Linux系統(tǒng)的交叉編譯工具鏈用來(lái)將源代碼變成bin文件或者庫(kù)文件的一個(gè)軟件。一般大家默認(rèn)工具鏈等于gcc或者arm-linux-gcc，但是實(shí)際上，gcc只是工具鏈的編譯器部分，不是全部，制作一個(gè)工具鏈的原材料，除了gcc，還需要linux內(nèi)核，libc庫(kù)等一系列的軟件包。所謂萬(wàn)事開(kāi)頭難，如何在Buildroot中使用自己的交叉編譯工具鏈則是第一道難關(guān)。

Buildroot支持從零開(kāi)始用原材料軟件包自動(dòng)構(gòu)造工具鏈，也支持直接使用第三方制作好的工具鏈。

toolchain-buildroot 從零開(kāi)始自動(dòng)制作工具鏈
在make menuconfig –> Toolchain –>Toolchain type中，有2個(gè)選項(xiàng)，選擇buildroot toolchain則是使用buildroot默認(rèn)的自動(dòng)化腳本從零開(kāi)始制作交叉編譯工具鏈，如果是選擇externaltoolchain 則是使用外部制作好的工具鏈。

Figure 1 ?toolchain type 選項(xiàng)

在mini2440_defconfig的配置文件中，我們可以看到，它并沒(méi)有toochain相關(guān)的選項(xiàng)，只是在cpu指令集部分選擇了ARM920T ?，這種情況它會(huì)采用buildroot-toolchain也就是buildroot默認(rèn)的自動(dòng)化腳本，從零開(kāi)始制作工具鏈。實(shí)際上，你只要make toolchain然后等待幾分鐘，Buildroot就會(huì)將制作好的全新工具鏈放到output/host/目錄下了。

Figure 2 mini2440_defconfig配置部分截圖

? ? ? 整個(gè)工具鏈自動(dòng)化制作過(guò)程可以參考toolchain/ 目錄下的toolchain-buildroot/ 、toolchain.mk、helpers.mk、toolchain-wrapper.mk等幾個(gè)腳本，我就不詳細(xì)說(shuō)了。但是有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)我還是強(qiáng)在下面列一下。總之制作過(guò)程還是很復(fù)雜的，所以如果是初學(xué)者，用手工方法從零開(kāi)始做交叉編譯工具鏈，將是多大的挑戰(zhàn)。

a). ?從圖3中我們可以看到制作交叉工具鏈大概需要的原材料軟件包

Figure3 制作交叉工具鏈的原材料

工具鏈主要的原材料包括：gcc,、libc庫(kù),、linux內(nèi)核頭文件、binutils以及一系列自動(dòng)構(gòu)建打包工具如m4、gmp、mpc等。

另外要強(qiáng)調(diào)的是，從工具鏈的原材料可以知道為什么Linux內(nèi)核、驅(qū)動(dòng)以及應(yīng)用軟件要用同一個(gè)工具鏈編譯，為什么內(nèi)核版本要適配它的工具鏈。這是因?yàn)楣ぞ哝湵旧淼闹谱饕蕾囉谔囟ò姹镜腖inux內(nèi)核和libc庫(kù)。

b). 從圖1的makemenuconfig –> Toolchain這一系列選項(xiàng)可以看到，制作工具鏈還可以選擇libc庫(kù)(uclibc還是glibc，自己添加Android特有的Bionic libc)，不同的libc性能，size，效率，穩(wěn)定性以及GPL協(xié)議支持上有著一定的差異，需要使用者謹(jǐn)慎選擇和測(cè)試。mini2440直接采用buildroot提供的默認(rèn)的uclibc，不保證其穩(wěn)定性和bug。

另外，toolchain后面還有Linux內(nèi)核版本以及MMUsupport以及gcc版本的選擇，可見(jiàn)如果需要定制特定的Linux內(nèi)核(比如不帶MMU的實(shí)時(shí)版)，除了移植內(nèi)核之外，還需要特別為其定制工具鏈。

c). make menuconfig –> Target option 中的選項(xiàng)也是與交叉工具鏈密切相關(guān)的。

其中芯片的CPU的大小端，是否編譯成elf格式，指令集，ABI的類型(EABI是Embeded ABI的意思，EABIHF是采用硬浮點(diǎn)的ABI)，以及軟硬浮點(diǎn)特性(軟浮點(diǎn)不會(huì)有編譯兼容性問(wèn)題，但是在支持硬浮點(diǎn)的高級(jí)嵌入式芯片，采用軟浮點(diǎn)配置，很多性能會(huì)發(fā)揮不佳，但是ARM9這種低端平臺(tái)用軟浮點(diǎn)應(yīng)該OK)等等選項(xiàng)，都是應(yīng)該考慮的點(diǎn)。

?

Figure4 與交叉工具鏈相關(guān)的target option選項(xiàng)

toolchain-external 使用第三方現(xiàn)成工具鏈
這節(jié)用友善的Tiny4412開(kāi)發(fā)板官方提供的工具鏈為例，介紹如何將外部第三方工具鏈移植到到Buildroot的編譯環(huán)境。Tiny4412開(kāi)發(fā)板用的SOC芯片的基于ARM-Cortex-A9內(nèi)核的三星Exyons-4412 真四核SOC芯片，曾經(jīng)是三星旗艦手機(jī)Galaxy-S3的主打SOC。

從友善官方提供的交叉編譯工具鏈的包命名來(lái)看，工具鏈?zhǔn)褂玫膅cc版本是4.5.1，有vfp則說(shuō)明工具鏈支持應(yīng)付點(diǎn)編譯。V6應(yīng)該是指令集是ARMV6，但是ARM-V6實(shí)際上是ARM11的指令集，Cortex-A9的應(yīng)該是ArmV7才對(duì)， 這里應(yīng)該是命名出錯(cuò)了，算是一個(gè)小漏洞吧。

Figure5 ?友善官方提供的tiny4412交叉編譯工具鏈

移植步驟如下：

1. ? ? ?為了不產(chǎn)生命名誤導(dǎo)，我們將工具鏈的壓縮包中4.5.1/* 目錄下的所以內(nèi)容拷貝出來(lái)，放到一個(gè)叫toolchain-tiny4412重新壓縮成名字為arm-linux-gcc-4.5.1-tiny4412.tar.bz2的壓縮包，將其cp到/mnt/sdb/3rd-pkg目錄下，細(xì)心的朋友已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)前面一篇Buildroot快速入門的內(nèi)容，這個(gè)文件夾是我保存第三方軟件包的專門文件夾，待會(huì)Buildroot會(huì)用file的方法從該文件夾中把工具鏈cp到buildroot/dl/目錄下的。

Figure6 保存在/mnt/sdb/3rd-pkg 目錄下的工具鏈壓縮包

2. ? ? ?在make menuconfig –> Toolchain –>Toolchain type中選中external toolchain，下面的Toolchain欄中的arm-linux-gcc-4.5.1for tiny4412選項(xiàng)，實(shí)際上原本是沒(méi)有的，是我自己加上去的。
?

Figure7 Toolchain的選擇

3. ? ? ?那么如何把自己的工具鏈加上去呢？cd buildroot/toolchain/toolchain-external/文件夾，根據(jù)前一篇文章快速上手的經(jīng)驗(yàn)，要加自己的工具鏈，肯定是該配置，再改mk文件啦！

在該目錄的Config.in文件的108行，有一個(gè)現(xiàn)成的第三方ARM cortex-A9 第三方交叉工具鏈的配置代碼。
?

Figure8 ?buildroot/toolchain/toolchain-external/Config.in中的ARM Cortex-A9現(xiàn)成參考配置

我們可以參考模仿這段代碼，稍微修改，在這段代碼后面加入我們自己的配置代碼：

注意，命名很重要，變量名一定是BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_開(kāi)頭，后面加上自己的工具鏈名。
?

Figure9 Config.in中參考修改的tiny4412工具鏈配置代碼

在我的修改中，出來(lái)提示字符串和help部分的相關(guān)注釋和提示文字，主要是把主機(jī)gcc版本的最低要求降低到4.5，再去掉了內(nèi)核頭文件最低版本限制(這里其實(shí)是友善官方的疏忽，友善在制作工具鏈的時(shí)候，采用的Linux內(nèi)核頭文件版本很低，和編譯的內(nèi)核版本不匹配，導(dǎo)致頭文件版本檢查會(huì)報(bào)錯(cuò)，因而我去掉了最低版本的限制，這也是潛在漏洞之一吧)。

4. ?配置交叉工具鏈前綴名。在Config.in的690行左右，為剛才添加的BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_TINY4412_ARM選擇工具鏈前綴名。

前綴名的格式組成是這樣的：目標(biāo)cpu-廠商-操作系統(tǒng)-庫(kù)和abi格式，我們參考之前模仿的配置，選擇arm-nonelinux-gnueabi，實(shí)際上，友善官方給的工具鏈就是以arm-nonelinux-gnueabi作為前綴命名的。

?Figure10? 工具鏈前綴名配置

Figure11 tiny4412官方的工具鏈命名

5. ? ? ?修改toolchain-external.mk 文件，加入自己配置。在296行，仿照前面一個(gè)工具鏈的變量配置，為BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_TINY4412_ARM的配置增加下載地址和壓縮包的名字，壓縮包名字在第一步已經(jīng)做好。至于下載地址，直接抄過(guò)來(lái)就行了，友善提供的定制化工具鏈，網(wǎng)上下載不到的。

Figure12 為toolchain-external.mk 加入tiny4412工具鏈的配置

事實(shí)上，打開(kāi)那個(gè)地址，我們可以看到由sourcery官方維護(hù)的很多現(xiàn)成制作好的工具鏈，所以嘛直接拿來(lái)用就好了，自己從零制作工具鏈多麻煩啊！當(dāng)然這些工具鏈的穩(wěn)定性還是需要自己測(cè)試一番。

Figure13 sourcery網(wǎng)上可下載的現(xiàn)成工具鏈

6. ? ? ?在menuconfig中設(shè)置下載的鏡像地址。這個(gè)和前一篇文章一樣，將本地保存工具鏈的地址，按照格式，設(shè)置為file的鏡像地址。實(shí)際上，Buildroot的下載腳本，默認(rèn)的規(guī)定是優(yōu)先去本地的file鏡像地址找軟件包，找不到之后，才會(huì)走git或者網(wǎng)站下載等其它方法。當(dāng)然網(wǎng)上肯定是下載不到的，但是先從本地找到就OK，這也是第一步為什么要保存工具鏈壓縮包到該地址的原因。

關(guān)于Buildroot下載軟件包的順序，可以參考package/pkg-download.mk的腳本，在214行可以看到，只有在本地file路徑找不到了，才會(huì)采用配置的(PKG)_SITE_METHOD方法去獲取軟件包。

?Figure14? 工具鏈的下載鏡像地址

Figure15 Buildroot自動(dòng)下載腳本的下載過(guò)程

7. ? ? ?menuconfig中的幾項(xiàng)配置。修改完配置腳本和編譯構(gòu)建mk腳本后，還得在menuconfig中把修改的東西配置進(jìn)去。

在target Option的配置中，注意上一節(jié)提到的幾點(diǎn)。但是這里有幾個(gè)新的選項(xiàng)需要注意

a). CPU架構(gòu)選擇的是Cortex-A9

b) vfp友善官方給的工具鏈?zhǔn)侵С值?#xff0c;所以這里可以打開(kāi)，這樣就能支持硬浮點(diǎn)了

c) NEON SIMD是CPU支持的高性能多媒體引擎的功能，這是4412這種級(jí)別的多媒體處理器的殺手級(jí)功能，但是我們現(xiàn)在并不了解它的特性，也不知道友善的工具鏈在制作的有沒(méi)有把該功能加上去，因而暫時(shí)不打開(kāi)。但是專業(yè)的工程師要去了解這項(xiàng)功能，以便發(fā)揮SOC和CPU的潛能。

d). VFP硬浮點(diǎn)的版本，這一項(xiàng)由于友善的資料不明確，暫時(shí)選VFPv3-D16版本，根據(jù)說(shuō)明，Coretex-A9對(duì)這個(gè)版本都會(huì)支持的。

e). ABI的問(wèn)題，根據(jù)圖11的內(nèi)容，友善的工具鏈應(yīng)該只是用了EABI來(lái)做的，沒(méi)有用EABIhf。這幾項(xiàng)是什么意思呢？浮點(diǎn)選項(xiàng)其實(shí)有軟浮點(diǎn)、硬浮點(diǎn)EABI(softfp)和硬浮點(diǎn)EABIhf三個(gè)。

軟浮點(diǎn)就是用軟件模擬浮點(diǎn)運(yùn)算

硬浮點(diǎn)EABI就是用浮點(diǎn)指令，但是為了兼容舊版本的軟浮點(diǎn)編譯出來(lái)的庫(kù)還是用整數(shù)寄存器傳遞浮點(diǎn)數(shù)，這樣犧牲了一些效率，但是在工具鏈中存在舊的軟浮點(diǎn)庫(kù)時(shí)，是可以兼容并不會(huì)出現(xiàn)編譯錯(cuò)誤的。

硬浮點(diǎn)EABIhf則是使用純粹的硬浮點(diǎn)指令和浮點(diǎn)寄存器來(lái)計(jì)算浮點(diǎn)數(shù)，這樣效率會(huì)更高，但是不再兼容工具鏈中舊版的軟浮點(diǎn)下編譯出來(lái)的庫(kù)，如果不重新制作硬浮點(diǎn)EABIhf的工具鏈，可能會(huì)出現(xiàn)編譯問(wèn)題。

EABIhf需要知道整個(gè)工具鏈的庫(kù)的兼容特性，目前看起來(lái)友善官方工具鏈不支持這個(gè)選項(xiàng)，其工具鏈命名也是EABI，但是有支持vfp,因而我們選擇硬浮點(diǎn)EABI的配置。具體要如何支持EABIhf，可以搜其它相關(guān)文章，這個(gè)可能需要重新制作整個(gè)工具鏈。

以上這些選項(xiàng)實(shí)際上都是編譯toolchain-wrapper傳遞的，toolchain-wrapper是一個(gè)中間層，負(fù)責(zé)編譯時(shí)，傳遞某些特定選項(xiàng)給工具鏈，以上這些選項(xiàng)確定后，都會(huì)被toolchain-wrapper以參數(shù)的時(shí)候在編譯時(shí)傳遞給交叉工具鏈的。

Figure 16 menuconfig -->target option的配置

Figure 17 menuconfig -->toolchain的配置

在加入了tiny4412的配置后，最后在toolchani中選擇自己的工具鏈，選上MMU功能，然后用pipe選項(xiàng)進(jìn)行編譯加速。

最后，make toolchain ?，你就可以看到Buildroot系統(tǒng)如何構(gòu)建出tiny4412的工具鏈了。

小結(jié)
整體而言，從零制作一個(gè)工具鏈，對(duì)嵌入式的知識(shí)掌握還是需要深入的掌握，另外，工具鏈對(duì)整個(gè)系統(tǒng)代碼的穩(wěn)定性有著極大的影響，所以直接用自動(dòng)制作的工具鏈，一定要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的壓力測(cè)試，否則容易出現(xiàn)各種隱患。

因而，采用第三方制作好的，有專門公司維護(hù)的工具鏈，應(yīng)該是一個(gè)更為有效的開(kāi)發(fā)方式。

原文鏈接：https://blog.csdn.net/zhou_chenz/article/details/52346134

?

?

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Buildroot构建指南——工具链的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

如果覺(jué)得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。