Linux——树莓派交叉编译

本文详细介绍了交叉编译的概念、原理及应用,包括宿主机与目标机的区别、所需工具的安装与配置,以及如何处理编译过程中遇到的具体问题。

参考

https://blog.youkuaiyun.com/weixin_44742824/article/details/113765973?spm=1001.2014.3001.5501


一、交叉编译是什么?

交叉编译 是在一个平台上生成另一个平台上的可执行代码。
例如:
我们在windows上面编写C51代码,并编译成可执行代码,如xx.hex,是在c51上面运行,不是在windows上面运行
我们在ubuntu上面编写树莓派的代码,并编译成可执行代码,如a.out,是在树莓派上面运行,不是在ubuntu linux上面运行

编译:是在一个平台上生成在该平台上的可执行代码

为什么需要交叉编译

虽然已经有了主机编译,但目的平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器。有时是因为
目的平台上的①资源贫乏,无法运行我们所需要编译器;有时又是因为
②目的平台还没有建立,连操作系统都没有,根本谈不上运行什么编译器。

树莓派是不是就不需要交叉编译?
错。树莓派有时因为目的平台还没有建立,也要进行交叉编译。

宿主机(host)与目标机(target)

宿主机:编辑和编译程序的平台,一般是基于X86的PC机。
目标机:用户开发的系统,通常都是非X86平台。host编译得到的可执行代码在target上运行。

需要用到什么工具?

交叉编译器、交叉编译工具链

二、交叉编译工具链的安装

①将压缩包拷贝进虚拟机linux(直接拖入、共享文件夹、filezilla)

②解压

unzip tools-master.zip

③进入解压后的文件夹

cd /home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin

临时解决方法:在本窗口直接添加环境变量

不建议使用,换一个窗口就不行了。下面还介绍永久有效的方法。

PATH 环境变量
export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin

永久有效的方法:修改.bashrc 隐藏文件

修改工作目录下的.bashrc 隐藏文件,配置命令终端的
vi /home/CLC/.bashrc
在文件最后一行加入:
export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/home/CLC/lessonPI/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin
source /home/CLC/.bashrc 加载配置文件,马上生效配置。

回到工作目录验证

arm-linux-gnueabihf-gcc -v

三、交叉编译的使用

对比gcc和arm gcc

创建.c文件,使用gcc进行编译,用file ./a.out查看文件信息
在这里插入图片描述
可在X86架构64位机 运行

使用arm-linux-gnueabihf-gcc进行编译,用file ./a.out查看文件信息
在这里插入图片描述
可在树莓派运行

在上位机(VMware)写程序,到树莓派运行

scp远程拷贝时出现问题

在当我使用scp进程远程拷贝时,scp test_2 pi@192.168.31.6:/home/pi/
出现了以下问题:

The authenticity of host ‘192.168.31.6 (192.168.31.6)’ can’t be established.
ECDSA key fingerprint is SHA256:mjzlsd67fTkL7aunKmspnlXu7OA7SUMptlIHjNQucEk.
Are you sure you want to continue connecting (yes/no)?
Host key verification failed.
lost connection

解决方法

ssh -o StrictHostKeyChecking=no 192.168.xxx.xx//执行该语句即可远程登录了

四、带WiringPi库的交叉编译如何处理

虚拟机原来是没有WiringPi库的,需从网上下载。

解压后,拷贝至PC的共享文件夹(当然也可以在虚拟机中unzip解压)

再从共享文件夹中拷贝至当前目录(树莓派学习目录)

cp /mnt/hgfs/shareFromWindows/WiringPi . -rf

cp -rf : 强制递归复制
-r:若给出的源文件是一个目录文件,此时将复制该目录下所有的子目录和文件。
-f:覆盖已经存在的目标文件而不给出提示。
没有则错误提示cp: omitting directory(删除目录)

一般拿到一个库,应该先看一下它的README.TXT和INSTALL

从INSTALL中我们可以得知库安装的方法以及默认路径
在这里插入图片描述

链接下载的库不能正确交叉编译

总的来说,是链接的库的格式不对,是宿主机的平台。

厂家做的库不够完善,没有类似“configure”这样的文件可以进行配置。

vi build进入安装脚本,发现没有任何配置直接编译

查看包含gcc的字段,发现这个脚本都是用gcc进行编译,生成的自然是只可在PC运行的程序

grep gcc * -nir

在所有文件中去匹配gcc字段
*所有文件
-n 显示行号
-i 不区分大小写
-r 递归,一个个目录全部翻进去

用树莓派上的库进行交叉编译

登陆树莓派,进入库目录

cd /usr/lib/

可用ls大致查看

检索关键字“wiringPi”(区分大小写)

ls -l | grep wiringPi

可以看到软链接真正指向的库:
在这里插入图片描述
把两个文件都用scp传输到VMware

scp libwiringPi.so.2.50 CLC@192.168.0.108:/home/CLC/lessonPi

在VM中查看发现软连接失效了,没有指向执行文件了,那就要自己创建软链接了。
在这里插入图片描述

软硬链接

参考文章: https://www.cnblogs.com/zhangna1998517/p/11347364.html

概念

  • 软连接

软链接文件有类似于Windows的快捷方式。
在符号连接中,文件实际上是一个文本文件,其中包含的有另一文件的位置信息。
你选定的位置上生成一个文件的镜像,不会占用磁盘空间

如何生成:
ln -s libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so
指令 参数 要被链接的文件 软链接文件名字

  • 硬链接

选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件,作用是允许一个文件拥有多个有效路径名,这样用户就可以建立硬连接到重要文件,以防止“误删”的功能。

生成

软连接
指令 参数 要被链接的文件 软链接文件名字

ln -s libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so

在这里插入图片描述

硬链接

没有参数-s, 它会在你选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件

ln libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so

少了 -s

注意

参考 https://www.cnblogs.com/zhangna1998517/p/11347364.html

ln -s 是linux中一个非常重要命令,一定要熟悉。它的功能是为某一个文件在另外一个位置建立一个同不的链接,这个命令最常用的参数是-s,

具体用法是:ln -s 源文件 目标文件。
当 我们需要在不同的目录,用到相同的文件时,我们不需要在每一个需要的目录下都放一个必须相同的文件,我们只要在某个固定的目录,放上该文件,然后在其它的 目录下
用ln命令链接
(link)它就可以,不必重复的占用磁盘空间。例如:ln -s /bin/less /usr/local/bin/less
-s 是代号(symbolic)的意思。
这 里有两点要注意:第一,ln命令会保持每一处链接文件的同步性,也就是说,不论你改动了哪一处,其它的文件都会发生相同的变化;第二,ln的链接又软链接 和硬链接
两种,软链接就是
ln -s ** **,它只会在你选定的位置上生成一个文件的镜像,不会占用磁盘空间,硬链接ln ** **,没有参数-s, 它会在你选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件,无论是软链接还
是硬链接,文件都保持同步变化

将生产的软链接编译

arm-linux-gnueabihf-gcc demo2.c -I /home/CLC/lessonPi/WiringPi/wiringPi -L. -lwiringPi -o crosCompBindemo

两个-I和-L不可互换。
Linux下gcc -I(i的大写)、-L和-l比较。
①-I(i的大写): include头文件是在非标准库中存在的也不是在当前文件夹下的,需要将地址用-i(大写)包含。
②-L:用到的函数或操作非标准库下的,需要将库存在的地址用-L包含,库文件一般为.a或.so文件
③-l 链接库。eg:-lpthread

发送可执行文件到树莓派可以直接运行

巧用history和管道,查看对目标文件做了哪些操作

history | grep relay.c

以history指令得到的结果作为源,流入管道中,匹配含有relay.c的字段
| 管道
grep 检索

### 树莓派交叉编译教程 #### 什么是交叉编译交叉编译是指在一个平台上生成另一个平台可执行文件的过程。对于树莓派来说,由于其硬件架构为ARM(通常是aarch64),而大多数开发环境运行在x86/x86_64架构的计算机上,因此需要通过交叉编译来为目标设备生成适合的二进制文件[^1]。 --- #### 工具链准备 为了实现交叉编译,首先需要获取并安装适用于目标系统的交叉编译工具链。以下是具体的步骤: ##### 下载交叉编译工具链 可以从官方资源或者可信第三方站点下载预构建好的交叉编译器包。例如,针对openEuler和树莓派的组合,可以选用支持aarch64架构的GCC版本[^2]。 ```bash wget https://example.com/toolchain/aarch64-linux-gnu-gcc.tar.gz tar -xf aarch64-linux-gnu-gcc.tar.gz sudo mv aarch64-linux-gnu /usr/local/ ``` 上述命令会将解压后的工具链放置于`/usr/local/`目录下以便全局访问。 --- #### 配置环境变量 为了让系统识别新安装的交叉编译工具链,需将其路径加入到环境变量中。可以通过修改`.bashrc`或其他shell初始化脚本来完成此操作。 ```bash echo 'export PATH=/usr/local/aarch64-linux-gnu/bin:$PATH' >> ~/.bashrc source ~/.bashrc ``` 验证设置是否成功的方法如下: ```bash which aarch64-linux-gnu-gcc ``` 如果返回的是实际路径,则说明配置生效。 --- #### 编写Makefile或CMakeLists.txt 编写项目时应指定正确的编译选项以及目标体系结构参数。下面是一个简单的例子展示如何调整默认的GNU C Compiler (GCC) 替换为我们刚刚安装的交叉编译器。 假设源码位于`hello.c`: ```c #include <stdio.h> int main() { printf("Hello from Raspberry Pi!\n"); return 0; } ``` 对应的Makefile可能看起来像这样: ```makefile CC=aarch64-linux-gnu-gcc TARGET=hello-world all: $(TARGET) $(TARGET): hello.c $(CC) $< -o $@ clean: rm -f *.o $(TARGET) ``` 利用该Makefile即可轻松调用特定的交叉编译程序进行构建工作。 --- #### 将结果传输至树莓派测试 一旦完成了本地机器上的编译过程之后,就可以借助SCP或者其他类似的手段把最终产物传送到真实的嵌入式装置上去检验成果。 ```bash scp ./hello-world pi@raspberrypi.local:/home/pi/ ssh pi@raspberrypi.local './hello-world' ``` 以上指令序列展示了怎样安全拷贝文件过去并且远程启动它以确认一切正常运作。 --- #### 处理额外依赖项——WiringPi库的情况 当涉及到某些特殊功能模块比如GPIO控制的时候,往往还需要引入专门设计用于Raspberry Pi 的软件库— WiringPi 。此时同样要考虑到这些附加组件也需要经历相应的移植流程才能被正确运用起来。 一种常见做法是从原始设备提取已有的共享对象(.so),再配合符号连接技术使得整个工程能够顺利链接所需函数定义: ```bash mkdir wiringpi && cd wiringpi scp pi@raspberrypi.local:/lib/libwiring*.so* . ln -s libwiringPi.so.2.52 libwiringPi.so ``` 随后,在后续阶段记得告知链接器关于新增加的位置信息: ```bash LDFLAGS="-L./wiringpi" CPPFLAGS="-I/usr/include/" ``` 最后把这些标志传递给您的构建系统就可以了。 ---
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