Cygwin环境下构建arm-linux-gcc-4.5.0交叉编译工具链

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Cygwin环境下构建arm-linux-gcc-4.5.0交叉工具链

发布日期：2011-05-02

1引言

交叉编译工具链作为嵌入式Linux开发的基础，直接影响到嵌入式开发的项目进度和完成质量。由于目前大多数开发人员使用Windows作为嵌入式开发的宿主机，在Windows中通过安装VMware等虚拟机软件来进行嵌入式Linux开发，这样对宿主机的性能要求极高。Cygwin直接作为Windows下的软件完全能满足嵌入式Linux的开发工作，对硬件的要求低及方便快捷的特点成为嵌入式开发的最佳选择。

目前网络上Cygwin下直接可用的交叉编译器寥寥无几且版本都比较低，不能满足开源软件对编译器版本依赖性的要求(如低版本工具链编译U-Boot出现软浮点问题等);Crosstool等交叉工具链制作工具也是更新跟不上自由软件版本的进度;同时系统介绍Cygwin下制作交叉编译器方面的资料很少。针对上述情况，基于最新版gcc等自由软件构建Cygwin下的交叉编译器显得尤为迫切和重要。

2构建前准备工作

首先Cygwin下必须保证基本工具比如make}gcc等来构建bootstrap-gcc编译器，这可以在安装Cygwin时选择安装。参照gcc等安装说明文档来在Cygwin下查看是否已经安装，如输入gcc --v等。

2.1源码下载

gcc-4.5.0的编译需mpc的支持，而mpc又依赖gmp和mpfr库。从各个项目官方网站上下载的最新的源码:

binutils-2.20. l .tar.bz2

gmp-S.O. l .tar.bz2

mpc-0.8.2.tar.gz

mpfr-3.O.O.tar.bz2

gcc-4.S.O.tar.bz2

linux-2.6.34.tar.bz2

glibc-2.11.2.tar.bz2

glibc-ports-2. l l .tar.bz2

gdb-7. l.tar.bz2

2.2设置环境变量

HOST:工具链要运行的目标机器;BUILD:用来建立工具链的机器;TARGET工具链编译产生的二进制代码可以运行的机器。

BUILD=i686-pc-cygwin

HOST=i686-pc-cygwin TARGET=arm-linux

SYSROOT指定根目录，$PREFIX指定安装目录。目标系统的头文件、库文件、运行时对象都将被限定在其中，这在交叉编译中有时很重要，可以防止使用宿主机的头文件和库文件。本文首选$SYSROOT为安装目录，$PREFIX主要作为glibc库安装目录。

SYSROOT=/cross-root

PREFIX=/cross-root/arm-linux

由于GCC-4.5.0需要mpfr,gmp,mpc的支持，而这三个库又不需要交叉编译，仅仅是在编译交叉编译链时使用，所以放在一个临时的目录。

TEMP_PREFIX=/build-temp

控制某些程序的本地化的环境变量:

LC ALL=POSIX

设置环境变量:

PATH=$SYSROOT/bin:儿in:/usr/bin

设置编译时的线程数f31减少编译时间:

PROCS=2

定义各个软件版本:

BINUTILS V=2.20.1

GCC V=4.5.0

GMP V=5.0.1

MPFR V=3.0.0

MPC V二0.8.2

LINUX V二2.6.34

GLIBC V=2.11.2

GLIBC-PORTS V=2.11

GDB V=7.1

3构建过程详解

鉴于手工编译费时费力，统一把构建过程写到Makefile脚本文件中，把其同源码包放在同一目录下，执行make或顺次执行每个命令即可进行无人值守的编译安装交叉工具

链。以下主要以Makefile执行过程为主线进行讲解。

3.1执行“make”命令实现全速运行

可在Cygwin的Shell环境下执行“make>make.log 2>&1”命令把编译过程及出现的错误都输出到make.log中，便于查找:

all:prerequest install-deps install-cross-stage-one install-

cross-stage-two

3.2预处理操作

"make prerequest'，命令实现单步执行的第一步，实现输出变量、建立目录及解压源码包等操作。0'set十h”关闭bash的Hash功能，使要运行程序的时候，shell将总是搜索PATH里的目录[4]。这样新工具一旦编译好，shell就可以在$(SYSROOT)/bin目录里找到: prerequest:

set +h&&mkdir -p $(SYSROOT)/bin&&

mkdir -p $(PREFIX)/include&&

mkdir -p $(TEMP一REFIX)&&

export PATH LCes ALL&&

tar -xvf gmp-$(GMP_V).tar.bz2&&

tar -xvf mpfr-$(MPFR_V).tar.bz2&&

tar -xvf mpc-$(MPC_V).tar.gz&&

tar -xvf binutils-$(BINUTILS_V).tar.bz2&&

tar -xvf gcc-$(GCC_V).tar.bz2&&

tar -xvf linux-$(LINUX_V).tar.bz2&&

tar -xvf glibc-$(GLIBC_V).tar.bz2&&

tar -xvf glibc-ports-$(GLIBC-PORTS_V).tar.bz2&&

my glibc-ports-$(GLIBC-PORTS_V)

glibc-$(GLIBC_V)/ports&&

tar -xvf gdb-$(GDB V).tar.bz2

3.3非交叉编译安装gcc支持包mpc

00make install-deps”命令实现单步执行的第二步，实现mpc本地编译，mpc依赖于gmp和mpfr

install-deps:gmp mpfr mpc

gmp:gmp-$(GMP_V)

mkdir -p build/gmp&&cd build/gmp&&

../../gmp-*/configure

--disable-shared --prefix=$(TEMP_PREFIX)&&

$(MAKE)一$(PROCS)&&$(MAKE) install

mpfr:mpfr-$(MPFR_V)

mkdir -p b-uild/mpfr&&cd build/mpfr&&

../..//mpfr-*/configure

LDF'LAGS="-Wl,-search_paths_first”--disable-shared

--with-gmp=$(TEMP_PREFIX)

--prefix=$(TEMP_PREFIX)&&

$(MAKE)一$(PROCS) all&&$(MAKE) install

mpc: mpc-$(MPC_V) gmp mpfr

mkdir -p build/mpc&&cd build/mpc&&

../../mpc-*/configure

--with-mpfr=$(TEMP PREFIX)

--with-gmp=$(TEMP_PREFIX)

--prefix=$(TEMP_PREFIX)&&

$(MAKE)一$(PROCS)&&$(MAKE) install

3.4交叉编译第一阶段

"make install-cross-stage-one'，命令实现单步执行的第三步，编译安装binutils,bootstrap-gcc和获取Linux内核头文件:

install-cross-stage-one:cross-binutils cross-gcc get-kernel-headers

编译安装binutils

cross-binutils: binutils-$(BINUTILS_ V)

mkdir -p build/binutils&&cd build/binutils&&

../..//binutils-*/configure --prefix=$(SYSROOT)

--target=$(TARGET)--disable-nls&&

$(MAKE)j$(PROCS)&&$(MAKE) install

编译安装bootstrap-gcc。使用一disable-shared参数的意思是不编译和安装libgcc_ eh.a文件。glibc软件包依赖这个库，因为它使用其内部的一lgcc_eh来创建系统[6]。这种依赖

性，可通过建立一个指向libgcc.a符号链接得到满足，因为该文件最终将含有通常在libgcc- eh.a中的对象(也可通过补丁文件实现)。

cross-gcc:gcc-$(GCC_V)

mkdir -p build/gcc&&cd build/gcc&&

二//gcc-*/configure

--target=$(TARGET)--prefix=$(SYSROOT)

--disable-nls --disable-shared --disable-multilib

--disable-decimal-float--disable-threads

--disable-libmudflap --disable-libssp

--disable-libgomp --enable-languages=c

--with-gmp=$(TEMP_PREFIX)

--with-mpfr=$(TEMP_PREFIX)

--with-mpc=$(TEMP_PREFIX)&&

$(MAKE) -j$(PROCS)&&$(MAICE) install&&

In -vs libgcc.a'arm-linux-gcc -print-libgcc-file-name I

sed's/libgcc/& eh/'}

获取Linux内核头文件:

get-kernel-headersainux-$(LINUX_V)

cd linux-$(LINUX_V)&&

$(MAICE) mrproper&&$(MAKE) headers check&&

$(MAKE) ARCH=arm&&

INSTALLes HDR_ PATH=dest headers_ install&&

find dest/include

(-name .install一。-name ..install.cmd)-delete&&

cp -rv desdinclude/* $(PREFIX)/include

3.5交叉编译第二阶段

编译安装glibc、重新编译安装binutils、完整编译安装gcc和编译安装gdb o "make install-cross-stage-two'，命令实现单步执行的第四步: install-cross-stage-two:cross-glibc cross-rebinutils cross-g++ cross-gdb

编译安装glibca glib。的安装路径特意选为$(PREFIX)，与gcc更好找到动态链接库也有关系，选在$(SYSROOT)提示找不到crti.o; glibc已经不再支持i386; glibc对ARM等的处理器的支持主要通过glibc-ports包来实现;正确认识大小写敏感(Case Sensitive)和大小写不敏感(CaseInsensitive)系统，大小写敏感问题主要影响到glibc，是交叉编译glibc成功的关键:Cygwin帮助手册中可知Cygwin是默认大小写不敏感的n}，但是UNIX系统是大小写敏感的，这也是Cygwin和UNIX类系统的一个区别。通过作者自行参考制作的glibc-2.11.2-cygwin.patch补T使glibc变为Case-Insensitive，此补丁主要是对大小写敏感问题改名来实现。

交叉编译过程中安装的链接器，在安装完Glibc以前都无法使用。也就是说这个配置的forced unwind支持测试会失败，因为它依赖运行中的链接器。设置libc_ cvforced unwind=yes这个选项是为了通知configure支持force-unwind，而不需要进行测试。libc cv_c_cleanup=yes类似的，在configure脚本中使用libc_cv_c cleanup=yes，以便配置成跳过测试而支持C语言清理处理。

cross-glibc:glibc-$(GLIBC_V)

cd glibc-$(GLIBC_V)&&

patch -Np 1 –i...//glibc-2.11.2-cygwin.patch&&

cd..&&mkdir -p build/glibc&&

cd build/glibc&&

echo"libc cv_forcedes unwind=yes">config.cache&&

echo "libc cv_c_cleanup=yes">>config.cache&&

echo "libc cv_arm_tls=yes">>config.cache&&

../../glibc-*/configure --host=$(TARGET)

--build=$(../OneScheme/glibc-2.11.2/scripts/config.guess)

--prefix=$(PREFIX)--disable-profile

--enable-add-ons --enable-kernel=2.6.22.5

--with-headers=$(PREFIX)/include

--cache-file=config.cache&&

$(MAKE)&&$(MAKE) install

重新编译安装binutils。编译之前要调整工具链，使其

指向新生成的动态连接器。

调整工具链:

SPECS=

'dirname $(arm-linux-gcc -print-libgcc-file-name)'/specs

arm-linux-gcc -dumpspecs

sed -e 's@/lib(64)\?/ld@$(PREFTX)&@g' -e ,}/}}*cPP}$/{n;s,$，-isystem $(PREFIX)/include,}"

>$SPECS

echo "New specs file is: $SPECS"

unset SPECS

测试调整后工具链:

echo 'main(川’>dummy.c

arm-linux-gcc

-B/cross-root/arm-linux/lib dummy.c

readelf -1 a.out I grep’:/cross-roobarm-linux'

调整正确的输出结果:

[Requesting program interpreter: /tools/lib/ld-linux.so.2j

一切正确后删除测试程序:

rm -v dummy.c a.out

重新编译binutils。指定--host,--build及--target，否则配置不成功，其config.guess识别能力不如gcc做的好。

cross-rebinutils: binutils-$(BINUTILS_V)

mkdir -p build/rebinutils&&

cd build/rebinutils&&CC="$(TARGET)-gcc

-B/cross-roodarm-linux/lib/"&&AR=$(TARGET)-ar&&

RANLIB=$(TARGET)-ranlib&&../..//binutils-*/configure

--host=$(HOST)--build=$(BUILD)--target=$(TARGET)

--prefix=$(SYSROOT)--disable-nls

--with-lib-path=$(PREFIX)/lib&&

$(MAKE)--$(PROCS)&&$(MAKE) install

高于4.3版的gcc把这个编译当作一个重置的编译器，并且禁止在被一prefix指定的位置搜索startfiles。因为这次不是重置的编译器，并且$(SYSROOT)目录中的startfiles对于创

建一个链接到$$(SYSROOT)目录库的工作编译器很重要，所以我们使用下面的补丁，它可以部分还原gcc的老功能tai . patch -Npl –i../gcc-4.5.0-startfiles_fix-l.patch

在正常条件下，运行gcc的fixincludes脚本，是为了修复可能损坏的头文件。它会把宿主系统中已修复的头文件安装到gcc专属头文件目录里，通过执行下面的命令，可以抑

制fixincludes脚本的运行[9](此时目录为/gcc-4.5.0)。

cp -v gcc/Makefile.in{,.orig}

sed 's@\./fixinc\.sh@-c true@'

gcc/Makefile.in.orig > gcc/Makefile.in

下面更改gcc的默认动态链接器的位置，使用已安装在/cross-root/ann-linux目录下的链接器，这样确保在gcc真实的编译过程中使用新的动态链接器。即在编译过程中创建的所有

二进制文件，都会链接到新的glibc文件

for file in

$(find gcc/config -name linux64.h-o -name linux.h –o -name sysv4.h)

do cp -uv $file{,.orig}

sed -a 's@/lib(64)?(32)?/Id@/cross-root/arm-linux&@g’-e's@/usr@/cross-rootlarm-linux@g' $file.orig>$file echo‘

#undef STANDARD INCLUDE DIR

#define STANDARD_ INCLUDE DIR "/cross-root/arm-linux/include"

#define STANDARD STARTFILE PREFIX 1 "/cross-root/arm-linux/lib"

#define STANDARD_ STARTFILE_ PREFIX_ 2””’>>$file

touch $file.orig done

完整编译安装gcc。最好通过指定--libexecdir更改libexecdir到atm-linux目录下。--with-local-prefix选项指定gcc本地包含文件的安装路径此处设为$$(PREFIX)，安装后就会在内核头文件的路径下。路径前指定$(Pwd)则以当前路径为基点，不指定则默认以/home路径为基点，这点要注意。