製作mipsel-linux交叉編譯工具

1 前言
    在嵌入式開發中，MIPs處理器是常見的幾中處理器類型之一。另一方面，Linux是開源軟體，應用範圍很廣， 因其對包括MIPS在內的多種嵌入式處理器架構的良好支援. 因此在嵌入式應用也.也大量採用Linux。在嵌入式開發過程中，很容易獲得運行於x86架構PC上的Linux，並可使用其上的豐富的工具。gcc是Linux中一個很著名的C編譯器，在編譯Linux核心時，就要用到gcc。在PC機的Linux系統中用自身的gcc重新編譯Linux核心和其它應用是容易。而嵌入式應用是要求在MIPs架構的平台上布署Linux系統和其上的應用，但在開發的過程中.獲得運行於MIPS架構的Linux系統的開發環境幾乎是不可能的。
    因此，就提出了交叉編譯(cross-compile)的概念.也就是說要在運行於x86架構PC的Linux系統中編譯出能在MIPS架構的平台上啟動並執行Linux核心和其上的應用。這樣，就可以用PC較強的運算能力，和其Linux系統中的工具完成軟體的編寫、編譯甚至是調試。在下面的章節中.將介紹交叉編譯工具鏈的一般製作過程和mipsel-linux的具體製作步驟。

2 構造系統介紹
    這是一台運行Linux的PC，因整個過程要完成大量的編譯工作，因此推薦使用有較高運算能力的x86相容PC.如Intel的P4系統。同時，編譯過程會需要1G左右的硬碟空間。
    在這個系統上裝好RedHat Linux和gcc，以下是實驗所用的構造系統的版本資訊.供參考:
$uname -a
Linux www.biforee 2.4.20-8 #1 Thu Mar 13 17:54:28 EST
2003 i686 i686 i386 GNU/Lnux
$gcc -v
Reading specs from /usr/lib/gcc -lib/i386 -redhat -linux/3.2.2/
specs
Configured with: ../configure --prefix=/usr  --mandir=/usr/share/
man --infodir=/usr/share/info --enable -shared --enable -threads=
posix --disable -checking --with -system -zlib --enable -_cxa_a-
texit --host=i386-redhat-linux
Thread model:posix
gcc version 3.2.2 20030222 (Red Hat Linux 3.2.2-5)
可以看出，所用的RedHat Linux版本是2.4.20，gcc的版本是3.2.2。

3 構造中會用到的原始碼準備
    在構造過程中，需要準備以下源碼供使用:
(1)binutils-2.13:是ftp://ftp.gnu.org/gnu/binutils/binutils-2.13.tar.gz
(2)gcc-3-2:是ftp://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-3.2.tar.gz
(3)glibc-2.2.5:是ftp://ftp.gnu.org/gnu/glibc/glibc-2.2.5.tar.gz
(4)glibc-linuxthreads-2.2.5:這是個glibc的補丁是
ftp://ftp.gnu.org/gnu/glibc/glibc-linuxthreads-2.2.5.tar.gz
(5)glibc-2.2.5-mips-build-gmon.diff:這是另一個glibc的補丁
是http://www.ltc.com/~brad/mips/glibc-2.2.5-mips-build-gmon.diff
(6)linux-2.4.tar.gz:linux核的源碼包.可從網站http://www.linux.org/上下載。用root使用者登到Linux系統中.建立工作目錄/home/crosstool/tmp.並將上述檔案放到這個目錄中備用。

4 Linux標頭檔準備
    這些標頭檔在編譯gcc時要用到，正確構造這些檔案，很重要。
a)將HOST的Linux的/usr/include拷貝過來
cp -r /usr/include /home/crosstool/tmp/
b)去除其中的兩個目錄
rm -r -f /home/crosstool/tmp/include/asm
rm -r -f /home/crosstool/tmp/include/linux
c)解開linux源碼包
cd/home/crosstool/tmp
tar xvfz ../linux2.4.tar.gz
d)按Target要求完成核心配置.主要是選擇正確的CPU類型和核心組件.使這個核心的配置涵蓋目標系統的要求。
cd/home/crosstool/tmp/linux
make clean
make menuconfig
……
. 參照有關Linux核心配置的說明完成正確的配置過程。
make dep
e)將配置好的核心的兩個目錄取出
cp -dR include/linux/home/crosstool/tmp/include/
cp -dR include/asm-mips /home/crosstool/tmp/include/asm
至此，標頭檔已準備好了，可用以下命令查看:
ls /home/crosstool/tmp/include

5 編譯binutils
    這裡產生一些binary格式的處理工具，如mipsel-linux-ld、mipsel-linux-objdump等。
(a)解壓縮，得到原始碼
cd /home/crosstool/tmp
tar xvfz ../binutils-2.13.tar.gz
(b)完成配置和編譯。configure會在/home/crosstool/tmp/binutils-2.13/mipsel-linux/目錄下產生正確的Makefile；--prefix指出安裝binutils的目錄首碼，也是這些工具工作時的工作路徑首碼；--target指出這些工具服務的目標系統。
cd /home/crosstool/tmp/binutils-2.1 3
mkdir mipsel-linux
cd mipsel-linux
../configure 
--prefix=/usr/locallcross-gcc/mipsel-linux 
--target=mipsel-linux
make
make install
    完成安裝後，在/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/bin目錄下得到一組工具.其中就有mipsel-linux-ld，執行/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/bin/mipsel-linux-ld -verbose，從輸出資訊中可看到lib的位置指定SEARCH_DIR ("/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/lib");glibc產生的庫要放到這裡。
(c)輸出工作路徑，使得後繼的操作會找到該步驟建立的工具.命令如下:
PATH =/usr/local/cross -gcc/mipsel -linux/bin: $PATH;export PATH

 

6 編譯靜態gcc
    因為這時還沒有MIPS的glibc庫可以使用，只能編譯一個最簡單的gcc，用這個gcc編譯出glibc後就可以再編譯一個完整的gcc了。glibc是個共用庫，而這時的gcc不能支援glibc，因此，這個gcc也叫“靜態gcc”，從另一個角度看，這時的gcc是個簡單的gcc，是為了產生後繼的完成的gcc而做的。因此，也被稱為“自舉gcc”。
    如果只是為了編譯Linux核心代碼，完成這個步驟就可以了。
(a)解壓縮，得到原始碼。
cd /home/crosstool/tmp
tar xvfz ../gcc-3.2.tar.gz
(b)完成配置和編譯。這時，建立目錄mipsel-linux-static來進行工作。而在下面的工作中，會在同一位置建立另一個目錄，用於完整版gcc的編譯；--prefix使用和上面步驟一樣的設定，可使工具成套安裝協同工作；--disable-shared表示不能使用glibc；--with -headers是重要的，它指出編譯時間，要使用在之前準備好的標頭檔
cd gcc-3.2
mkdir mipsel-linux-tatic
cd mipsel-linux-static
../configure --target=mipsel-linux --enable-languages=c
 --prefix=/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux
 --disable-shared
 --with-headers=/home/crosstool/tmp/include
在configure過程中，可以看到輸出這樣的一條資訊:
Copying /home/crosstool/tmp/include to /usr/local/cross--gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/sys-include
表明.已將指定的標頭檔/home/crosstool/tmp/include
複製到目標位置/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/sys-include使用。這點是重要的，在後面的步驟中還要用到這個目錄。
make
make install

7 編譯glibc
    現在，用前面產生的gcc和binutils來產生能工作於目標平台MIPS的glibc庫。
(a)解壓縮，得到原始碼
cd /home/crosstool/tmp
tar xvfz ../glibc-2-2.5.tar.gz
(b)完成配置和編譯
cd glibc-2.2.5
patch-i ../../gibc-2.2.5-mips-build-gmon.diff
如果報告有檔案找不到，只要回答一下正確的檔案名稱，幫其找到。
tar -xzf ../../glibc-linuxthreads-2.2.5.tar.gz
mkdir mipsel-glibc
cd mipsel-glibc
CFLAGS="-O2 -g -finline-limit=10000"
../configure --build=i686-linux
--host=mipsel-linux
--enable-add-ons
--prefix=/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux
--build表示在i686-linux上編譯glibc；--host表示glibc是用mipsel-linux格式的;--prefix的和前面的步驟有一樣的含義。
make
make install install root=/home/crosstool/tmp/glibc-2.2.5-inst
先安裝在一個臨時的位置。再將檔案傳過去。
(c)將產生的lib傳送到指定位置
將lib傳到/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/lib
cp -r/home/crosstool/tmp/glibc-2.2.5-inst/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/lib/
/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/
這個位置就是前面談到的mipsel-linux-ld會搜尋的目錄。
(d)修改libc.so中的路徑
vi /usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/lib/libe.so 校正其中兩個檔案的路徑

GROUP (/usr/local/cross-gcc/mipsel -linux/mipsel -linux/lib/libc.so.6
/usr/local/cross -gcc/mipsel -linux/mipsel -linux/lib/libc_non-shared.a)
(e)將產生的include傳送到正確位置
將/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/mipsel-linux/sys-include改名為include
cd /usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/
mv sys-include include
將include檔案傳到/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/include
cp -r-f /home/crosstool/tmp/glibc-2.2.5-inst/usr/local/cross-
gcc/mipsel-linux/include//usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/mipsel-linux/

 

8 編譯動態gcc
    現在，所有的準備工作都完成了，可以用前面做出來的binutils、靜態gcc、glibc來產生完整的。支援共用庫的gcc了。
a)直接使用前用解壓縮過的代碼。
cd /home/crosstool/tmp/gcc-3.2
b)完成配置和編譯
mkdir mipsel-linux-share
cd mipsel-linux-share
../configure 
 --target=mipsel-linux
 --prefix=/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux
 --with-cpu=mips32
 --disable-nls
 --enable-threads=posix
 --enable-symvers=gnu
 --enable-_cxa_atexit
 --enable-languages=c,c++
 --enable-shared
 --enable-c99
 --enable-long-long
    注意，這裡使用了--enable-shared選項，表示這個gcc編譯是支援共用庫的。
make
make install

9 使用產生的交叉編譯工具鏈
    產生的交叉工具鏈的所有工作檔案在/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux目錄下，可以用它們來編譯Linux的核心和應用了。現以編譯Linux核心為例說明。在/home/crosstool/tmp/linux目錄下就有一個剛配置好的Linux核心，修改/home/crosstool/tmp/linux/Makefile， 使TOOLROOT和CROSS_COMPILE設定正確:
TOOLROOT =/usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/
CROSS_COMPILE =:$(TOOLROOT)/bin/mipsel-linux-
修改/home/crosstool/tmp/linux/arch/mips/Makefile，使tool-prefix設定正確:
tool-prefix= /usr/local/cross-gcc/mipsel-linux/bin/mipsel-linux-
回到/home/crosstool/tmp/linux
cd/home/crosstool/tmp/linux
make
成功完成編譯後，產生的Linux核心就在/home/crosstool/tmp/
linux/vmlinux檔案。