互访问，以及目标开发板与宿主操作系统之间的通信，需要配置宿主操作系统。下面主要介绍宿主操作系统网络配置，以及设置网络服务。对于Windows操作系统的网络设置，主要是设置网络IP地址和网关。如果系统开启了DHCP功能，一般都会自动获得IP地址，格式都是192.168.x.x形式。读者只需确认本机的IP地址是什么，然后确定宿主操作系统的IP地址与Windows系统在同一网段、网关设置与Windows操作系统一致即可，本书Windows操作系统的IP地址为192.168.1.123，网关为192.168.1.1。如果所在网络环境管控严格，比如需要代理、防护墙隔离等，可以准备一台交互机(Hub)，将开发主机与目标板的网络都接到Hub上，以保证开发主机与目标在同一网络环境下。 1. 宿主操作系统网络设置 VirtualBox虚拟机提供了3种网络连接方式： 桥接方式(Bridged)、网络地址转译方式(NAT)和主机网络方式(Hostonly)。对于嵌入式交叉开发模式，需要将Windows操作系统、宿主Linux操作系统和目标开发板的IP地址设为同一个网段，所以选择桥接方式。具体操作： 单击VirtualBox的菜单“控制(M)”，选择“设置”弹出如图311所示的设置页面，连接方式选择“桥接网卡”，界面名称指计算机网卡的名称，对于笔记本计算机可能有两个名称，一个有线网卡，另一个是无线网卡，根据实际使用那一个选择即可，选择好后，单击OK按钮保存退出。 图311宿主机网络设置 设置完桥接方式后，每次启动Ubuntu系统都会自动获取一个与Windows在同一网段的IP地址，宿主机与Windows系统即可通信，比如通过FTP传输送文件等，即满足本书后续嵌入式系统开发的需要，如需给宿主机设置固定的IP地址，可以参考下面的步骤进行配置。不同版本的Ubuntu可能网卡设备名称不一样，比如eth0、enp0s3，以实际系统为准，可以用ifconfig命令查看网卡名称(如果没有此命令，用sudo apt install ifconfig安装即可)，如下所示： book@jxes:~$ sudo apt install ifconfig book@jxes:~$ ifconfig enp0s3: flags=4163 mtu 1500 inet 192.168.1.199 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.1.255 inet6 fe80::378:7547:155b:2fbc prefixlen 64 scopeid 0x20 ether 08:00:27:e1:a8:0d txqueuelen 1000 (Ethernet) (1) 在Ubuntu的控制台上打开/etc/network/interfaces，在里面添加静态IP设置。 Ubuntu控制台实际就是一个命令行工具窗口，同时按住键盘上的Ctrl+Alt+T即可快速打开控制台。 #设置静态网卡 auto enp0s3 iface enp0s3 inet static #设置IP address 192.168.1.199 #设置子网掩码 netmask 255.255.255.0 #设置网关 gateway 192.168.1.1 #设置dns-nameservers通过host访问Internet dns-nameservers 192.168.1.1 dns-nameservers 210.6.10.11 注：  必须设置dnsnameservers，否则无法访问Internet，dnsnameservers后面跟的是网关地址和本地实际的DNS。  如果读者访问Internet是通过代理服务器访问的，上述配置无法访问Internet，但不影响嵌入式交叉开发，目标板、Windows操作系统和Ubuntu三者之间仍可互通。如果要访问外网，需要安装代理软件并配置，这里不作介绍。 (2) 在/etc/network/interfaces设置完后，需要重启网络服务设置才会生效，可以用如下方式重启服务。 book@jxes:~$ sudo service network-manager restart 或者 book@jxes:~$ sudo ifdown enp0s3 book@jxes:~$ sudo ifup enp0s3 或者直接重启Ubuntu操作系统。 注： 配置时需要有root权限，而“book”是一个普通管理员账户，所以需要用sudo命令(sudo是Ubuntu独有的命令，用于在普通用户下执行root权限)执行root权限下的命令。 (3) 验证宿主机网络是否配置成功。 book@jxes:~$ ping www.baidu.com PING www.a.shifen.com (180.101.49.12) 56(84) bytes of data. 64 bytes from 180.101.49.12 (180.101.49.12): icmp_seq=1 ttl=55 time=239 ms 64 bytes from 180.101.49.12 (180.101.49.12): icmp_seq=2 ttl=55 time=32.4 ms (4) 使用netplan配置网络。 Ubuntu从版本V17开始引入了netplan方式配置网络，一改传统配置的烦琐，只需要打开/etc/netplan/目录下的yaml文件，在里面配置好后，执行sudo netplan apply配置立即生效。 book@jxes:~$ ls /etc/netplan/ 01-network-manager-all.yaml 配置后的yaml文件如下所示： 1 # Let NetworkManager manage all devices on this system 2 network: 3 ethernets: 4 enp0s3: 5 dhcp4: no 6 addresses: ［192.168.1.199/24］ 7 optional: true 8 gateway4: 192.168.1.1 9 nameservers: 10 addresses: ［8.8.8.8, 8.8.4.4］ 11 version: 2 12 renderer: NetworkManager 修改yaml配置文件需要注意以下3点：  子行只能在父行下方，而且要缩进几格，一般缩进2格或4格即可。  缩进不可用Tab键，只能以空格方式缩进。  同层级的缩进格数要一样。 2. 开启FTP、SSH和NFS服务 (1) 更新软件源列表和系统。 虽然Ubuntu的系统资源比较丰富，但不保证所有软件都事先为我们安装配置好，所以在安装这3个服务前先更新Ubuntu。 更新软件源列表： book@jxes:~$ sudo apt-get update 注： aptget是Ubuntu系统的一个在线安装命令，通过它可以在线安装与升级系统软件以及工具包等，此命令也可直接简写为apt。 更新系统： book@jxes:~$ sudo apt-get dist-upgrade book@jxes:~$ sudo apt-get autoremove 注： 这里更新完成后，在后续开发过程中，如果Ubuntu系统有任何更新提示，都可忽略，而且也不建议随便更新系统，以免破坏我们配置好的交叉开发环境。 (2) 安装、设置、启动FTP服务。 执行以下命令安装FTP服务： book@jxes:~$ sudo apt install vsftpd 修改vsftpd的配置文件/etc/vsftpd.conf，去掉下面两个选项前面的“#”： #local_enable=YES#是否允许本地用户登录 #write_enable=YES#是否允许上传文件 重启FTP服务，使设置生效： book@jxes:~$ sudo /etc/init.d/vsftpd restart (3) 安装、设置、启动SSH服务。 执行以下命令安装SSH server服务，安装后就会自动运行，无须配置： book@jxes:~$ sudo apt install openssh-server (4) 安装、设置、启动NFS服务。 执行以下命令安装NFS服务： book@jxes:~$ sudo apt install nfs-kernel-server portmap 设置/etc/exports，添加以下内容，后续就可通过网络文件系统访问/opt/nfs_root目录： /opt/nfs_root *(rw,sync,no_root_squash) (注：no_root_squash 关掉root限制) 重启NFS服务使设置生效： book@jxes:~$ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart 注： 如果/opt/nfs_root这个共享目录不存在，重启NFS服务会失败： $ sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server restart ［....］ Restarting nfs-kernel-server (via systemctl): nfs-kernel-server.serviceJob for nfs- server.service canceled. failed! 查看本地对外共享的目录： book@jxes:~$ showmount -e Export list for jxes: /opt/nfs_root * 3.2.3在宿主机上安装、配置开发环境 本节主要介绍一些常用C＼C++开发环境的安装，以及Linux下的常用编辑工具，为后面学习嵌入式C编程做准备。这些工具在Ubuntu 18.04版本都已自带，所以下面重点了解它们的用途。 1. 安装编译环境 安装主要编译工具gcc、g++和make： book@jxes:~$ sudo apt install build-essential 安装语法、词法分析器： book@jxes:~$ sudo apt install bison flex 安装C函数库的man手册： book@jxes:~$ sudo apt install manpages-dev 安装autoconf、automake用于制作makefile： book@jxes:~$ sudo apt install autoconf automake 安装帮助文档(可选择安装，仅作参考)： book@jxes:~$ sudo apt install binutils-doc cpp-doc gcc-doc glibc-doc stl-manual 2. 安装编辑工具vim 执行以下命令安装： qinfen@JXES:~$ sudo apt install vim 修改vim配置文件/etc/vim/vimrc，在最后添加以下内容，配置完成后下次输入vi工具命令就会直接调用vim命令： book@jxes:~$sudo vim /etc/vim/vimrc book@jxes:~$source /etc/vim/vimrc set nu "显示行号" set tabstop=4 "制表符宽度" set cindent "C/C++语言的自动缩进方式" set shiftwidth=4 "C/C++语言的自动缩进宽度" 注： source命令只能使配置在当前控制台有效，重启系统后都有效。 3. 修改工作目录opt的所有者 opt目录是Linux自带的一个目录，通常这些目录下面没有任何其他文件或目录，因此可以作为开发目录使用，其所有者默认是root，所以本书的普通用户book是不允许操控opt目录的。所以用book账户登录后，无法用FTP工具上传文件到opt目录下，需要修改opt的所有者(所属组root可以不修改)，用命令chown修改。 book@jxes:~$ sudo chown -R book /opt 其中，“R”是循环修改的意思，如果opt下面有其他目录存在，执行此命令后都会被修改。 修改后： book@jxes:~$ ls / -l //斜杠代表根目录，opt是在根目录下面 drwxr-xr-x3 book root40964月7 23:54 opt 视频讲解 3.2.4制作交叉编译工具链 本书介绍的交叉工具链主要是针对ARM处理器的，相关的工具链可通过两种途径获得： 一是直接用官方制作好的工具链，可以省去制作过程； 二是自己手工制作。为了使读者全面了解工具链，本书对这两种途径分别进行详细介绍。 1. 使用制作好的工具链 制作好的工具链可以从所选芯片官方渠道获得，也可直接使用本书制作好的工具链。本书的工具链是基于ARMv7架构，适用于CortexA8处理器的交叉编译工具链。下面开始解压工具链： book@jxes:~$ cd /opt/tools/crosstool book@jxes:~$ tar xjf arm-cortex_a8-linux-gnueabi_gcc-4.9.3_glibc-2.22.tar.bz2 book@jxes:/opt/tools/crosstool$ ls arm-cortex_a8-linux-gnueabi arm-cortex_a8-linux-gnueabi_gcc-4.9.3_glibc-2.22.tar.bz2 在环境变量PATH里添加工具链的bin目录，以便直接使用bin下面的工具： $ export PATH=$PATH:/opt/tools/arm-cortex_a8-linux-gnueabi/bin 以上设置只适用于当前终端(即当前控制台)，重启系统后，设置就自动失效。要想当前用户不失效，可以在/etc/environment文件里添加bin目录： book@jxes:/opt/tools/crosstool$sudo vim /etc/environment PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games: /opt/tools/arm- Cortex-a8-linux-gnueabi/bin" book@jxes:/opt/tools/crosstool$source /etc/environment 由于现在很多芯片都是基于ARM架构的，因此，Ubuntu系统也支持直接安装ARM交叉工具链，可以使用sudo aptget install gccarmlinuxgnueabi安装，这样安装好后，就可以直接使用。但是需要注意的是，这样默认安装的工具链版本都是比较新的版本，有时gcc或glib的版本过高，可能与我们的程序不匹配，所以还是推荐去网站下载需要的版本，或自己制作。 2. 自己制作工具链 本书制作的工具链基于crosstoolng1.22.0，源代码可以从官方网站下载，下载后的压缩包为crosstoolng1.22.0.tar.xz，将下载后的文件通过FTP上传到/opt/tools目录下。 注： crosstoolng版本要根据实际需要编译的源码版本来选择，比如后面章节介绍的UBoot、Kernel和Qt应用开发，这是定制交叉工具链的难点，也是很多人觉得定制很麻烦的原因。 (1) 解压。 $ cd /opt/tools $ tar xJf crosstool-ng-1.22.0.tar.xz book@jxes:/opt/tools$ ls crosstool-ng crosstool-ng-1.22.0.tar.xz (2) 安装crosstoolng的软件依赖包。 安装crosstoolng需要相关软件包支持，如果第一步不先安装所需的软件包，直接进入crosstoolng安装会提示缺少软件。下面提供的软件包是作者制作时收集的一些软件包。 注： 如果选择其他版本的crosstoolng制作工具链，可能会提示缺少其他软件包，可以先退出安装，把缺少的软件安装好后再安装。 所需软件包汇总安装如下，安装过程中会提示输入确认信息，直接输入“y”即可。 sudo apt-get install autoconf automake libtool libtool-bin libexpat1-dev libncurses5-dev bison flex patch curl cvs texinfo build-essential subversion gawk python-dev gperf g++ libexpat1-dev help2man 缺少相关软件包(libexpat1dev)时的提示信息： ［INFO ］Installing cross-gdb ［EXTRA］Configuring cross-gdb ［EXTRA］Building cross-gdb ［ERROR］configure: error: expat is missing or unusable ［ERROR］make［2］: *** ［configure-gdb］ Error 1 ［ERROR］make［1］: *** ［all］ Error 2 (3) 编译安装crosstoolng。 制作交叉工具前需要配置、安装crosstoolng，在安装前先创建两个目录分别用于安装和制作工具链。 $ mkdir crosstool_install crosstool_build 配置crosstoolng： book@jxes:/opt/tools$ cd crosstool-ng book@jxes:/opt/tools/crosstool-ng$ ./configure --prefix=/opt/tools/crosstool_install checking build system type... x86_64-pc-linux-gnu checking host system type... x86_64-pc-linux-gnu checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -c checking for grep that handles long lines and -e... /bin/grep ... checking ncurses.h presence... yes checking for ncurses.h... yes checking for library containing initscr... -lncurses checking for library containing tgetent... none required configure: creating ./config.status config.status: creating Makefile 注：  prefix自定义安装的路径，如果路径的所有者不是当前用户或非root用户，配置不会成功，所以推荐使用当前用户，本书的/opt目录已经是当前用户权限。  cosstoolng默认是非root用户安装，root用户安装需要修改/scripts/crosstoolng.sh. in这个文件，在“#Check running as root”这句上面添加“CT_ALLOW_BUILD_AS_ ROOT_SURE=true”，这个方式安装一般很少用到。 编译、安装crosstoolng： book@jxes:/opt/tools/crosstool-ng$ make SED'ct-ng' SED'scripts/crosstool-NG.sh' SED'scripts/saveSample.sh' SED'scripts/showTuple.sh' ... CC 'nconf.o' CC 'nconf.gui.o' LD 'nconf' SED'docs/ct-ng.1' GZIP'docs/ct-ng.1.gz' book@jxes:/opt/tools/crosstool-ng$ make install GEN'config/configure.in' GEN'paths.mk' GEN'paths.sh' MKDIR '/opt/tools/crosstool_install/bin/' INST'ct-ng' ... INST'docs/*.txt' MKDIR '/opt/tools/crosstool_install/share/man/man1/' INST'ct-ng.1.gz' For auto-completion, do not forget to install 'ct-ng.comp' into your bash completion directory (usually /etc/bash_completion.d) 注： 编译crosstoolng1.22.0时如果遇到如下错误提示： DEP'zconf.tab.dep' CC 'zconf.tab.o' In file included from zconf.tab.c:213:0: zconf.hash.c:163:1: error: conflicting types for 'kconf_id_lookup' kconf_id_lookup (register const char *str, register size_t len) zconf.hash.c:34:25: note: previous declaration of 'kconf_id_lookup' was here static struct kconf_id *kconf_id_lookup(register const char *str, register unsigned int len); 这是由于kconf_id_lookup这个函数的参数类型不一致，找到相关的源码后，将size_t len改为unsigned int len，再编辑就不会有问题，修改如下： book@jxes:/opt/tools/crosstool-ng$ vim kconfig/zconf.hash.c 163 kconf_id_lookup (register const char *str, register size_t len) 修改后： 163 kconf_id_lookup (register const char *str, register unsigned int len) (4) 将crosstoolng工具命令添加到环境变量PATH。 $ cd /opt/tools $ export PATH=$PATH: /opt/tools/crosstool_install/bin 在当前终端就可以直接使用ctng命令。 $ ct-ng help This is crosstool-NG version crosstool-ng-1.22.0 ... Use action "menuconfig" to configure your toolchain Use action "build" to build your toolchain Use action "version" to see the version See "man 1 ct-ng" for some help as well 上述信息说明crosstoolng的配置与安装是成功的。另外，通过帮助提示可以看到，crosstoolng有点类似于Linux，也有menuconfig用于配置工具链。 (5) 选择配置文件。 用命令ctng listsamples可以查看此版本的crosstoolng默认支持哪些处理器。 $ ct-ng list-samples … ［L.X］arm-cortex_a15-linux-gnueabi ［L..］arm-cortex_a8-linux-gnueabi ［L.X］arm-cortexa9_neon-linux-gnueabihf....... 此版本已支持CortextA8处理器，接下来直接使用这个默认配置文件制作交叉工具链。 复制默认配置文件到crosstool_build，并复制crosstool.config为.config： $ cd /opt/tools/crosstool-ng/samples/arm-cortext_a8-linux-gnueabi $ cp * /opt/tools/crosstool_build $ cd /opt/tools/crosstool_build $ cp crosstool.config .config (6) 执行menuconfig配置工具链(见图312)。 $ cd /opt/tools/crosstool_build $ ct-ng menuconfig 图312Crosstool配置界面 针对打开的默认配置，做如下修改。 Paths and misc options→(/opt/tools/crosstool/src)Local tarballs directory 指定软件安装包目录，将下载好的安装包放在此目录可以避免安装时下载。 (/opt/tools/ crosstool/${CT_TARGET})Prefix directory 此项指定交叉编译器的安装路径。 (4) Number of parallel jobs 此项指定同时执行4个工作线程，提高编译速度。 注： 计算机配置的不同，这里的设置也不同。作者的处理器是4核，所里这里设为4； 如果读者是8核，这里设为8就可以； 如果还支持超线程技术，设为16也可以。 Target options → Floating point：(Softfp(FPU)) → 此项表明使用软浮点技术，具体要视处理器情况而定。 Toolchain options → (cortex_a8)Tuple’s vendor string 由于本书选用默认配置，此处默认为cortex_a8。这样制作后的交叉编译器名前缀即为“armcortex_a8linuxgnueabi”，如果此处不设置，编译器名前缀即为： “armunknownlinuxgnueabi”。 (arm-linux)Tuple’s alias 设置别名，这样会给每个工具创建一个软链接，比如： armlinuxgcc链接到armcortex_a8linuxgnueabigcc。 Operating System → Linux kernel version(3.10.93) → 指定内核版本，这个选择对后续编译Kernel源码有帮助。 Linkers to enable (ld,gold,) → 支持gold连接，搭建Qt 5开发环境时用到。 C compiler → gcc version(4.9.3) → 指定gcc软件包的版本(升级到4.9.3支持Qt 5开发，Qt 5需要C++11的支持)，本书提供的gcc4.9.3.tar.bz2已经将下面错误修复,可直接使用。 注： 如果Ubuntu系统自带的gcc版本高于4.9.3，即在高版本下编译低版本会报如下错误： ［ERROR］cfns.gperf:101:1: error: 'const char* libc_name_p(const char*, unsigned int)' redeclared inline with 'gnu_inline' attribute 修改如下两个源码文件： /opt/tools/crosstool_build$ vim .build/src/gcc-4.9.3/gcc/cp/cfns.h /opt/tools/crosstool_build$ vim .build/src/gcc-4.9.3/gcc/cp/cfns.gperf cfns.h 第56~57行中间插入 #ifdef __GNUC_STDC_INLINE__ __attribute__ ((__gnu_inline__)) #endif cfns.gperf 第25~26行中间插入 #ifdef __GNUC_STDC_INLINE__ __attribute__ ((__gnu_inline__)) #endif ［*］Compile libmudflap 这是一个软件调试工具，可以检查内存泄露，不是必选项。 C-library → glibc version (2.22) → 指定C库版本。 ［*］ Force unwind support (READ HELP!) C库配置时需要此功能。 Paths and misc options → ［*］ Try features marked as EXPERIMENTAL 选择此扩展项后即开启Companion tools功能选项。 Companion tools → ［*］ Build some companion tools ［*］ make 选择make后，编译时就会用选择的make来编译。 注： 建议直接使用本书配套软件包里make3.81.tar.bz2，如果是编译时自动下载的make软件包，需要做如下修改(与C库的兼容)： 未修改的错误提示： /opt/tools/crosstool_build/.build/src/make-3.81/glob/glob.c:1361: undefined reference to '__alloca' 修改glob.c如下： 210 //#if !defined __alloca && !defined __GNU_LIBRARY__ //此处注释掉 211 212 # ifdef __GNUC__ 213 # undef alloca … 228 229 # define __allocaalloca 230 231 //#endif //此处注释掉 其他配置项，可以对照下面软件包中软件的版本选择即可，最后选择Save an Alternate Configuration将上面的修改保存后退出，所有配置信息会自动保存在.config文件里。 注： 配置软件包版本时一定要注意软件包之间的匹配性，否则制作过程中会出错，一旦出错，可以退出制作，重新打开menuconfig修改相应软件包的版本。 (7) 下载工具链所依赖的软件包。 创建crosstool/src目录： $ cd /opt/tools $ mkdir -p crosstool/src 打开.config查找所需要软件包及其版本信息，然后逐一下载，都下载完成后，通过FTP上传到/opt/tools/crosstool/src目录。下面是本书工具链所需软件包： cloog-ppl-0.18.4.tar.gz libelf-0.8.13.tar.gz glibc-2.16.tar.xz ltrace_0.7.3.orig.tar.bz2 glibc-ports-2.22.tar.xz dmalloc-5.5.2.tgz duma_2_5_15.tar.gz expat-2.1.0.tar.gz binutils-2.24.tar.bz2 strace-4.10.tar.xz ncurses-6.0.tar.gz gdb-7.1.0.tar.xz libiconv-1.14.tar.gz gmp-6.0.0a.tar.xz mpfr-3.1.3.tar.xz ppl-0.10.2.tar.bz2 gcc-4.9.3.tar.bz2 isl-0.14.tar.bz2 expat-2.1.0.tar.gz linux-3.10.93.tar.bz2 mpc-1.0.3.tar.gz make-3.81.tar.bz2 m4-1.4.13.tar.xz autoconf-2.65.tar.xz automake-1.11.1.tar.bz2 gettext-0.19.6.tar.xz libtool-2.4.6.tar.xz 注： ncurses6.0.tar.gz是修改后的软件包，如果从网络下载编译，可能会报下面错误： ［ALL］ from ../ncurses/lib_gen.c:19: ［ERROR］_29430.c:835:15: error: expected ')' before 'int' ［ALL］../include/curses.h:1594:56: note: in definition of macro 'mouse_trafo' ［ALL］ #define mouse_trafo(y,x,to_screen) wmouse_trafo(stdscr,y,x,to_screen) 修改如下： /opt/tools/crosstool_build/.build/src/ncurses-5.9$ vim include/curses.tail 104 extern NCURSES_EXPORT(bool)mouse_trafo (int*, int*, bool);/* generated */去掉后面的注释 (8) 编译。 进入crosstool_build目录执行build编译，整个编译过程主要是安装软件包。 $ cd /opt/tools/crosstool_build $ ct-ng build 编译成功后会看到如下提示信息： ［INFO ］Performing some trivial sanity checks ［INFO ］Build started 20200401.083540 ［INFO ］Building environment variables ［EXTRA］Preparing working directories ［EXTRA］Installing user-supplied crosstool-NG configuration ... ［EXTRA］Removing installed documentation ［INFO ］Cleaning-up the toolchain's directory: done in 2.47s (at 97:53) ［INFO ］Build completed at 20200401.101332 ［INFO ］(elapsed: 97:52.18) ［INFO ］Finishing installation (may take a few seconds)... ［61:12］book@jxes:/opt/tools/crosstool_build$ 整个编译过程大约需要62分钟，实际制作时间取决于读者计算机的性能。 (9) 修改环境变量PATH并测试工具链。 本书制作好的工具链bin目录为/opt/tools/crosstool/armcortex_a8linuxgnueabi/bin 具体怎么修改环境变量，可以参考前面所讲，方法一致。 在环境变量PATH里添加好新制作的工具链后，可以用如下方法测试，如果看到工具的版本信息，说明制作成功。 $ arm-linux-gcc -v gcc version 4.9.3 (crosstool-NG crosstool-ng-1.22.0) 关于嵌入式编程基础知识的介绍，见配套资源补充资料第1章，下载方式详见前言。