arm-linux交叉编译工具链的制作（基于S3C2440）

制作arm-linux交叉编译工具链一般通过crosstool工具或者crosstool-NG，前者使用方便，但是制作会受到一些限制，使用crosstool最多只能编译gcc4.1.1、glibc2.x的版本，无法编译版本高于2.6.29的linux内核。crosstool-NG是新的用来建立交叉编译工具链的工具，它是crosstool的替代者。crosstool-NG有更好的定制性，并且一直保持着更新，对新版本的编译工具链的支持比较好，当然也带来了一些麻烦，它并不是下载下来就可以使用的，必须先配置安装。我们这里选用crosstool-NG来制作编译工具链。

 

本文使用的系统是Ubuntu Kylin（3.13.0-32-generic #57-Ubuntu SMP Tue Jul 15 03:51:08 UTC 2014 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux），建议都使用Ubuntu系统，安装软件比较方便。

 

一、安装crosstool-NG

1、建立arm-linux-tools目录，并进入该目录

$ mkdir arm-linux-tools
$ cd arm-linux-tools

 

2、获取crosstool-NG的源码

$ wget http://crosstool-ng.org/download/crosstool-ng/crosstool-ng-1.20.0.tar.bz2

 

3、解压crosstool-NG的源码

$ tar xvjf crosstool-ng-1.20.0.tar.bz2

考虑到后续将要使用到的各种目录，在这里先建立好后续所需的目录。

$ mkdir crosstool-build crosstool-install src

 

4、配置并进行依赖检测

$ cd crosstool-ng-1.20.0
$ ./configure --prefix /home/eric/arm-linux-tools/crosstool-install/

 

在配置之前，需要确保以下软件已经安装

1）gperf

2）bison

3）flex

4）texinfo

5）gawk

6）libtool

7）automake

8）libncurses5-dev

9）g++

 

在进行配置时，会进行依赖检测，如果存在包缺失的现象，安装好之后再执行配置即可。

成功配置之后会自动创建我们需要的Makefile文件。

 

5、编译并安装

$ make
$ make install

 

6、配置环境变量

$ export PATH=$PATH:/home/eric/arm-linux-tools/crosstool-install/bin/

 

7、检查crosstool-NG是否安装成功

$ ct-ng -v

 

二、配置交叉编译工具链

在crosstool-NG中有很多已经做好的默认配置（位于crosstool-ng-1.20.0/samples目录下），这里只需要进行修改就可以了。因为是制作arm-linux的交叉编译工具链，所以选择arm-unknown-linux-gnueabi进行配置。

 

1、将arm-unknown-linux-gnueabi文件夹复制到crosstool-build目录下

$ cd samples
$ cp -r arm-unknown-linux-gnueabi/ ../../crosstool-build/ 

 

2、将默认配置文件拷贝到crosstool-build目录下并改名为.config

$ cd ~/arm-linux-tools/crosstool-build
$ cp arm-unknown-linux-gnueabi/crosstool.config .config

 

3、执行ct-ng menuconfig进入配置界面进行配置

$ ct-ng menuconfig

配置界面如下图所示：

 

（1）设定源码包路径和交叉编译器的安装路径

1）源码包路径：设置Paths and misc options下的Local tarballs directory为/home/eric/arm-linux-tools/src

2）交叉编译器的安装路径：设置Paths and misc options下的Prefix directory为/home/eric/arm-linux-tools/x-tools/${CT_TARGET}

 

（2）修改交叉编译器针对的架构

1）设置Target options下的Architecture level为armv4t

2）设置Target options下的Emit assembly for CPU为arm9tdmi

3）设置Target options下的Tune for CPU为arm920t

 

以上这几个参数是如何得出来的，可以参考gcc的man手册。你可以在下载的gcc-4.9.1.tar.bz2解压后的文件夹中找到（gcc-4.9.1/gcc/doc/gcc.1）

执行以下命令打开gcc.1

$ man ./gcc.1

你可以在其中看到下面这段：

......
 ARM Options
......
-march=name
           This specifies the name of the target ARM architecture.  GCC uses
           this name to determine what kind of instructions it can emit when
           generating assembly code.  This option can be used in conjunction
           with or instead of the -mcpu= option.  Permissible names are:
           armv2, armv2a, armv3, armv3m, armv4, armv4t, armv5, armv5t, armv5e,
           armv5te, armv6, armv6j, armv6t2, armv6z, armv6zk, armv6-m, armv7,
           armv7-a, armv7-r, armv7-m, armv7e-m, armv7ve, armv8-a, armv8-a+crc,
           iwmmxt, iwmmxt2, ep9312.
		      
-mtune=name
           This option specifies the name of the target ARM processor for
           which GCC should tune the performance of the code.  For some ARM
           implementations better performance can be obtained by using this
           option.  Permissible names are: arm2, arm250, arm3, arm6, arm60,
           arm600, arm610, arm620, arm7, arm7m, arm7d, arm7dm, arm7di,
           arm7dmi, arm70, arm700, arm700i, arm710, arm710c, arm7100, arm720,
           arm7500, arm7500fe, arm7tdmi, arm7tdmi-s, arm710t, arm720t,
           arm740t, strongarm, strongarm110, strongarm1100, strongarm1110,
           arm8, arm810, arm9, arm9e, arm920, arm920t, arm922t, arm946e-s,
           arm966e-s, arm968e-s, arm926ej-s, arm940t, arm9tdmi, arm10tdmi,
           arm1020t, arm1026ej-s, arm10e, arm1020e, arm1022e, arm1136j-s,
           arm1136jf-s, mpcore, mpcorenovfp, arm1156t2-s, arm1156t2f-s,
           arm1176jz-s, arm1176jzf-s, cortex-a5, cortex-a7, cortex-a8,
           cortex-a9, cortex-a12, cortex-a15, cortex-a53, cortex-a57,
           cortex-r4, cortex-r4f, cortex-r5, cortex-r7, cortex-m4, cortex-m3,
           cortex-m1, cortex-m0, cortex-m0plus, marvell-pj4, xscale, iwmmxt,
           iwmmxt2, ep9312, fa526, fa626, fa606te, fa626te, fmp626, fa726te.
		   
		   Additionally, this option can specify that GCC should tune the
		   performance of the code for a big.LITTLE system.  Permissible names
		   are: cortex-a15.cortex-a7, cortex-a57.cortex-a53.
		      
-mcpu=name
           This specifies the name of the target ARM processor.  GCC uses this
           name to derive the name of the target ARM architecture (as if
           specified by -march) and the ARM processor type for which to tune
           for performance (as if specified by -mtune).  Where this option is
           used in conjunction with -march or -mtune, those options take
           precedence over the appropriate part of this option.

           Permissible names for this option are the same as those for -mtune.

           -mcpu=generic-arch is also permissible, and is equivalent to
           -march=arch -mtune=generic-arch.  See -mtune for more information.

           -mcpu=native causes the compiler to auto-detect the CPU of the
           build computer.  At present, this feature is only supported on
           Linux, and not all architectures are recognized.  If the auto-
           detect is unsuccessful the option has no effect.
......

-march=name对应Architecture level

-mtune=name对应Tune for CPU

-mcpu=name对应Emit assembly for CPU

 

（3）设置编译时的并行进程数

1）设置Paths and misc options下的Number of parallel jobs为4

这个数值不宜过大，应该为CPU核心数量的两倍。

 

（4）设置编译器前缀

1）设置Toolchain options下的Tuple's vendor string为S3C2440，这样生成的编译器的前缀就是arm-S3C2440-linux-gnueabi-

 

4、安装termcap

$ cd /tmp
$ wget ftp://ftp.gnu.org/gnu/termcap/termcap-1.3.1.tar.gz
$ tar xvzf termcap-1.3.1.tar.gz
$ cd termcap-1.3.1
$ ./configure --prefix=/usr
$ make
$ make install

 

5、编译

在crosstool-build目录下执行以下命令进行编译

$ ct-ng build.4

 

整个编译过程时间比较长，crosstool-ng会自动下载相应的包和内核文件，然后解压、配置、编译、链接，但有个别包在自动下载过程中会出错，例如duma_2_5_15和expat-2.1.0，需要手动下载这两个包放入Local tarballs directory指定的目录（这里为/home/eric/arm-linux-tools/src），然后再重新执行编译即可。

 

编译过程中，在安装到cross-gdb时，出现configure: error: expat is missing or unusable的错误，安装libexpat1-dev即可。

编译过程中，出现g++: Internal error: Killed (program cc1plus)的错误，尝试着将可用内存加大。

 

如下图所示，代表安装成功了。

 

6、配置环境变量

$ echo "PATH=$PATH:/home/eric/arm-linux-tools/x-tools/arm-S3C2440-linux-gnueabi/bin" >> ~/.bashrc
$ source ~/.bashrc

 

7、确认安装完成

$ arm-S3C2440-linux-gnueabi-gcc -v

 

8、编译成功后的交叉编译器路径

（1）编译器路径：/home/eric/arm-linux-tools/x-tools/arm-S3C2440-linux-gnueabi/bin

（2）库文件路径：/home/eric/arm-linux-tools/x-tools/arm-S3C2440-linux-gnueabi/arm-S3C2440-linux-gnueabi/lib

 

三、编译测试

1、写一个简单的C程序：Hello, World

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World\n");

    return 0;
}

 

2、编译

$ arm-S3C2440-linux-gnueabi-gcc -o hello hello.c

 

3、上传至目标板并执行

$ chmod +x ./hello
$ ./hello

 

如上图所示，创建的交叉编译链可以成功编译成目标板能够识别的指令。

 

关于crosstool-ng的详细介绍和使用，请参考：http://www.crifan.com/files/doc/docbook/crosstool_ng/release/htmls/index.html

需要的依赖包下载：http://download.csdn.net/detail/jsntghf/8198753

编译后的交叉编译工具链下载：http://download.csdn.net/detail/jsntghf/8206693