前言

文章基于HD-IMX6ULL-MB 系列開(kāi)發(fā)板測(cè)試驗(yàn)證，該開(kāi)發(fā)板由武漢芯路遙科技有限公司與武漢萬(wàn)象奧科電子有限公司合作推出。此開(kāi)發(fā)板基于 NXP iMX6ULL 系列 Cortex-A7 高性能處理器設(shè)計(jì)，適用于快速開(kāi)發(fā)一系列具有創(chuàng)新性的產(chǎn)品如人機(jī)界面工業(yè) 4.0 掃描儀、車載終端以及便攜式醫(yī)療設(shè)備。

1. Buildroot制作交叉編譯器

在前面我們提到，如果想要自己制作交叉編譯器的話，通常會(huì)用到兩個(gè)工具，分別是 crosstool-NG 和Buildroot 。但需要了解的是制作交叉編譯器只是嵌入式開(kāi)發(fā)的第一步，后面我們還需要使用交叉編譯器來(lái)移植 bootloader、linux kernel 以及制作根文件系統(tǒng) rootfs，之后還會(huì)用它來(lái)交叉編譯各種所需要的應(yīng)用程序。其中 crosstool-NG 只是制作了一個(gè)交叉編譯器，而如果你希望一鍵完成這所有的事情， 則可以使用 Buildroot 。

如果你是一個(gè)嵌入式軟件工程師，那你有必要要知道buildroot是什么。buildroot這個(gè)工具除了可以制 作交叉編譯器以外，還提供了一種更加高效的管理方法，它把bootloader，linux，應(yīng)用程序和rootfs集 成在一起，可以非常方便的去定制，管理，編譯和組裝一個(gè)自己需要的，針對(duì)自己的設(shè)備的一個(gè)完整的 軟件系統(tǒng)，這樣我們可以利用buildroot針對(duì)自己的嵌入式設(shè)備開(kāi)發(fā)完整的BSP和SDK。

接下來(lái)我們將介紹如何使用 buildroot 來(lái)制作交叉編譯器，同時(shí)生成一個(gè)開(kāi)發(fā)板可以使用的根文件系統(tǒng)。需要注意的是，因?yàn)?Linux 內(nèi)核 和 u-boot 今后需要自己針對(duì)開(kāi)發(fā)板做移植修改，所以這里將不編譯 Linux內(nèi)核 和 u-boot 程序。

1.1Buildroot 介紹

Buildroot 官網(wǎng)首頁(yè)對(duì)buildroot的定義，和特點(diǎn)有非常明確的介紹： h ttps://buildroot.org/ 。

buildroot的宗旨為了讓嵌入式linux開(kāi)發(fā)更容易;

管理一切！為嵌入式設(shè)備生成交叉編譯工具鏈，文件系統(tǒng)，交叉編譯bootloader和kernel image；

易用！所有配置通過(guò)像linux一樣的menuconfig，gconfig和xconfig；

支持豐富的package資源，構(gòu)建你需要的rootfs；

這里，我們從Buildroot的官方下載地址下載當(dāng)前的最新長(zhǎng)期支持版本 buildroot-2021.02.7 并解壓縮。

整個(gè)Buildroot是由Makefile(*.mk)腳本和Kconfig(Config.in)配置文件構(gòu)成的，因此可以像配置Linux內(nèi) 核一樣執(zhí)行make menuconfig進(jìn)行配置，編譯出一個(gè)完整的、可以直接燒寫到機(jī)器上運(yùn)行的Linux系統(tǒng)文件(包含bootloader、kernel、rootfs以及rootfs中的各種庫(kù)和應(yīng)用程序)。而構(gòu)建開(kāi)源軟件包的流程， 工作流大致如下：

獲?。韩@取源代碼解壓：解壓源代碼

補(bǔ)丁：針對(duì)缺陷修復(fù)和增加的功能應(yīng)用補(bǔ)丁配置：根據(jù)環(huán)境準(zhǔn)備構(gòu)建過(guò)程

安裝：復(fù)制二進(jìn)制和輔助文件到它們的目標(biāo)目錄

打包：為在其它系統(tǒng)上安裝而打包二進(jìn)制和輔助文件

構(gòu)建每個(gè)軟件包的工作流幾乎是相同的，Buildroot主要就是把這些重復(fù)操作自動(dòng)化，用戶只需勾選上所 需軟件包，便自動(dòng)完成以上所有操作。其次，U-boot、Linux Kernel的編譯工作流的差不多，只是配置的自定義參數(shù)更多，在Buildroot設(shè)置好了，也就一并生成。

1.2Buildroot 配置

在 buildroot 源碼路徑下，有很多參考的示例配置，其中就包含有 imx6ullevk 的參考配置。我們沒(méi)有必要所有的選項(xiàng)都自己從0開(kāi)始配置，接下來(lái)我們將在它的基礎(chǔ)上來(lái)修改。

如果是使用 SecureCRT 遠(yuǎn)程登錄到Linux服務(wù)器上操作的話，需要 export TERM=vt100 命令配置TERM 環(huán)境變量，否則接下來(lái)的配置可能不能輸入。接下來(lái)再執(zhí)行 make menuconfig 對(duì)交叉編譯器制作進(jìn)行配置。

下面是 Buildroot 的配置界面，接下來(lái)我們將對(duì)齊進(jìn)行配置。在配置的過(guò)程中：

使用 上、下鍵 選擇菜單;

使用 Tab鍵 選擇底行的 或 < Exit> ;在某個(gè)選項(xiàng)上按 h 可以參考該選項(xiàng)的配置幫助信息；使用 空格 選擇或使能某個(gè)選項(xiàng)， 也可以使用 y 或 n 使能或取消該選項(xiàng)； 如果是需要輸入配置的選項(xiàng)，按 回車 進(jìn)入輸入；在 Target options 選項(xiàng)中 ，這里配置了交叉編譯器的體系架構(gòu)信息。因?yàn)槲覀兊拈_(kāi)發(fā)板所有的處理器i.MX6ULL 是采樣 Cortex-A7架構(gòu)，帶有 NEON 浮點(diǎn)運(yùn)算，所以這里做如下的默認(rèn)配置。在 Build options 選項(xiàng)中 ，這里主要修改一下：($(TOPDIR)/tarballs) Download dir 修改指定源碼包的下載路徑；(/opt/buildroot/cortexA7) Host dir 修改指定交叉編譯器的安裝路徑；libraries (both static and shared) 這里修改選擇使能靜態(tài)庫(kù)，今后編譯程序或?qū)W習(xí)過(guò)程中可能需要。在 Toolchain 選項(xiàng)中，這里做如下修改：C library 選擇使用 (glibc);Kernel Headers 選擇 (Linux 5.10.x kernel headers);[*] Enable C++ support 該選項(xiàng)選擇支持 C++編譯器，如果想支持其它的語(yǔ)言(Fortran、Dlanguage)也可以選擇；這里的gcc、binutils的版本使用默認(rèn)的版本System configuration 選項(xiàng)中配置了根文件系統(tǒng)的相關(guān)信息，我們做如下修改：(imx6ull) System hostname 設(shè)置開(kāi)發(fā)板的主機(jī)名，保存在根文件系統(tǒng)樹(shù) /etc/hostname 文件中；(Welcome to LingYun iMX6ULL Board, default password '12345'.) System banner 設(shè)置開(kāi)機(jī)提示信息，保存到根文件系統(tǒng)樹(shù) /etc/issue 文件中；/dev management (Dynamic using devtmpfs + mdev) 這里設(shè)置設(shè)備管理的默認(rèn)程序，這里使用的是 busybox 里提供的mdev，也可以選擇 udev;(12345) Root password 設(shè)置開(kāi)發(fā)板登錄時(shí)的 root 賬號(hào)默認(rèn)密碼為 12345;移除 Custom scripts to run after creating filesystem images 里設(shè)置的腳本，我們不需要；Kernel 選項(xiàng)主要是Linux內(nèi)核的編譯配置，今后我們將會(huì)自己移植并編譯Linux內(nèi)核，所以這里不要選擇。Target packages 選項(xiàng)這里有大量的應(yīng)用程序或開(kāi)源庫(kù)編譯選項(xiàng)，如果想制作到根文件系統(tǒng)樹(shù)中的話， 這里可以做相應(yīng)的選擇。下面是一些建議可以選擇的軟件包：Filesystem images 選項(xiàng)指定生成根文件系統(tǒng)鏡像的類型，因?yàn)槲覀儗?lái)將會(huì)自己制作系統(tǒng)鏡像，所以這里不需要生成。只需要將根文件系統(tǒng)樹(shù)打包并使用 bzip2 壓縮即可。Bootloaders 選項(xiàng)主要是u-boot的編譯配置，今后我們將會(huì)自己移植并編譯U-boot，所以這里不要選擇。Host utilities 是在編譯 Buildroot 過(guò)程中，X86主機(jī)上所依賴的一些工具?？梢赃M(jìn)去把一些能取消的都取消，從而節(jié)省編譯時(shí)間；Legacy config options 是一些過(guò)期作廢的軟件包，一般都不需要；配置完成之后，選擇 < Exit > 退出并保存該配置，這些配置將會(huì)保存在當(dāng)前路徑下的 .config 隱藏文件里。之后的編譯過(guò)程將根據(jù)這里面的配置，選擇下載、編譯相關(guān)程序或代碼。1.3Buildroot 編譯首先創(chuàng)建交叉編譯器的安裝路徑，注意制作交叉編譯器別用 root 賬號(hào)來(lái)完成，否則小心破壞自己的Linux系統(tǒng)。接下來(lái)我們就開(kāi)始交叉編譯的編譯制作過(guò)程，這個(gè)過(guò)程的時(shí)間依賴PC的性能和所選擇的選項(xiàng)多少。我的Linux服務(wù)器處理器是Intel(R) Xeon(R) CPU E31235 @ 3.20GHz，4核8線程，所以我這里使用 make -j8命令用8個(gè)進(jìn)程同時(shí)編譯。編譯成功完成之后，輸出如下：編譯過(guò)程中 下載的源碼包 將會(huì)放到 tarballs 文件夾下：編譯生成的 根文件系統(tǒng)樹(shù) 將會(huì)放到 output/images/ 文件夾下：編譯生成的 交叉編譯器 將會(huì)放到 /opt/buildroot/cortexA7 路徑下：我們可以使用下面命令查看制作好的交叉編譯器相關(guān)版本信息：1.4 Buildroot 測(cè)試接下來(lái)我們使用制作好的交叉編譯器，交叉編譯之前寫好的 hello.c 測(cè)試程序，并放到 ARM 開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行測(cè)試。需要注意的是因?yàn)樾轮谱鞯慕徊婢幾g器跟開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行的C運(yùn)行庫(kù)版本不一致，這里必須加上 -static 進(jìn)行靜態(tài)鏈接，這樣編譯生成的程序才能在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行。ARM 開(kāi)發(fā)板上下載運(yùn)行測(cè)試：版權(quán)聲明本文檔所有內(nèi)容文字資料由凌云實(shí)驗(yàn)室郭工編著，主要用于凌云嵌入式Linux教學(xué)內(nèi)部使用，版權(quán)歸屬作 者個(gè)人所有。任何媒體、網(wǎng)站、或個(gè)人未經(jīng)本人協(xié)議授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)帖或以其他方式復(fù)制發(fā)布/ 發(fā)表。已經(jīng)授權(quán)的媒體、網(wǎng)站，在下載使用時(shí)必須注明來(lái)源，違者本人將依法追究責(zé)任。Copyright (C) 2021 凌云物網(wǎng)智科實(shí)驗(yàn)室·郭工