花了2年时间搭建的树莓派交叉编译环境

程序员陆勇

已于 2025-02-19 11:51:25 修改

阅读量1.3k

点赞数 29

文章标签： c++ qt

于 2025-02-19 11:51:24 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/java597302241/article/details/145721220

版权

从23年开始接触c++编程，程序运行在树莓派4B上，虽然是新手，但我也知道需要交叉编译，交叉编译的好处如下：1、在自己的windows电脑上就可以开发；2、编译速度比直接在树莓派编译快。可按照网上的教程一直无法搭建成功，同时也找了个十多年的c++高手，但还是没有搞定。

我就这样在树莓派本机上开发了2年多，为了能够看清树莓派桌面，每次开发一下各种折腾，插电脑显示器，调整树莓派图像显示方向......

事隔两年多，搭建交叉编译环境这件事如鲠在喉，让我久久不能放下。于是在25年过完年还不算太忙的情况下，我花费了一周时间总算是找到了正确的方法。

本次搭建的环境基于：Ubuntu 16.04.7 LTS操作系统，树莓派4B，树莓派操作系统为armv7架构（树莓派操作系统架构见下一篇文章）。主要流程有以下四步：

一、安装虚拟机

下载VMwareWorkstation虚拟机，安装Ubuntu 16.04.7 LTS镜像，硬盘大小设置为100GB，内存8G，处理器内核总数为8。

二、拷贝树莓派上的系统文件到虚拟机

注意：这里的登录用户不能是root用户

1. 宿主机上创建目录

mkdir -p ~/sysroot/usr

2. 拷贝/lib目录

从树莓派拷贝/lib目录到宿主机/home/user/sysroot目录下，建议直接拿U盘拷贝。

3. 拷贝/usr/include目录

从树莓派拷贝/usr/include目录下的文件到宿主机/home/user/sysroot/usr/include目录下。

4. 拷贝/usr/lib目录

从树莓派拷贝/usr/lib目录下的文件到宿主机/home/user/sysroot/usr/lib目录下。

三、通过ct-ng构建交叉编译工具链

注意：这里的登录用户不能是root用户

1. 安装ct-ng

1.1 安装依赖

sudo apt update && sudo apt install build-essential libtool automake flex bison gperf texinfo help2man

1.2 清除可能干扰的环境变量

unset CC CXX CPP CFLAGS CXXFLAGS CPPFLAGS LDFLAGS

1.3 下载ct-ng源码

/opt目录执行如下命令：

git clone https://github.com/crosstool-ng/crosstool-ng.git

1.4 进入源码目录：

cd crosstool-ng

1.5 编译

./bootstrap
./configure --prefix=/usr/local
make -j$(nproc) V=1

1.6 安装

make install

2. 配置ct-ng

2.1 初始化配置

此处是设置目标设备的操作系统。先执行如下命令获取支持的操作系统：

ct-ng list-samples

我的树莓派4B的操作系统为armv7硬浮点（关于硬浮点和软浮点会在后续文章中说到）版本，在上面命令获取到的系统中没有树莓派4B的，我选择了armv7-rpi2-linux-gnueabihf。获取到的部分操作系统截图如下：

确定好自己的系统后，运行如下命令进行设置：

ct-ng armv7-rpi2-linux-gnueabihf

2.2 配置 glibc 版本

进入交互式配置菜单：

ct-ng menuconfig

进入主界面，如下图：

用键盘的上下箭头进行切换，选择C-library，回车；选择Version of glibc ，回车；选择2.28，回车。按键盘右箭头，将底部的菜单移动到[Save]，然后回车，然后[Exit]：

C-library  --->
  Version of glibc  --->
    (2.28) Custom glibc version

2.3 配置内核头文件：

在主界面选择【操作系统】：

回车，如下图：

选择【Version of linux】，回车，如下图：

选择4.19版本，回车，如下图：

2.4 配置Binary utilities

主界面选择【Binary utilities】，如下图：

回车，进入下图：

选择【Version of binutils】，回车，进入下图：

选择2.30，回车，进入下图：

2.5 配置C compiler

一直按下边【Exit】菜单，返回主界面，选择【C compiler】,如下图：

回车，进入下图：

选择【Version of gcc】，回车，进入下图：

移动键盘下方向键到7.5.0，然后回车，进入下图：

好了，配置就完成了。

3. 构建

执行如下命令开始构建：

ct-ng build

中间可能会出现错误，比如下载某个依赖出错，解决的思路就是自己动手下载后放在源码路径下。比如我这里下载zlib 失败，出现如下错误：

我就在自己电脑上下载好这个文件，拷贝到虚拟机下ct-ng的构建源码目录，如下图：

ct-ng的构建源码目录查看方法：打开配置主界面，如下图：

选择【Path and misc options】，回车，进入下图：

图中的$HOME/src就是构建时的源码目录，执行如下命令，获取到完整路径：

echo $HOME/src

继续编译，执行如下命令，大约四十分钟执行完成：

ct-ng build

4. 配置环境变量：

export TOOLCHAIN_ROOT=~/x-tools/armv7-rpi2-linux-gnueabihf
export PATH="${TOOLCHAIN_ROOT}/bin:${PATH}"
export TARGET=armv7-rpi2-linux-gnueabihf
export SYSROOT=/home/user/sysroot

注意：以上配置只在当前会话终端中有效，如果需要永久生效，那就需要修改 ~/.bashrc 文件，执行如下命令：

nano ~/.bashrc

在文件末尾添加以下内容：

# 交叉编译工具链配置
export TOOLCHAIN_ROOT=~/x-tools/armv7-rpi2-linux-gnueabihf
export PATH="${TOOLCHAIN_ROOT}/bin:${PATH}"
export TARGET=armv7-rpi2-linux-gnueabihf  # 必须与工具链目录名一致
export SYSROOT=/home/user/sysroot

Nano 编辑器：按 Ctrl + O 保存 → 按 Ctrl + X 退出

执行：

source ~/.bashrc

验证配置：

# 检查变量是否生效
echo $TARGET       # 应输出 armv7-rpi2-linux-gnueabihf
echo $TOOLCHAIN_ROOT  # 应输出 /home/user/x-tools/armv7-rpi2-linux-gnueabihf
which ${TARGET}-gcc  # 应输出工具链路径，如 ~/x-tools/.../bin/armv7-rpi2-linux-gnueabihf-gcc

# 测试编译器
${TARGET}-gcc --version

四、测试

执行如下命令，写一个测试程序：

vim test.c

程序内容为：

#include <stdio.h>
#include <wiringPiI2C.h>

int main()
{
int  fd = wiringPiI2CSetup(0x77);
printf("%d\n", fd);
printf("hello raspberry 2025 02 18 18 23 00 \n");
return 0;
}

执行如下编译命令：

${TARGET}-gcc -I/home/user/sysroot/usr/include -L/home/user/sysroot/lib   -o /home/user/test1045 /home/user/test.c -lwiringPi

如果执行后，没有任何输出，那么编译成功了。这时候通过如下指令查看编译结果：

file test1045

如果你的结果也是ELF 32-bit LSB executable, ARM，那就恭喜你完成了树莓派armv7的交叉编译环境搭建。现在可以将编译后的程序发送到树莓派进行进一步验证了。

如上图所示，在树莓派上程序运行正常。

其他可能出现的问题：

ct-ng menuconfig
.config is not a regular file:
drwx------ 18 user user 4096 Feb  4 18:25 .config
/usr/local/bin/ct-ng:119: recipe for target 'check-config' failed
make: *** [check-config] Error 1

解决办法：该问题是多次配置ct-ng时，没有保存配置结果，导致生成错误，config文件被当作了一个目录，执行如下命令：

# 备份目录（如果其中有重要文件）
mv .config .config-backup

# 删除目录（确认已备份后操作）
rm -rf .config

# 初始化默认配置（生成新的 .config 文件）
ct-ng defconfig

# 进入配置菜单
ct-ng menuconfig

重新配置后，再次构建。