How to install the Raspberry Pi cross compiler on my Linux host machine?

I am attempting to get cross-compiling for Raspberry Pi working on my Ubuntu machine.

During my initial attempts I was using the arm-linux-gnueabi compiler, which is available in the Ubuntu repo. I got this working. I was able to build all my dependencies and use the cross-compiler in my cmake project.

However, I believe I should be using the hf version, so I switched to arm-linux-gnueabihf. Then I realized that this does not work with Raspberry Pi since it is armv6.

After some Googling, I then found the pre-built toolchain from GitHub.

I downloaded the toolchain, but I don't really understand how to "install" it. I extracted the files to my home directory. The directory structure looks like this:

/gcc-linearo-arm-linux-gnueabihf-raspbian
/arm-linux-gnueabihf
/bin
(contains g++, gcc, etc)
/lib
(contains libstdc++ library)
/bin
(contains arm-linux-gnueabihf-g++, arm-linux-gnueabihf-...)
/lib
(gcc lib stuff)

If I change directory to the INNER bin folder I am able to compile a test program from the terminal without any problems.

~/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/
arm-linux-gnueabihf/bin$ g++ test.cpp -o test

I then tried to compile a test program in the OUTER bin folder, which contains the prefixed versions of the tools.

 ~/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin$
arm-linux-gnueabihf-g++ test.cpp -o test

However, when I try to use the compiler now (from outside the inner bin directory), it is unable to find the libstdc++ shared library that comes with the toolchain:

arm-linux-gnueabihf-gcc: error while loading shared libraries:
libstdc++.so.6: cannot open shared object file: No such file or directory.

Furthermore, I want to be able to use the compiler without having to navigate to the bin directory. So I tried adding the OUTER bin directory (since I want the prefixed versions) and both lib directories to my PATH:

export PATH=$PATH:~/tools/.../bin
export PATH=$PATH:~/tools/.../lib
export PATH=$PATH:~/tools/.../.../lib

However, this results in the same error. How should I "install" the toolchain so that I can use the toolchain from everywhere, just like I can when I use the cross-compilers from the Ubuntu repo?

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我会试着把它写成一个教程,这样就容易理解了。

注意: This tutorial only works for older raspbian images. For the newer Raspbian based on Debian Buster see the following how-to in this thread: https://stackoverflow.com/a/58559140/869402

前置要求

在开始之前,您需要确保安装了以下软件:

apt-get install git rsync cmake libc6-i386 lib32z1 lib32stdc++6

让我们交叉编译一个馅饼!

首先在主目录中创建一个名为 raspberrypi的文件夹。

进入这个文件夹,拉下你上面提到的整个工具文件夹:

git clone git://github.com/raspberrypi/tools.git

如果我没有看错的话,你想用下面的3个,gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian

Go into your home directory and add:

export PATH=$PATH:$HOME/raspberrypi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin

到名为 ~/.bashrc的文件的末尾

现在,您可以注销并重新登录(即重新启动您的终端会话) ,或者在您的终端中运行 . ~/.bashrc,以便在当前的终端会话中获取增加的 PATH

现在,确认您可以访问编译器 arm-linux-gnueabihf-gcc -v:

Using built-in specs.
COLLECT_GCC=arm-linux-gnueabihf-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/home/tudhalyas/raspberrypi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin/../libexec/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.7.2/lto-wrapper
Target: arm-linux-gnueabihf
Configured with: /cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/.b
uild/src/gcc-linaro-4.7-2012.08/configure --build=i686-build_pc-linux-gnu --host=i686-build_pc-
linux-gnu --target=arm-linux-gnueabihf --prefix=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-l
inux-gnueabihf-raspbian-linux/install --with-sysroot=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/
arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/install/arm-linux-gnueabihf/libc --enable-languages=c,c++,fo
rtran --disable-multilib --with-arch=armv6 --with-tune=arm1176jz-s --with-fpu=vfp --with-float=
hard --with-pkgversion='crosstool-NG linaro-1.13.1+bzr2458 - Linaro GCC 2012.08' --with-bugurl=
https://bugs.launchpad.net/gcc-linaro --enable-__cxa_atexit --enable-libmudflap --enable-libgom
p --enable-libssp --with-gmp=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-rasp
bian-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static --with-mpfr=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-
ng/builds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static --with-mpc
=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/.build/arm-linux-
gnueabihf/build/static --with-ppl=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf
-raspbian-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static --with-cloog=/cbuild/slaves/oort61/cros
stool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static --wi
th-libelf=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/.build/a
rm-linux-gnueabihf/build/static --with-host-libstdcxx='-L/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/bui
lds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-linux/.build/arm-linux-gnueabihf/build/static/lib -lpwl' --ena
ble-threads=posix --disable-libstdcxx-pch --enable-linker-build-id --enable-plugin --enable-gol
d --with-local-prefix=/cbuild/slaves/oort61/crosstool-ng/builds/arm-linux-gnueabihf-raspbian-li
nux/install/arm-linux-gnueabihf/libc --enable-c99 --enable-long-long
Thread model: posix
gcc version 4.7.2 20120731 (prerelease) (crosstool-NG linaro-1.13.1+bzr2458 - Linaro GCC 2012.08
)

但是,嘿! 我那么做了,但是那些话还是不管用!

我们还没完成呢! 到目前为止,我们只做了最基本的。

raspberrypi文件夹中,创建一个名为 rootfs的文件夹。

现在您需要将整个 /lib/usr目录复制到这个新创建的文件夹中。我通常把 rpi 映像放上来,然后通过 rsync 进行复制:

rsync -rl --delete-after --safe-links pi@192.168.1.PI:/{lib,usr} $HOME/raspberrypi/rootfs

其中 192.168.1.PI被树莓派的 IP 所取代。

现在,我们需要编写一个 cmake配置文件:

SET(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
SET(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1)
SET(CMAKE_C_COMPILER $ENV{HOME}/raspberrypi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc)
SET(CMAKE_CXX_COMPILER $ENV{HOME}/raspberrypi/tools/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin/arm-linux-gnueabihf-g++)
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH $ENV{HOME}/raspberrypi/rootfs)
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)

现在您应该能够通过添加这个额外的标志: -D CMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$HOME/raspberrypi/pi.cmake来编译您的 cmake程序。

打个招呼吧,世界为例:

git clone https://github.com/jameskbride/cmake-hello-world.git
cd cmake-hello-world
mkdir build
cd build
cmake -D CMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$HOME/raspberrypi/pi.cmake ../
make
scp CMakeHelloWorld pi@192.168.1.PI:/home/pi/
ssh pi@192.168.1.PI ./CMakeHelloWorld

我无法让编译器(x64版本)使用 sysroot,直到我将 SET(CMAKE_SYSROOT $ENV{HOME}/raspberrypi/rootfs)添加到 pi.cmake

我无法用 git:// github.com/raspberrypi/tools.git 的任何(相当过时的)工具链编译 QT5。由于“无法确定架构”错误和包含目录的大量路径问题,配置脚本一直失败。对我有用的是使用 Linaro 工具链

Http://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/4.9-2016.02/arm-linux-gnueabihf/runtime-linaro-gcc4.9-2016.02-arm-linux-gnueabihf.tar.xz

与... 结合在一起

Https://raw.githubusercontent.com/riscv/riscv-poky/master/scripts/sysroot-relativelinks.py

如果不能修复 sysroot 的符号链接,就会导致这里描述的未定义的符号错误: 一个错误构建覆盆子 π 的 Qt 库 当我尝试 tools.git 中的 fixQualifiedLibraryPath 脚本时发生了这种情况。其他所有内容在 http://wiki.qt.io/RaspberryPi2EGLFS中都有详细描述。我的配置设置是:

./configure-opengl es2-device linux-rpi3-g + +-device-option CROSS _ COMPILE =/usr/local/rasp/gcc-linaro-4.9-2016.02-x86 _ 64 _ arm-linux-gnueabihf/bin/arm-linux-gnueabihf-sysroot/usr/local/rasp/sysroot-opensource-sure-許可证-优化-qmake-reduce-export-release-make libs-prefix/usr/local/qt5pi-hostprefix/usr/local/qt5pi

使用/usr/local/rasp/sysroot 作为本地 Raspberry Pi 3 Raspbian (Jessie)系统拷贝的路径,使用/usr/local/qt5pi 作为编译后的 QT 的路径,QT 也必须拷贝到设备上。当您选择工具链时,请注意 Jessie 附带了 GCC 4.9.2。

对于 Windows 主机,我强烈推荐 本教程::

  • 下载并安装工具链
  • 使用 RPi include/lib 目录同步 sysroot
  • 编译你的代码
  • Drag and drop the executable to your RPi using 聪明
  • 快跑!

不多不少!

预制 GNU 工具链可用于覆盆子,Beaglebone,Cubieboard,AVR (爱特梅尔)等

最初的问题已经发布了一段时间,与此同时 Debian 已经取得了巨大的进展,在领域的多元化支持。

多元是一个伟大的成就,交叉编译!

简而言之,利用 multiarch 进行 Raspbian Jessie 交叉编译需要以下步骤:

  • 在 Ubuntu 主机上,在 chroot 或 LXC 容器中安装 Debian Jessie amd64。
  • 启用国外建筑臂架。
  • 从 emdebian 工具库安装交叉编译器。
  • 通过编写一个定制的 gcc specs 文件来调整交叉编译器(默认情况下它会为 ARMv7-A 生成代码)。
  • 从 Raspbian 存储库安装 armhf 库(libstdc + + 等)。
  • Build your source code.

由于这是一个大量的工作,我已经自动化了上面的设置,你可以在这里阅读:

Raspbian 语的交叉编译

有一个 CDP Studio IDE 可用,它使得在 windows 和 linux 中交叉编译和部署变得非常简单,您可以在安装过程中选中覆盆子工具链复选框。 (PS。它有 GPIO 和 I2C 支持,所以不需要代码访问这些)

覆盆子使用的 IDE 演示在这里: Https://youtu.be/4svz68sqz5u

你可以在这里下载 IDE: https://cdpstudio.com/home-edition

您也可以使用 。它过去比海湾合作委员会(GCC)更快,现在则相当稳定。从源代码构建 clang 要容易得多(你真的可以在制作过程中喝一杯咖啡)。

简而言之:

  1. 获取 clang 二进制文件(sudo apt-Get install clang) . . 或者下载并 建造工程(read instructions here)
  2. 爬上你的覆盆子根(它 可能是通过 sshfs 或图像安装的真实 rootfs)。
  3. 编译代码:

    path/to/clang --target=arm-linux-gnueabihf --sysroot=/some/path/arm-linux-gnueabihf/sysroot my-happy-program.c -fuse-ld=lld
    

Optionally you may use legacy arm-linux-gnueabihf binutils. Then you may remove "-fuse-ld=lld" flag at the end.

Below is my cmake toolchain file.

toolchain.cmake

set(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1)
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)


# Custom toolchain-specific definitions for your project
set(PLATFORM_ARM "1")
set(PLATFORM_COMPILE_DEFS "COMPILE_GLES")


# There we go!
# Below, we specify toolchain itself!


set(TARGET_TRIPLE arm-linux-gnueabihf)


# Specify your target rootfs mount point on your compiler host machine
set(TARGET_ROOTFS /Volumes/rootfs-${TARGET_TRIPLE})


# Specify clang paths
set(LLVM_DIR /Users/stepan/projects/shared/toolchains/llvm-7.0.darwin-release-x86_64/install)
set(CLANG ${LLVM_DIR}/bin/clang)
set(CLANGXX ${LLVM_DIR}/bin/clang++)


# Specify compiler (which is clang)
set(CMAKE_C_COMPILER   ${CLANG})
set(CMAKE_CXX_COMPILER ${CLANGXX})


# Specify binutils


set (CMAKE_AR      "${LLVM_DIR}/bin/llvm-ar" CACHE FILEPATH "Archiver")
set (CMAKE_LINKER  "${LLVM_DIR}/bin/llvm-ld" CACHE FILEPATH "Linker")
set (CMAKE_NM      "${LLVM_DIR}/bin/llvm-nm" CACHE FILEPATH "NM")
set (CMAKE_OBJDUMP "${LLVM_DIR}/bin/llvm-objdump" CACHE FILEPATH "Objdump")
set (CMAKE_RANLIB  "${LLVM_DIR}/bin/llvm-ranlib" CACHE FILEPATH "ranlib")


# You may use legacy binutils though.
#set(BINUTILS /usr/local/Cellar/arm-linux-gnueabihf-binutils/2.31.1)
#set (CMAKE_AR      "${BINUTILS}/bin/${TARGET_TRIPLE}-ar" CACHE FILEPATH "Archiver")
#set (CMAKE_LINKER  "${BINUTILS}/bin/${TARGET_TRIPLE}-ld" CACHE FILEPATH "Linker")
#set (CMAKE_NM      "${BINUTILS}/bin/${TARGET_TRIPLE}-nm" CACHE FILEPATH "NM")
#set (CMAKE_OBJDUMP "${BINUTILS}/bin/${TARGET_TRIPLE}-objdump" CACHE FILEPATH "Objdump")
#set (CMAKE_RANLIB  "${BINUTILS}/bin/${TARGET_TRIPLE}-ranlib" CACHE FILEPATH "ranlib")


# Specify sysroot (almost same as rootfs)
set(CMAKE_SYSROOT ${TARGET_ROOTFS})
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH ${TARGET_ROOTFS})


# Specify lookup methods for cmake
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)


# Sometimes you also need this:
# set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)


# Specify raspberry triple
set(CROSS_FLAGS "--target=${TARGET_TRIPLE}")


# Specify other raspberry related flags
set(RASP_FLAGS "-D__STDC_CONSTANT_MACROS -D__STDC_LIMIT_MACROS")


# Gather and distribute flags specified at prev steps.
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} ${CROSS_FLAGS} ${RASP_FLAGS}")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} ${CROSS_FLAGS} ${RASP_FLAGS}")


# Use clang linker. Why?
# Well, you may install custom arm-linux-gnueabihf binutils,
# but then, you also need to recompile clang, with customized triple;
# otherwise clang will try to use host 'ld' for linking,
# so... use clang linker.
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS ${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} -fuse-ld=lld)

构建新的 Raspbian Debian Buster 图像和 ARMv6

Stenyg 给出的答案只适用于较老的 Raspbian 图像。最近发布的基于 Debian Buster 的 Raspbian 需要更新工具链:

在 Debian Buster 中,gcc 编译器和 glibc 被更新到8.3版。git://github.com/raspberrypi/tools.git中的工具链仍然基于较早的 gcc6版本。这意味着使用 git://github.com/raspberrypi/tools.git将导致许多编译错误。

本教程基于@Stenyg 的回答。除了互联网上的许多其他解决方案,本教程还支持老的基于 ARMv6 CPU 的 Rasperry Pi (A,B,B + ,)。 参见: GCC 8交叉编译器输出 ARMv7可执行文件,而不是 ARMv6

准备好工具链

没有包含更新后的工具链的官方 git 存储库(参见 https://github.com/raspberrypi/tools/issues/102)。

我创建了一个新的 github 存储库,其中包括基于 GCC8和更新版本为 ARMv6构建和预编译的工具链:

Https://github.com/pro/raspi-toolchain

正如项目的自述文件中提到的,这些是获得工具链的步骤。您也可以自己构建它(有关更多细节,请参见 README)。

  1. 下载工具链:
wget https://github.com/Pro/raspi-toolchain/releases/latest/download/raspi-toolchain.tar.gz
  1. 注意: 工具链必须在 /opt/cross-pi-gcc中,因为它不是位置独立的。
sudo tar xfz raspi-toolchain.tar.gz --strip-components=1 -C /opt
  1. 你完成了! 工具链现在在 /opt/cross-pi-gcc

  2. 可选项,添加工具链到您的路径,添加:

export PATH=$PATH:/opt/cross-pi-gcc/bin

到名为 ~/.bashrc的文件的末尾

Now you can either log out and log back in (i.e. restart your terminal session), or run . ~/.bashrc in your terminal to pick up the PATH addition in your current terminal session.

从树莓 PI 获取库

为了交叉编译您自己的 Raspberry Pi (可能已经安装了一些自定义库) ,您需要将这些库放到您的主机上。

创建一个文件夹 $HOME/raspberrypi。 在 raspberrypi文件夹中,创建一个名为 rootfs的文件夹。

Now you need to copy the entire /liband /usr directory to this newly created folder. I usually bring the rpi image up and copy it via rsync:

rsync -vR --progress -rl --delete-after --safe-links pi@192.168.1.PI:/{lib,usr,opt/vc/lib} $HOME/raspberrypi/rootfs

其中 192.168.1.PI被树莓派的 IP 所取代。

使用 CMake 编译项目

要告诉 CMake 使用您自己的工具链,您需要有一个初始化编译器设置的工具链文件。

从这里获取这个工具链文件: Https://github.com/pro/raspi-toolchain/blob/master/toolchain-rpi.cmake

现在您应该能够编译您的 cmake程序,只需添加这个额外的标志: -D CMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$HOME/raspberrypi/pi.cmake并设置正确的环境变量:

export RASPBIAN_ROOTFS=$HOME/raspberry/rootfs
export PATH=/opt/cross-pi-gcc/bin:$PATH
export RASPBERRY_VERSION=1
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$HOME/raspberry/Toolchain-rpi.cmake ..

这里展示了一个 hello world 示例: Https://github.com/pro/raspi-toolchain/blob/master/build_hello_world.sh

我已经创建了一个示例存储库,它显示了如何使用 CMake 为 Raspberry Pi 4进行交叉编译。它还包括工具链的安装和克隆根文件系统时所需的一些特殊步骤。原则上,对于较老的 Pis 也可以使用它,但是工具链可能是不同的: https://github.com/spacefisch/raspberrypi-crosscompiling