树莓派交叉编译

一、交叉编译的认知

[1.1 本地编译：](#1.1 本地编译：)

[1.2 交叉编译是什么：](#1.2 交叉编译是什么：)

[1.3 为什么要交叉编译：](#1.3 为什么要交叉编译：)

[1.4 什么是宿主机？什么是目标机？](#1.4 什么是宿主机？什么是目标机？)

[1.5 如何进行交叉编译：](#1.5 如何进行交叉编译：)

二、交叉编译工具链的安装

[2.1 下载交叉编译工具：](#2.1 下载交叉编译工具：)

[2.2 将交叉编译工具链添加到环境变量：](#2.2 将交叉编译工具链添加到环境变量：)

[2.2.1 临时有效的添加环境变量：](#2.2.1 临时有效的添加环境变量：)

[2.2.2 永久有效的添加环境变量：](#2.2.2 永久有效的添加环境变量：)

三、交叉编译实战

[3.1 交叉编译实战（一）：](#3.1 交叉编译实战（一）：)

[3.2 交叉编译实战（二）：](#3.2 交叉编译实战（二）：)

四、带WiringPi库的交叉编译实战

[4.1 交叉编译WiringPi库：](#4.1 交叉编译WiringPi库：)

[4.2 把树莓派的WiringPi库拿来](#4.2 把树莓派的WiringPi库拿来)

[4.2.1 将树莓派的libwiringPi.so.2.52上传到虚拟机：](#4.2.1 将树莓派的libwiringPi.so.2.52上传到虚拟机：)

[4.2.2 创建软链接：](#4.2.2 创建软链接：)

[4.2.3 交叉编译：](#4.2.3 交叉编译：)

一、交叉编译的认知

编译是指将源代码文件（如C/C++文件）经过预处理、编译、汇编和链接等步骤，转换为可执行文件的过程 。将源代码转换成机器代码的过程称为编译（Compile），编译的工作需要编译器（Complier）来完成。

1.1 本地编译：

本地编译是指在当前的编译平台上，生成能在当前平台上运行的可执行文件。

例如，在x86平台上，使用 x86平台上的工具，开发针对x86平台本身的可执行程序，这个编译过程称为本地编译。以一个简单的例子来说明本地编译，假设有一个hello.c文件，它包含以下内容：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>

int main()
{
	printf("Hello World\n");
	return 0;
}

我们想要在x86平台上进行本地编译，并在x86平台上运行这个程序。可以使用以下命令：

cpp 复制代码

gcc hello.c -o hello

1.2 交叉编译是什么：

**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。**例如：

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

1.3 为什么要交叉编译：

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
树莓派比C51内存大的多，是不是就不需要交叉编译了？错，也要！树莓派有时又是因为目的平台还没有建立，连操作系统都没有，根本谈不上运行什么编译器。操作系统也是代码，也要编译！ 因为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

1.4 什么是宿主机？什么是目标机？

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。
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。

1.5 如何进行交叉编译：

交叉编译需要用到工具，一般称作为：交叉编译器 或者交叉编译工具链。

二、交叉编译工具链的安装

2.1 下载交叉编译工具：

我们交叉编译工具链的安装应该是在宿主机上，也就是我们的Linux虚拟机，在宿主机上编译出能在树莓派ARM平台上运行的程序
树莓派交叉编译工具链下载地址：[GitHub - raspberrypi/tools](https://github.com/raspberrypi/tools)

cpp 复制代码

https://github.com/raspberrypi/tools

然后把我们下载下来的压缩文件通过FileZilla上传到我们的虚拟机上面：

然后使用下面指令解压：

cpp 复制代码

unzip tools-master.zip

解压之后我们进入下面这个路径下：

进入到该路径后我们可以看到：arm-linux-gnueabihf-gcc 这个软链接是指向arm-linux-gnueabihf-gcc-4.8.3的，软链接是不占内存的，作用就是指向真正的可执行程序，在使用中就可以使用软链接的名字来调用真正的可执行程序。

所以arm-linux-gnueabihf-gcc就是我们树莓派的交叉编译工具链，使用和gcc是一样的，比如：XXX.c,编译的语句是：

cpp 复制代码

./arm-linux-gnueabihf-gcc XXX.c 	//只不过把"gcc"替换成了"./arm-linux-gnueabihf-gcc"

2.2 将交叉编译工具链添加到环境变量：

现在我们已经拥有了交叉编译工具链，我们知道我们的交叉编译工具链在下面这个路径下：

cpp 复制代码

/home/shiyahao/lessonPi/tools-master/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian-x64/bin

我们在编译的时候还要将这么长的路径加到我们交叉编译之前，就会让我们的编译变得非常的繁琐和麻烦，我希望我们在使用这个交叉编译工具链的时候可以像gcc那样，不管在什么路径下都可以编译，这样就得配置环境变量了

2.2.1 临时有效的添加环境变量：

临时的添加环境变量，其实在前几节学习动态库的制作时就有提到过，那就是使用export ，临时的意思就是"仅在添加完环境变量后的当前窗口有效"，也就是说如果再开一个窗口就又识别不到新添加的环境变量了。

使用下面指令查看当前的环境变量：

cpp 复制代码

echo $PATH

这一长串中：前面的**/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games: 是不变的**，然后使用下面指令来添加我们新的环境变量：

cpp 复制代码

export PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:想要添加的路径

cpp 复制代码

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

运行之后我们退回到根目录下，也就是**/home/shiyahao**下，然后输入下面指令：

cpp 复制代码

arm-linux-gnueabihf-gcc-4.8.3 -v		//-v查看编译信息

我们可以看到在其他路径下我们可以暂时使用交叉编译器了 ，此时我们新开一个终端窗口，再次输入arm-linux-gnueabihf-gcc -v就无法识别了，所以这个环境变量只能临时有效。

2.2.2 永久有效的添加环境变量：

临时有效虽然一句命令就能搞定，但是有风险，因为终端随时可能关闭，然后添加的临时环境变量就失效了，所以还是学习一下如何一劳永逸的修改环境变量：

修改工作目录下的 .bashrc 隐藏文件（该文件用于配置命令终端的）

cpp 复制代码

vi /home/shiyahao/.bashrc

然后在文件的末尾添加我们的交叉编译工具链的路径：

其实，bashrc隐藏文件 就是一个脚本，永久有效的核心思路就是通过脚本自动运行export，和动态库写脚本写export的思路是一样的。

然后运行下面指令，用于加载配置文件，生效配置：

cpp 复制代码

source /home/shiyahao/.bashrc

此时我们再开一个新的终端，并运行arm-linux-gnueabihf-gcc-4.8.3 -v：

可见，这样就永久有效的将交叉编译器的目录添加到了环境变量中去了！

三、交叉编译实战

3.1 交叉编译实战（一）：

现在在我们的宿主机的根目录下有一个hello.c文件，我们通过gcc编译器编译出可以在本机X86平台上运行的程序，我们可以通过下面指令查看：

cpp 复制代码

file 程序名

我们可以看到这个程序只能在X86-64平台上运行，是不能在我们的树莓派ARM平台上运行的，我们想要在我们的树莓派ARM平台上运行，我们就得用基于树莓派ARM平台的交叉编译器来编译（arm-linux-gnueabihf-gcc-4.8.3）

我们看到编译出来的程序是在ARM平台上运行的，我们把它拷贝到树莓派上，指令如下：

cpp 复制代码

scp hello_2 pi@192.168.31.123:/home/pi

可以看到我们交叉编译的程序成功在树莓派上运行

3.2 交叉编译实战（二）：

现在我们尝试把我们之前的FTP云盘项目中的客户端交叉编译到我们的树莓派上运行，我们的虚拟机运行服务器程序，让宿主机和树莓派实现FTP通信。
这是我们之前的FTP云盘的项目：

[Linux系统编程项目------FTP网盘](https://blog.csdn.net/weixin_54859557/article/details/139939604?spm=1001.2014.3001.5502)

cpp 复制代码

arm-linux-gnueabihf-gcc-4.8.3 clientFTP.c -o RaspberryclientFTP		//交叉编译FTP客户端代码
file RaspberryclientFTP												//产看文件属性
scp RaspberryclientFTP pi@192.168.31.123:/home/pi					//将我们交叉编译出来的程序上传到树莓派

可以看到我们成功的交叉编译了FTP的客户端程序，并成功在树莓派上运行，实现了宿主机和树莓派之间的FTP通信

四、带WiringPi库的交叉编译实战

在之前的交叉编译实战中，成功的将Ubuntu虚拟机上面的代码交叉编译成了能够在树莓派上运行的程序，但是之前的交叉编译代码不需要链接库，如果代码包含了WiringPi库或者线程库，那么在gcc编译时就需要链接库，对于这种需要链库的C代码进行交叉编译不能直接无脑的在"arm-linux-gnueabihf-gcc XXX.c"后加上"-lwiringPi"，其原因是库文件也是当前平台下的文件，并不能被树莓派平台所识别！

首先先将我们的WiringPi库上传或者下载到我们的根目录（home/CLC）下：

然后进入这个文件夹后，运行build安装：

在**/usr/local/lib/**路径下就可以看到这个wiringPi的动态库：

通过file指令查看文件属性：

可以看到这个动态库只能在当前平台（X86-64）上运行，是不能在我们的ARM树莓派平台上运行的，所以我们这里有两种方法：

4.1 交叉编译WiringPi库：

既然这个库文件无法被树莓派平台识别，那就先交叉编译库文件，再链库并交叉编译代码，但是对于动态库的交叉编译和之前的方法可能不同，所以这种方法暂时不展开。

4.2 把树莓派的WiringPi库拿来

4.2.1 将树莓派的libwiringPi.so.2.52上传到虚拟机：

直接把树莓派上面使用的WiringPi拿过来也可以解决我们的问题：

cpp 复制代码

cd /usr/lib		//进入树莓派/usr/lib目录下
ls				//查看当前目录下的文件

然后通过file指令查看该文件的属性：

然后通过下面指令发送到我们的虚拟机上面：

cpp 复制代码

scp /usr/lib/libwiringPi.so.2.52 CLC@192.168.31.90:/home/CLC/lessonPi

4.2.2 创建软链接：

参考文章：Linux创建连接命令 ln -s创建软连接 - 张娜nana - 博客园 (cnblogs.com)

软链接的概念：

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。
你选定的位置上生成一个文件的镜像，不会占用磁盘空间

硬链接的概念：

它会在你选定的位置上生成一个和源文件大小相同的文件

硬链接如何生成：

cpp 复制代码

ln libwiringPi.so.2.52 libwiringPi.so

软链接如何生成：

cpp 复制代码

ln -s libwiringPi.so.2.52 libwiringPi.so 
指令 参数   要被链接的文件    软链接文件名字

然后再通过file命令查看一下虚拟机的libwiringPi.so.2.52的文件属性：

确实是树莓派ARM平台上的WiringPi动态库

4.2.3 交叉编译：

现在有了树莓派ARM平台上的WiringPi库，可以尝试交叉编译带有WiringPi库的C代码了，比如下面这个代码：

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>
 
#define BEEP 7
 
int main (void)
{
 
	wiringPiSetup () ; //初始化wiringPi库
 
	pinMode (BEEP, OUTPUT); //配置输入输出模式
 
	while(1){
		digitalWrite (BEEP, LOW) ;	//蜂鸣器响
		delay (1000) ;		// mS
 
		digitalWrite (BEEP, HIGH) ;	//蜂鸣器不响
		delay (1000) ;
	}
 
	return 0;
}

然后使用下面指令进行交叉编译：

cpp 复制代码

arm-linux-gnueabihf-gcc beep.c -L ./ -lwiringPi -I /home/CLC/WiringPi/wiringPi -o BEEP

使用"-L "：指定动态库的优先查找目录为当前目录
使用"-I"（大写i）：指定头文件的优先查找目录为/home/mjm/WiringPi/wiringPi

我们在编译的时候出错了，然后重新向虚拟机导入版本2.50的wiringPi动态库，然后重新生成软链接，然后在编译就OK了

使用下面指令将交叉编译出来的BEEP程序上传到树莓派：

cpp 复制代码

scp BEEP pi@192.168.31.123:/home/pi/waishe

然后在树莓派上成功运行，蜂鸣器开始了滴滴声