在 Fedora 上使用 crosstool-ng 配置交叉工具链

type

status

date

slug

summary

前言

最近在看宋宝华的设备驱动的书，这本书是基于 4.x 版本的内核，而这个内核非常老旧了，同时书本里面的虚拟机资料链接也已经失效了，于是对应的很多例程也没有办法进行编写与测试，没有对应的交叉编译工具链以及 rootfs 在测试的时候有着诸多不便。于是就想着自己构建一个交叉编译工具链以及 rootfs 来进行测试。

通过搜索也是看到了有着对应的同学这样做，但是他的时间也是比较久的了，所以在构建的时候也是遇到了一些问题，在这里记录一下。

首先，我们需要了解一些基本概念：

arm 交叉编译器：在主机上编译能够在 arm 开发板上运行的代码。

linux 内核：linux 运行的核心代码。

linux 内核模块：动态可加载内核模块，执行时依赖于内核，可以看做是内核的一个拓展，包含各种驱动程序（驱动开发就主要是这一块）。

linux 设备树：与硬件相关，用来描述芯片平台及板级差异的。

根文件系统：内核启动时挂载的第一个文件系统，用来访问各种目录和文件，与内核互相独立。

bootloader：开发板启动时的引导程序，一般使用 u-boot 来制作。

所以，为了在 arm 开发板上成功运行 Linux 系统，我们有如下三个方面的任务：

制作 bootloader；

编译 linux 内核、linux 内核模块、linux 设备树；

制作根文件系统。

下面，我们使用 qemu 虚拟机来上手嵌入式 linux 的开发。

1.安装 qemu 与 arm 交叉编译工具（Fedora）

1.1 安装 qemu：

若需要安装较新版本的 qemu，可以自行下载源码手动编译安装）

使用 qemu-system- 命令可以查看 qemu 支持的 CPU 架构。

使用 qemu-system-arm --version 命令可以查看 qemu 的版本。

使用 qemu-system-arm -M help 命令可以查看支持的开发板类别。

1.2 安装交叉编译工具链

因为 Fedora 默认不带有交叉编译工具链的 glibc ，所以在后面构建 busybox 的时候会出现 byteswap.h 找不到的问题，虽然有已经预编译好的交叉编译工具链，但是想着自己也是熟悉一下整个工作流程，以及可以自己定义与修改的原则，在这里选择使用 crosstool-ng 来进行自定义的交叉编译工具链的编译与配置。

1.2.1 下载安装 crosstool-ng

进入解压后的文件目录，运行 ./configure（无参数为默认配置），若提示缺少某些工具，则使用 yum/apt 安装，然后再次运行 ./configure ，直到不再提示缺少工具。

编译 Crosstool-NG ：命令 make

安装 Crosstool-NG：命令 sudo make install

命令 ct-ng version，可以查看当前安装的 Crosstool-NG 版本

1.2.2 使用 crosstool-ng

随意建立一个文件夹，如 tools，编译工具链存放临时文件所用

进入tools 文件夹

命令 ct-ng list-samples 可查看 Crosstool-NG 提供的配置，依据目标芯片的架构进行选择（本文选择 arm-unknown-linux-gnueabi ）

命令 ct-ng arm-unknown-linux-gnueabi 选用官方的这一配置，则在当前目录下会沈城 .config 文件，可使用 ls -a 查看到是否存在此文件

命令 ct-ng menuconfig 使用 menuconfig 工具对配置文件进行编辑（本文保持默认配置，不进行编辑）

命令 ct-ng build 进行编译以及安装（默认安装路径为当前用户家目录下的 x-tools 目录，即 ~/x-tools ）

实测 Debian Buster 与 Fedora下编译无误

2.Linux 内核与设备树编译

下载 Linux 内核：https://www.kernel.org/ 选择长期维护的 6.12 版本，点击 tarball 进行下载：

将下载下来的 Linux 内核拷贝到 home 目录，使用 tar xvf linux-4.4.232.tar.xz 进行解压缩。

解压好后输入 cd linux-6.12.48/ 进入 linux 内核目录下，配置环境变量

这里我们选择 vexpress 系列作为我们虚拟开发板，在 linux 内核目录下，输入 make vexpress_defconfig 对开发板进行配置，编译后生成.config 文件：

配置好后，编译内核，生成 zImage 镜像文件：make zImage -j6（多线程编译）

编译内核模块：make modules -j4

编译设备树，获得 dtb 文件：make dtbs

在 linux 内核目录下，使用 qemu 运行内核：

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "console=ttyAMA0"

，该命令指定了开发板类别、内存大小、内核 zImage 文件、dtb 文件、无图形界面、串口。

可以看到内核开始运行起来：

但是卡在了挂载根文件系统处，别急，接着往下看。

3. busybox 根文件系统制作

QEMU 提供了一组快捷键来控制虚拟机的操作。要退出 QEMU，可以按下 Ctrl+A，然后松开这两个键，接着按下 x 键。这里需要注意的是，a 和 x 都应该是小写字母，并且在按下 x 之前必须先释放 Ctrl+A。

在 QEMU 窗口中

这种方法可以优雅地终止 QEMU，而不需要在另一个终端中执行命令。

接下来，使用 busybox 制作根文件系统。下载源码：https://busybox.net/downloads/，下载最新版本即可。

配置环境变量

解压缩：tar xvf busybox-1.32.0.tar.bz2，进入 busybox 源码目录：cd busybox-1.32.0/

接着，输入命令 make defconfig 回车等待配置完毕。

也可以使用图形化配置 make menuconfig，按回车然后进入 Settings 选项，找到 Build Options，点 y 键将选项 Build static binary（编译成静态）选中，然后退出：

回到命令行，直接编译：make -j4

然后执行 make install，生成一个 _install 文件夹。准备好后，下一步开始制作根文件系统。

输入 cd 回到 home 目录，新建目录 mkdir rootfs，进入该目录 cd rootfs/，将刚才生成的 _install 目录里的所有文件拷贝到该目录下：

新建目录 mkdir lib，将 arm 交叉编译器的库复制过来：

在 rootfs 目录下新建目录 mkdir dev/，进入该目录 cd dev/，创建节点 sudo mknod -m 666 tty1 c 4 1（这里创建了一个串口字符设备，主设备号为 4，从设备号为 1）。

重复创建多个串口设备，注意分配好从设备号：

创建一个控制台节点：mknod -m 666 console c 5 1

创建一个空节点：mknod -m 666 null c 1 3

创建好的字符设备用 ls 查看：

在 rootfs 目录下新建目录 init.d/ ，vim init.d/rcS ，chmod +x init.d/rcS

回到 home 目录，输入命令 dd if=/dev/zero of=rootfs.ext4 bs=1M count=64 生成虚拟 SD 卡系统镜像，可以得到一个 rootfs.ext4 文件。

格式化该镜像：mkfs.ext4 rootfs.ext4

挂载该镜像到本地：mount rootfs.ext4 /mnt -o loop

将之前准备的 rootfs 目录下的所有文件都拷贝到该镜像挂载点：cp -r ~/rootfs/* /mnt/

卸载：umount /mnt/

进入 linux 源码目录： cd linux-6.12.48/

使用 qemu 启动内核：

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -m 512M -kernel arch/arm/boot/zImage -dtb arch/arm/boot/dts/arm/vexpress-v2p-ca9.dtb -nographic -append "root=/dev/mmcblk0 rw console=ttyAMA0" -sd ~/rootfs.ext4

，这里比之前多指定了一个 sd 镜像。

若要图形化启动，使用命令：

4.使用 u-boot 加载 Linux 内核

下载源码：（较新版本的 u-boot 需要更高版本的 gcc 来编译，为了方便起见，可以选用较早版本的 u-boot）

待补充…

参考文献

使用qemu搭建arm嵌入式linux开发环境_qemu-system-arm-CSDN博客

文章浏览阅读1w次，点赞21次，收藏102次。本文详述了使用QEMU虚拟机搭建ARM嵌入式Linux开发环境的全过程，包括安装ARM交叉编译工具、Linux内核与设备树编译、BusyBox根文件系统制作、U-Boot引导程序配置、网络开发环境搭建以及NFS网络文件系统挂载。

https://blog.csdn.net/zhvngchvng/article/details/107856401