交叉编译说明：工具链安装和环境变量配置

目录

一   简单了解交叉编译

① 什么是交叉编译

② 为什么需要交叉编译

③ 宿主机和目标机

二   搭建交叉编译工作环境

① 安装工具链

② 配置环境变量

● 配置临时环境变量

● 配置永久环境变量

三   交叉编译宿主机和目标机

● 宿主机编译生成的可执行文件下载到目标机（开发板）

四   交叉编译带wiringPi库的程序

● 将树莓派中自带的wiringPi库下载到Ubuntu或宿主机中

五   软链接和硬链接 

① 软链接

② 硬链接 

六   结合四和五进行编译

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一   简单了解交叉编译

① 什么是交叉编译

（1）编译：是在一个平台上生成在该平台上的可执行代码

（2）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。

● 我们再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

② 为什么需要交叉编译

● 平台上不允许或不能够安装我们所需要的编译器比如C51；

● 因为目的平台上的资源贫乏，无法运行我们所需要编译器；

● 树莓派作为一款强大的开发板，同样也需要用到交叉编译。树莓派有时因为目的平台还没有建立，暂无操作系统，所以根本不能运行编译器。

● 操作系统也是代码，也要编译！

③ 宿主机和目标机

平台运行需要两样至少东西：bootloader（启动引导代码）以及操作系统核心。

● 宿主机（host） ：编辑和编译程序的平台，一般是基于X86的PC机，通常也被称为主机（电脑X86）。
● 目标机（target）：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（树莓派ARM）。

二   搭建交叉编译工作环境

① 安装工具链

工具链下载网址：https://github.com/raspberrypi/ 

（1） 将下载好的工具链文件放入Windows中与Ubuntu的共享文件夹中；

（2） 打开Ubuntu，从共享文件夹拷贝到工作目录。输入命令：

cp /mnt/hgfs/share/tools-master.zip .//我的共享文件名是share

（3） 解压文件： unzip tools-master.zip

（4） 进入解压好的文件目录中，依次进入如下目录直到bin目录（64位计算机就如下选择）

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

（5）ls进入bin目录里，找到 arm-linux-gnueabihf-gcc 

 (6)  ls -l 查看bin目录底下各文件权限，arm-linux-gnueabihf-gcc作为软连接，实际用到的可执行程序是它后面的arm-linux-gnueabihf-gcc-4.8.3

（7）指令arm-linux-gnueabihf-gcc -v 检查交叉工具链是否是4.8.3版本

② 配置环境变量

临时：只在当前页面有效，风险性高，离开当前页面又需要重新配置；

永久：任何页面或路径下都有效，安全可靠

（1）Linux环境变量的作用和配置方法其实和Windows的环境变量一样，不一样的只有界面而已；

（2）在上面操作交叉编译工具链可以看到，要使用工具链就必须进入层层目录，繁琐且麻烦，降低开发效率；

（3）配置环境变量就能很好的解决这一问题；

● 配置临时环境变量

（1）echo $PATH :显示当前的环境变量；

（2）pwd ：显示当前路径，并复制；

（3）export PATH=  :配置环境变量 = 红线部分 + 当前路径

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

（4）回车确定，cd 回到工作目录

（5）arm-linux-gnueabihf-gcc -v ：检查

● 配置永久环境变量

（1）修改工作目录下的.bashrc 隐藏文件，配置命令终端的vi /home/dhw/.bashrc 打开后在文本最后一行加入以下内容：

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

（2）source /home/dhw/.bashrc  加载配置文件，马上生效配置。

三   交叉编译宿主机和目标机

❄检查交叉编译工具链：arm-linux-gnueabihf-gcc -v

❄在Ubuntu上编写一个简单的程序：程序的文件名为：demo1.c

● 常规编译：gcc demo1.c -o test_1。生成test_1这个可执行程序；

● 交叉编译：arm-linux-gnueabihf-gcc demo1.c -o test_2   。生成test_2这个可执行程序；

❄用file命令查看可程序test_1和test_2的属性：

● test_1在x86-64位计算机上面运行（宿主机-电脑），无法在ARM平台上运行

● test_2在ARM平台上运行（目标机-树莓派），无法在X86平台上运行

● 宿主机编译生成的可执行文件下载到目标机（开发板）

scp test_2 [e-mail]:/home/pi

指令 文件名 开发板用户名@开发板地址：开发板的绝对路径

❄ 此方法也可以将目标机文件传至宿主机

四   交叉编译带wiringPi库的程序

说明：在树莓派中编写带wiringPi库的程序时（比如IO口），直接在程序中加头文件#include <wiringPi.h>，在编译的时候-l链接wiringPi库即可，因为树莓派自带有wiringPi库，在/usr/lib目录下。在Ubuntu中或者宿主机中没有自带wiringPi的库，那么很明显无法顺利完成带wiringPi库程序的交叉编译。

● 将树莓派中自带的wiringPi库下载到Ubuntu或宿主机中

①  cd /usr/lib  :树莓派wiringPi库的文件路径；

②  ls -l |grep wiringPi :过滤出只有wiringPi库的相关文件

③ 将软链接libwiringPi.so指向的libwiringPi.so.2.50下载到Ubuntu或宿主机中：

scp libwiringPi.so.2.50 dhw@192.168.x.x:/home/dhw/lessonPI
指令 需要拷贝的文件名    目标用户名  ip     拷贝的目标路径

注意：这里要拷贝软连接指向的文件，如果直接拷贝软链接到Ubuntu，Ubuntu里并不会生成我们要的软链接。

那么需要自己来生成软链接！具体如下：

五   软链接和硬链接 

① 软链接

● 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；

● 在选定的位置上生成一个文件的镜像，不会占用磁盘空间。

生成方法：

ln -s libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so
指令 参数 要被链接的文件    要生成的软链接文件名字

② 硬链接 

● 在选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件；

● 硬链接通过索引节点来进行链接；在Linux的文件系统中，保存在磁盘分区中的文件不管是什么类型都给它分配一个编号，称为索引节点号(Inode Index)。在Linux中，多个文件名指向同一索引节点是存在的。一般这种连接就是硬连接

● 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。因为对应该目录的索引节点有一个以上的连接。只删除一个连接并不影响索引节点本身和其它的连接，只有当最后一个连接被删除后，文件的数据块及目录的连接才会被释放，也就是说，文件真正删除的条件是与之相关的所有硬连接文件均被删除。

生成方法：

ln libwiringPi.so.2.50 libwiringPi.so 
没有参数 -s

❄ 无论是软链接还是硬链接，文件都保持同步变化。

六   结合四和五进行编译

编译时通过-I -L来指定相关库的路径

● -I (注意是大写的i) 给gcc添加自定义的头文件的路径

● -L 给gcc添加额外的搜索库的路径

说明：将树莓中名为demo2.c的程序文件拷贝到Ubuntu中，demo2.c是需要连接wiringPi库使用的程序；-I的wiringPi库的头文件是自行网上下载的wiringPi库的包；-L的wiringPi库是树莓拷贝到Ubuntu中的 。

arm-linux-gnueabihf-gcc demo2.c -I /home/dhw/lessonPI/WiringPi/WiringPi/wiringPi -L. -lwiringPi -o test
交叉编译工具链     树莓关于IO口文件   -I wiringPi库头文件路径                     -L wiringPi库

 编译通过：