【Linux应用】交叉编译环境配置，以及最简单粗暴的环境移植（直接从目标板上复制）

文章目录

交叉编译器
含有三方库的交叉编译
直接从目标板上复制编译环境
glibc库不一致报错
- 方法1
- 方法2
附录：
- [ZERO 3烧录](#ZERO 3烧录)
- [ZERO 3串口shell](#ZERO 3串口shell)
- 外设挂载
- 连接WiFi
- SSH连接
- SSH的文件交互
- 换源

交叉编译器

由于内核架构不同指令集不同在PC（x86架构）上编译的代码无法直接在ARM上运行

为了能够在PC上编译ARM架构的可执行程序那么就需要用到交叉编译器

通常在PC的Linux平台下进行交叉编译

大多数Linux设备都为aarch内核目前大部分为64位系统所以就要安装aarch64的交叉编译器

powershell 复制代码

# 查看可以安装的版本
apt-cache search aarch64
# 选择可以安装的版本进行安装
# 此处选择gcc-5-aarch64-linux-gnu以及g++-5-aarch64-linux-gnu进行安装
sudo apt-get install gcc-5-aarch64-linux-gnu　
sudo apt-get install g++-5-aarch64-linux-gnu
# 安装依赖
sudo apt --fix-broken install
# 安装一个没有版本号的gcc和g++
sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu
sudo apt-get install g++-aarch64-linux-gnu
# 查看版本
aarch64-linux-gnu-g++ -v
aarch64-linux-gnu-gcc -v

一般来说直接运行以下即可：

powershell 复制代码

# 安装一个没有版本号的gcc和g++
sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu
sudo apt-get install g++-aarch64-linux-gnu
# 查看版本
aarch64-linux-gnu-g++ -v
aarch64-linux-gnu-gcc -v

安装后可以查看所在位置

powershell 复制代码

~$ whereis aarch64-linux-gnu-gcc
aarch64-linux-gnu-gcc: /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc /usr/share/man/man1/aarch64-linux-gnu-gcc.1.gz

当使用cmake时可以直接使用set CMAKE_C_COMPILER 和CMAKE_CXX_COMPILER 指定编译器

如：

powershell 复制代码

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
set (CMAKE_C_COMPILER "/usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc")
set (CMAKE_CXX_COMPILER "/usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++")
project(main) 
set (CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=c++11")  
set (CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -std=c99")  
set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)
include_directories (${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)
aux_source_directory(src SRC_LIST)
add_executable(main ${SRC_LIST})

含有三方库的交叉编译

配置了相关交叉编译后即可通过编译器编译出适合ARM平台运行的程序

但若需要链接一些三方库则需要另外配置编译环境

譬如链接了opencv库则就需要将opencv源码下载下来用交叉编译器编译一遍然后再编译使用该库的工程

一般需要用到cmake来编译opencv这些三方库

powershell 复制代码

sudo apt install cmake
sudo apt-get install cmake-gui

编译opencv：

powershell 复制代码

cd your opencv dir
unzip opencv-4.6.0.zip
unzip opencv_contrib-4.6.0.zip
cd opencv-4.6.0

unzip .cache.zip  #将.cache解压到opencv-4.6.0下

mkdir build
mkdir build/aarch64_1
mkdir install
mkdir install/aarch64_1
cd build/aarch64_1

安装依赖包：

powershell 复制代码

#安装一些依赖
sudo apt install cmake git libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev \
python-dev python-numpy libtbb2 libtbb-dev libjpeg-dev libpng-dev libtiff-dev \
libjasper-dev libdc1394-22-dev 
sudo apt install libgtk2.0-dev
sudo apt install pkg-config

设置cmakelist

powershell 复制代码

# 设置目标系统信息
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)

# 设置交叉编译工具链路径
set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++)

# 设置根文件系统路径
set(CMAKE_SYSROOT /path/to/your/sysroot)

# 设置查找规则
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH ${CMAKE_SYSROOT})
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)

执行cmake：

powershell 复制代码

mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../aarch64-linux-gnu.toolchain.cmake \
      -D WITH_OPENCL=OFF \
      -D WITH_CUDA=OFF \
      -D BUILD_TESTS=OFF \
      -D BUILD_PERF_TESTS=OFF \
      -D BUILD_opencv_python2=OFF \
      -D BUILD_opencv_python3=OFF \
      ../opencv

编译：

powershell 复制代码

make -j$(nproc)
make install

生成相关opencv交叉编译文件后就可以在工程中导入

但这种方式比较繁琐

直接从目标板上复制编译环境

另外还有一种方式就是直接复制编译环境

可以先在目标板上装一个编译器编译一下opencv

然后再把整个环境复制过来

需要从开发板获取的内容：

譬如用到了PCL和opencv库：

powershell 复制代码

/usr/lib/aarch64-linux-gnu/ #下的所有OpenCV/PCL相关.so文件和符号链接
/usr/include/opencv4/ #头文件目录
/usr/lib/cmake/ #下的CMake配置文件
/usr/include/pcl-1.11/ #PCL头文件

在开发板上执行以下命令可以看到这两个库的依赖

powershell 复制代码

dpkg -l | grep -E 'opencv|pcl|boost' > deps_list.txt

超级多

所以还不如干脆直接整个文件夹都拷过来

也就是usr目录下的include文件夹和 lib目录下的编译器以及cmake文件夹

可以将其放到一个目录下如radxaboot 然后将这个目录放到Linux环境的某个目录比如 /home/ubuntu/radxaboot

通过cmake检查opencv配置：

在cmake中进行配置：

powershell 复制代码

...

# 交叉编译配置必须放在project()之前
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)
set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/aarch64-linux-gnu-g++)
set(CMAKE_SYSROOT /home/ubuntu/radxaboot) # 替换为实际的根文件系统路径

... 

# 显式指定库配置路径（根据CMakeCache中的记录）
set(OpenCV_DIR ${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/aarch64-linux-gnu/cmake/opencv4)
set(PCL_DIR ${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/aarch64-linux-gnu/cmake/pcl)
set(Boost_COMPILER "-gcc10") # 根据实际gcc版本设置

... 

# 查找依赖包（保持原有逻辑）
find_package(OpenCV REQUIRED)
find_package(PCL REQUIRED COMPONENTS common io filters features visualization)
find_package(Threads REQUIRED)
find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS filesystem system iostreams date_time regex)

...

# 调整后的包含目录
include_directories(
 ${OpenCV_INCLUDE_DIRS}
 ${PCL_INCLUDE_DIRS}
 ${CMAKE_SYSROOT}/usr/include/eigen3
 ${CMAKE_SYSROOT}/usr/include/pcl-1.11
 ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
)

...

target_link_libraries(PCN
 ${OpenCV_LIBS}
 ${PCL_LIBRARIES}
 Threads::Threads
 ${Boost_LIBRARIES}
 # 补充交叉编译需要的特殊库
 -Wl,--rpath-link=${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/aarch64-linux-gnu
 -Wl,--rpath-link=${CMAKE_SYSROOT}/lib/aarch64-linux-gnu
 )

...

然后检测cmake

powershell 复制代码

# 检查OpenCV配置
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../arm64_rootfs.cmake -DOpenCV_DIR=${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/aarch64-linux-gnu/cmake/opencv4 ..

通过后即可编译但是会报include错误

那么就需要加上：

powershell 复制代码

# 调整后的包含目录
include_directories(
 ${OpenCV_INCLUDE_DIRS}
 ${PCL_INCLUDE_DIRS}
 ${CMAKE_SYSROOT}/usr/include/eigen3
 ${CMAKE_SYSROOT}/usr/include/pcl-1.11
 ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}
 ${CMAKE_SYSROOT}/usr/include/vtk-7.1 # 新增VTK头文件路径
)

# 强化后的链接库配置
target_link_libraries(PCN
 ${OpenCV_LIBS}
 ${PCL_LIBRARIES}
 Threads::Threads
 ${Boost_LIBRARIES}
 # 补充交叉编译需要的特殊库
 -Wl,--rpath-link=${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/aarch64-linux-gnu
 -Wl,--rpath-link=${CMAKE_SYSROOT}/lib/aarch64-linux-gnu
 vtkCommonCore-7.1 # 示例VTK库链接
 vtkFiltersGeneral-7.1 # 根据实际报错添加所需模块
)

另外需要确认以下两点：

移植的根文件系统中存在/usr/include/vtk-7.1目录

确认VTK库文件路径在${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/aarch64-linux-gnu

如果仍有其他VTK相关报错，建议在CMakeLists.txt开头显式指定VTK路径：

powershell 复制代码

set(VTK_DIR ${CMAKE_SYSROOT}/usr/lib/cmake/vtk-7.1)
find_package(VTK REQUIRED)

再次执行编译就好了但是要指定我们导入的库目录

powershell 复制代码

cmake -B build -DCMAKE_SYSROOT=/home/ubuntu/radxaboot

编译成功后即可

glibc库不一致报错

如果编译的是静态文件那么编译成功后就可以直接运行

但如果编译的是动态库

那么就需要考虑编译器版本是否一致且glibc库是否一致

编译器版本可以在目标板上执行编译器版本命令进行获取

在编译器目录下执行命令：

c 复制代码

sudo ./libc.so.6

可以查看libc版本

这里就可以获取到版本信息为GCC 10.2.1 + GLIBC 2.31

方法1

方法2

那么在PC的交叉环境中就要安装对应的编译器：

powershell 复制代码

# 添加 Debian 11 (bullseye) 的仓库源（该版本包含所需工具链）
sudo tee /etc/apt/sources.list.d/debian-bullseye.list <<EOF
deb [arch=amd64] http://deb.debian.org/debian bullseye main
deb [arch=amd64] http://deb.debian.org/debian-security bullseye-security main
EOF

# 启用多架构支持并安装工具链
sudo dpkg --add-architecture arm64
sudo apt update
sudo apt install -y \
    gcc-10-aarch64-linux-gnu \
    g++-10-aarch64-linux-gnu \
    libc6-arm64-cross=2.31-13+deb11u11 \
    libc6-dev-arm64-cross=2.31-13+deb11u11

# 验证版本
aarch64-linux-gnu-gcc-10 -v  # 应显示 gcc version 10.2.1
aarch64-linux-gnu-readelf -a /usr/aarch64-linux-gnu/lib/libc.so.6 | grep 'GNU C Library'  # 应显示 2.31

但是多半会安装失败提示未找到对应版本的库文件

那么就可以手动下载：

powershell 复制代码

# 进入临时目录
mkdir -p ~/temp_cross && cd ~/temp_cross

# 从清华镜像站下载指定版本（适用于Debian 11 bullseye）
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/pool/main/g/glibc/libc6-arm64-cross_2.31-13+deb11u11_all.deb
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/pool/main/g/glibc/libc6-dev-arm64-cross_2.31-13+deb11u11_all.deb

# 安装软件包
sudo dpkg -i libc6-arm64-cross_2.31-13+deb11u11_all.deb
sudo dpkg -i libc6-dev-arm64-cross_2.31-13+deb11u11_all.deb

# 安装主编译器（此时应该可以正常找到依赖）
sudo apt install -y gcc-10-aarch64-linux-gnu g++-10-aarch64-linux-gnu

# 清理安装包
rm libc6-*-cross_*.deb

强制安装配置：

powershell 复制代码

# 修复依赖关系
sudo apt --fix-broken install

# 设置候选版本（确保后续更新不会覆盖）
sudo apt-mark hold libc6-arm64-cross libc6-dev-arm64-cross

安装后即可重新编译

附录：

开发板快速上手：镜像烧录、串口shell、外设挂载、WiFi配置、SSH连接、文件交互（RADXA ZERO 3为例）

ZERO 3烧录

ZERO 3有两种最本质的就是一个带WiFi一个不带WiFi

ZERO 3作为一个Linux板其存储支持从sd卡EFI启动

系统安装则直接通过Balena Etcher来进行

可以使用其Windows版本即可

官方文档：
官方文档快速上手描述

镜像下载则也可以使用官方镜像：
Radxa ZERO 3 Debian Build 6

该镜像是最初的镜像很多依赖都没有

如果开发的话可以直接下载第三方镜像或者自己在原有官方镜像上去安装镜像包等等

烧录很简单直接用工具选择U盘选择镜像即可

下图为烧录好了的sd卡

除了系统分区外就是一个config分区其挂载根根目录名称即为config

ZERO 3串口shell

串口与ZERO 3链接如下图：

链接后配置串口为

c 复制代码

baudrate: 1500000
data bit: 8
stop bit: 1
parity  : none
flow control: none

启动后用户名和密码都为radxa

外设挂载

根据df命令查询系统挂载点

其做好了的U盘外部存储空间为/config

连接WiFi

使用如下指令链接WiFi：

c 复制代码

nmcli device wifi                                           #扫描WiFi
sudo nmcli device wifi connect <ssid> password <passwd>     #连接WiFi

连上后使用ip a命令即可查看连接状态和ip

SSH连接

使用命令sudo systemctl status ssh查看ssh状态

前提是要安装ssh

如果没有安装则通过shell安装ssh：

powershell 复制代码

sudo apt-get update
sudo apt-get install openssh-server openssh-sftp-server

根据Active判断是否需要重启ssh服务：

重启ssh服务：

powershell 复制代码

sudo systemctl restart ssh

启动后如下：

Active状态就被设置为了running

开机自启动ssh则使用命令：

powershell 复制代码

sudo systemctl enable --now ssh

在PC上支持ssh的设备中使用以下指令链接到板子：

powershell 复制代码

ssh [username]@[IP address] # or ssh [username]@[hostname]

如下图：

SSH的文件交互

若是在PC上作为主机去访问设备

那么就是在PC的cmd中运行shell

有的终端软件配备了ssh的文件管理传输功能

连上以后就可以直接搜素到当前目录下的各类文件以便于实现文件管理

并且可以直接download

powershell 复制代码

# 复制 Windows 文件到 Linux
scp D:\data\1.txt [email protected]:/root/data
# 复制 Windows 目录到 Linux（记得加 -r）
scp -r D:\data [email protected]:/root/data
 
# 复制 Linux 文件到 Windows
scp [email protected]:/root/data/1.txt D:\data
# 复制 Linux 目录到 Windows（记得加 -r）
scp -r [email protected]:/root/data D:\data

前提是设备开启了ssh可以被链接

发过去后便能在板子上看到：

回传文件夹：

如果是Linux设备去连接Windows设备则需要在Windows里面设置对应的服务相关教程很多这里不过多赘述

如果是Linux设备访问Linux设备则主设备也要指定IP

powershell 复制代码

scp [email protected]:/root/1.txt [email protected]:/root
 
# 如果设置了Linux之间的免密登录，可这样写：
scp 192.168.88.161:///root/1.txt 192.168.88.162:///root

换源

Linux系统的源都在/etc/apt/下一般有两个文件

一个是sources.list 另外一个是sources.list.d目录下的品牌list文件

如树莓派需要备份原本的源：

c 复制代码

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak 
sudo cp /etc/apt/sources.list.d/raspi.list /etc/apt/sources.list.d/raspi.list.bak

而radxa的则是：

c 复制代码

sudo cp /etc/apt/sources.list /etc/apt/sources.list.bak 
sudo cp /etc/apt/sources.list.d/radxa.list /etc/apt/sources.list.d/radxa.list.bak

将原本的文件进行编辑：

c 复制代码

sudo nano /etc/apt/sources.list

注释掉最初的源并添加新的源：

c 复制代码

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian bookworm main contrib non-free-firmware
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bookworm-security main contrib non-free-firmware
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian bookworm-updates main contrib non-free-firmware

如图：

然后再换子目录下的源

c 复制代码

sudo nano /etc/apt/sources.list.d/raspi.list

替换成：

c 复制代码

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/raspberrypi/ bullseye main

不过很可惜清华源没有radxa 但是可以换debian的源（/etc/apt/sources.list）：

c 复制代码

deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-updates main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-updates main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-backports main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian/ bullseye-backports main contrib non-free
deb https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bullseye-security main contrib non-free
deb-src https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/debian-security bullseye-security main contrib non-free

换源后执行

c 复制代码

sudo apt-get upgrade
sudo apt-get update