Linux 应用层开发入门（一）| ARM平台交叉编译入门：打造你的第一个Linux应用

**摘要‌：**在嵌入式Linux应用层开发的旅程中，交叉编译是不可或缺的一环。本文以经典的"Hello World"程序为例，详细阐述了如何使用arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc交叉编译工具链，为ARM平台生成可执行文件。我们不仅展示了基本的交叉编译命令，还深入探讨了交叉编译过程中工具链路径的配置、头文件与库文件的默认路径查询及自定义方法。

1. 为什么要学习交叉编译？

在 Linux 应用层开发中，我们经常面临这样一种场景：

开发环境：x86 PC（Ubuntu / Debian / WSL 等）
运行环境：ARM 嵌入式设备（开发板、网关、工控机等）

注意：由于 处理器架构不同 ，PC 上直接使用 gcc 编译生成的程序无法在 ARM 平台运行 。因此，需要使用交叉编译（Cross Compilation） 技术，在 PC 上生成 ARM 平台可执行文件。

📌 交叉编译的本质：

在一种平台上（x86）编译，生成另一种平台（ARM）可执行程序。

2. 实验环境说明

本文假设你已具备以下基本环境：

主机：Linux（Ubuntu / Debian 等）
交叉编译工具链：

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc
目标平台：ARM Linux 开发板（支持运行 ELF 可执行文件）

若使用的是 Buildroot、Yocto 或厂商 SDK，工具链名称可能略有不同，但原理完全一致。

3. 第一个 Linux 应用程序：hello.c

我们先编写一个最简单但稍微增强版的 Hello World 程序：

cs 复制代码

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    if (argc >= 2)
        printf("Hello, %s!\n", argv[1]);
    else
        printf("Hello, world!\n");

    return 0;
}

该程序支持 两种运行模式：

运行方式	输出结果
`./hello`	`Hello, world!`
`./hello xiaochengstudent`	`Hello, xiaochengstudent!`

📌 设计目的：

引入 argc / argv 参数机制
为后续命令行程序开发打基础
比纯 Hello World 更贴近真实应用

4. 使用交叉编译工具链编译 hello.c

4.1 使用 ARM 交叉编译器

在 PC 或虚拟机ubuntu上执行：

复制代码

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -o hello hello.c

生成的 hello 文件即为 ARM 平台可执行程序。

4.2 在 ARM 开发板上运行

采用ADB将 hello 上传到开发板（scp / nfs / u 盘）后：

cs 复制代码

adb push hello ./root

// 该命令将 pc/虚拟机ubuntu中当前目录的hello 上传到 arm开发板中的.root目录

在开发板中输入以下代码：

cs 复制代码

./hello

输出：

复制代码

Hello, world!

带参数运行：

复制代码

./hello Linux

输出：

复制代码

Hello, Linux!

5. PC 平台与 ARM 平台编译的区别

5.1 PC 平台编译（本机 gcc）

复制代码

gcc -o hello hello.c

📌 生成结果：

仅能在 x86 Linux 上运行
拷贝到 ARM 板运行会报错：

cannot execute binary file

5.2 验证可执行文件架构

使用 file 命令查看：

复制代码

file hello

ARM 程序示例输出：

复制代码

ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5

x86 程序示例输出：

复制代码

ELF 64-bit LSB executable, x86-64

6. 交叉编译工具链的头文件路径

6.1 为什么需要关注头文件路径？

交叉编译时：

stdio.h
stdlib.h
string.h

并不是使用 PC 系统的头文件 ，而是使用 交叉工具链自带的头文件。

6.2 查询默认头文件路径

进入交叉编译器安装目录：

复制代码

cd /opt/arm-buildroot/

执行：

复制代码

find . -name "stdio.h"

示例输出：

复制代码

./arm-buildroot-linux-gnueabihf/sysroot/usr/include/stdio.h

📌 说明：

sysroot/usr/include 即为默认头文件根目录
编译器会自动搜索该路径，无需手动指定

6.3 使用自定义头文件目录（-I）

若项目中有自定义头文件：

复制代码

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc \
    -I /custom/include/path \
    -o hello hello.c

📌 -I 的作用：

告诉编译器：额外去哪里找头文件

7. 交叉编译中的库文件路径

7.1 查询默认库文件路径

在工具链目录中查找：

复制代码

find . -name lib

常见结果：

复制代码

sysroot/lib
sysroot/usr/lib

📌 一般选择：

含有 .so 或 .a 文件的目录
usr/lib 更常见

7.2 指定自定义库路径（-L）

cs 复制代码

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -L /custom/lib/path -o hello hello.c

7.3 链接指定库（-l）

假设存在动态库：

复制代码

libabc.so

链接方式：

cs 复制代码

arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc -labc -o hello hello.c

📌 注意事项：

-labc 实际链接的是 libabc.so
库名去掉 lib 和 .so

8. 交叉编译常见问题解析

8.1 No such file or directory（头文件找不到）

原因：

未指定头文件路径
使用了 PC 的路径

解决方法：

复制代码

-I 正确的 include 路径

8.2 undefined reference（链接错误）

原因：

缺少库
链接顺序错误

解决方法：

复制代码

-L 库路径 -l库名

8.3 ARM 板运行报错：not found

可能原因：

动态库未拷贝到 ARM 板
运行环境缺少依赖库

📌 排查方式：

复制代码

ldd hello

9. 小结

在本文中，我们完成了 Linux 应用层开发的第一步：

✔ 编写第一个 Linux 应用程序

✔ 理解 PC 编译与交叉编译的区别

✔ 掌握 ARM 交叉编译工具链使用方法

✔ 学会配置头文件与库文件路径

✔ 理解常见编译与运行错误的原因