交叉编译概念

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交叉编译概念

1. 什么是交叉编译

交叉编译是指在一个平台上编译代码，使其能够在另一个不同的平台上运行的过程。这种编译方式通常用于开发嵌入式系统、移动设备和其他受限环境中的应用程序。

交叉编译是使用一种编译器（称为交叉编译器），该编译器在宿主机（host）上运行，但生成的目标代码却可以在目标机（target）上运行。宿主机和目标机通常有不同的硬件架构和操作系统环境。（）

一般应用在：

• 嵌入式系统：如物联网设备、路由器、工业控制器等。
• 移动设备：如智能手机、平板电脑等。
• 特定架构的服务器：如ARM服务器。
• 操作系统开发：如为不同架构编译Linux内核。

2. 交叉编译的作用

• 硬件限制：目标机可能资源有限（如内存、CPU），无法运行完整的编译环境。
• 操作系统差异：目标机可能运行的是实时操作系统、嵌入式系统或其他特殊的操作系统，这些系统可能不具备完整的开发工具链。
• 开发便利性：在功能强大的宿主机上进行开发和测试更加方便，可以使用丰富的调试工具和IDE。
• 优化和调试：宿主机上的高级开发工具可以帮助更好地优化和调试代码。

3. 交叉编译器

交叉编译器是专门为生成目标平台机器码而设计的编译器。一个典型的交叉编译器通常包含以下几个组件：

• 编译器（如GCC）：用于将源代码编译成汇编代码。
• 汇编器：将汇编代码转换为目标机的机器码。
• 链接器：将多个目标文件链接成最终的可执行文件。
• 其他工具：如ar（静态库管理工具）、ranlib（更新静态库索引）、strip（去除调试信息）等。

4. 交叉编译工具链

交叉编译工具链是一套工具的集合，包含了编译器、链接器、汇编器等工具，以及相关的库文件和系统头文件。工具链通常针对特定的目标平台定制，例如：

• ARM交叉编译工具链：用于编译ARM架构的代码。
• MIPS交叉编译工具链：用于编译MIPS架构的代码。
• x86交叉编译工具链：用于编译x86架构的代码。

5. 交叉编译的一般步骤

• 准备工具链：获取适用于目标平台的交叉编译工具链。
• 配置环境：设置环境变量，确保编译器知道工具链的位置。
• 编写Makefile或配置工具：使用适当的配置工具（如autotools、CMake等）来生成Makefile，确保这些工具能够识别交叉编译器。
• 编译源代码：运行编译命令，生成目标平台的二进制文件。
• 测试和调试：在目标平台上测试生成的二进制文件，并进行必要的调试。

6. 交叉编译实例

基于韦东山老师IMX6ULL_Pro体验交叉编译过程。

环境准备：

• 虚拟机Ubuntu系统，配置好IP
• IMX6ULL_Pro开发板，连接好开发板串口、网卡，配置好IP地址，能够和虚拟机PING通
• IMX6ULL_Pro开发板和虚拟机Ubuntu使用nfs协议传输文件

操作步骤：

• 在Windows下写好代码，上传到虚拟机Ubuntu进行编译
• 把编译好的可执行文件通过Ubuntu传输到IMX6ULL_Pro开发板执行

Windows下的代码比较简单，就是一个Hello World的代码：

#include <stdio.h> /* 执行命令: ./hello weidongshan * argc = 2 * argv[0] = ./hello * argv[1] = weidongshan */ int main(int argc, char **argv) { 
    if (argc >= 2) printf("Hello, %s!\n", argv[1]); else printf("Hello, world!\n"); return 0; } 

上传到Ubuntu后编译成功，并且执行成功：

拷贝到网络文件系统，开发板挂载网络文件系统后将可执行文件拷贝到开发板目录下，发现无法执行：

原因是编译hello.c时没用使用IMX6ULL的编译工具链，而是使用的gcc编译工具链。因此在Ubuntu编译代码时需要用IMX6ULL的编译工具链：