1 交叉编译简介
1.1 什么是交叉编译
- 本地编译：在当前编译平台下，编译出来的程序只能放到当前平台下运行
- 在当前编译平台下，编译出来的程序运行在体系结构不同的另外一种目标平台上，但是编译平台 本身不能运行该程序
1.2 为什么会有交叉编译
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Speed：目标平台的运行速度比主机慢很多，嵌入式的硬件没有太高的性能
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Capability：编译过程非常消耗资源，嵌入式系统没有足够的内存或磁盘来完成编译
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Availability：即使资源充足，但是第一个目标平台的运行的编译器也需要交叉编译获得
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Flexibility：一个完整的编译环境有很多依赖包，会占用目标平台的资源，交叉编译使我们不需要花时间将各种 支持包移植到目标平台上
1.3 交叉编译链
交叉编译链：
一系列软件开发工具的集合，通常包含以下组件：
- 编译器：在嵌入式开发里，通常指的就是GCC
- Binutils：一些二进制工具的集合，比如链接器ld，汇编器as
- C library：常见的C库实现有，glibc，uClibc，musl
- 调试器：GDB
SDK中通常包含预编译好的工具链
如果要改变C库的某些特性，则需要修改配置并重新编译工具链
2 GCC与编译基础
2.1 GCC简介
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GCC的前身是 GNU C Compiler，随着时间的推移， 已经发展到支持许多语言，如C（gcc）、C++ （g++）、Objective-C、Java（gcj）。它现在被称 为 GNU Compiler Collection
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GCC是“GNU Toolchain”的一个关键组成部分，GNU Toolchain包括以下的这些工具:
- GNU Compiler Collection (GCC)：一个支持许多语言的编译器套件，如C/C++和 Objective-C/C++
- GNU Make：一个用于编译和构建应用程序的自动化工具
- GNU Binutils: 一套二进制实用工具，包括链接器和汇编器
- GNU Debugger（GDB）
- GNU Autotools: 一个构建系统，包括 Autoconf, Autoheader, Automake 和 Libtool
- GNU Bison: 一个parser生成器（类似于lex和yacc）
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GCC是可移植的，可以在许多操作平台上运行
- 所有类Unix操作系统
- windows
- 交叉编译
2.2 GCC的使用
gcc test.c： 会自动生成a.out可执行文件，使用时.a.outgcc test.c -o test：指定gcc输出的文件名，使用时./testgcc -I -L -l：-I指定头文件搜索路径-L指定头文件搜索路径-l指定库文件
2.3 GCC编译过程
- 预处理(Preprocessing)：
cpp xxx.c > xxx.i，预处理后生成.i文件 - 编译(Compiler)：
gcc –S xxx.i编译后生成.s文件 - 汇编(Assembler)：
as -o xxx xxx.s编译后生成.o文件 - 链接(Linker)：
ld xxx xxx.o library，链接后生成可执行文件
3 Makefile基础
3.1 什么是Make
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GNU Make是一个构建自动化（build automation）工具，可以从源代码自动构建生成
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可执行程序 Make定义了一种用于描述源代码、中间文件和可执行文件之间关系的语言
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这些描述关系保存在一个名为Makefile的文件里面
3.2 Makefile示例
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Makefile包含了一系列用于编译的描述规则(rule)
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每个规则包含了3个部分：
- 目标 target
- 依赖项 prerequisites
- 指令 commands（tab缩进）
target: prereq1 rereq2 commands -
Make当make在解析makefile的时候，遵循如下的逻辑
- 如果在命令行调用make时，没有指定target，默认从第一条规则开始解析(test)
- 在解析每条规则时，先检查是否有跟prerequisite相关的规则
- 若有，则先解析prerequisite规则（test.o）
- 解析完所有prerequisite规则后，再回来解析target对应的规则（test）
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当make在解析每条规则时（以test.o为例），遵循以下逻辑
- 如果存在某个prerequisite存在更新（修改时间比较比target新，或target不存在），则按照command更新target（gcc -c test.c）
- 若没有prerequisite存在更新，则什么都不执行，直接返回
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逻辑自上而下，执行自下而上（递归）
3.3 Makefile基本规则
- Make默认会打印每条command，如果不希望看到，可以在每条 command前加
@ - makefile的文件名可以取名为：makefile、Makefile、GNUMakefile
- 当我们执行make指令时，默认读取同目录下的makefile
- 每一条command必须用一个
tab进行缩进（不能是空格） - 注释以
#开头 - 一条语句比较长的情况下，可以使用 \ 进行换行
3.4 Makefile语法规则
3.4.1 伪目标
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不代表具体文件的target，称之为伪目标（Phony target）：比如all、clean等
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伪目标必定每次都会执行更新（因为伪目标不会生成对应的文件）
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如果有一个文件名为clean，要怎么处理：使用特殊目标 .PHONY，显示的告诉make那些目标是伪目标
.PHONY: all clean all: test test:test.c gcc -o test test.c clean: rm test -
一些约定俗称的伪目标：
all：执行建立应用程序的所有任务install：把编译的二进制文件安装到系统中clean：删除从源代码生成的二进制文件distclean：删除所有不属于源文件的生成文件TAGS：创建一个供编辑使用的标签表info：从Texinfo源码中创建GNU信息文件check：运行与该应用程序相关的测试
3.4.2 自动变量
- 自动变量(Automatic Variables)
$@target文件名$*去掉后缀的target文件名$<第一个prerequisite文件名$^所有prerequisite文件名，并去掉重复的文件名$+所有prerequisite文件名$?所有比target更新的prerequisite
3.4.3 模式规则
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模式规则（Pattern Rules）：通过后缀名去匹配文件，一条规则就能描 述所有c文件与o文件的关系
all: test %: %.c gcc -o $@ $< clean: rm test
3.4.4 预设变量
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可以通过设置预设变量的值，改变默认规则的行为
COMPILE.c = $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c CC = gcc OUTPUT_OPTION = -o $@ %.o: %.c $(COMPILE.c) = $(OUTPUT_OPTION) $<- CC：C编译器的名称，默认gcc
- CFLAGS：C编译器的选项，也指定头文件（.h文件）的路径，无默认值
- CFLAGS = -g -O2 -Wall -Werror
- CFLAGS = -I /usr/include –I /path/include
- CPPFLAGS：C预编译器的选项，无默认值
- CPPFLAGS = " -Werror -Wno-unused-but-set-variable" || exit 1
- LDFLAGS：指定库路径和库文件
- LDFLAGS = -L /var/xxx/lib –L /opt/mysql/lib -Wl,R /var/xxx/lib -Wl,R /opt/mysql/lib
3.5 变量与宏
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变量定义：直接对变量 进行赋值（变量的值包 含右边的所有字符，头部的空格会被删除，尾部的空格会被保留）
LIBRARY = libio.a missing_file: touch $(LIBRARY) ls -l | grep '$(LIBRARY)' -
变量展开：要获取变量 的值，需要把变量名包 裹在\(()里面（也可以使用\){}，但多见于旧 Makefile中
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简单赋值（:=）- 立即展开
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递归赋值（=） - 变量被使用时展开
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条件赋值（?=）- 变量未被定义时展开
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追加赋值（+=）- 追加到原变量值的尾部
var1 = hello $(word) var2 := hello $(word) var3 = hello var3 += $(word) word := world hello: @echo var1 = $(var1) @echo var2 = $(var2) @echo var3 = $(var3) -
宏事实上只是定义变量的另外一种方式， 它们的本质是一样的
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为了便于区分，我们称通过赋值符号定义 的为变量，通过define定义的为宏
define print_hello @echo "hello world" endef hello: $(print_hello) -
变量主要用在条件语句中，通过不同的取值，控制编译的行为
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make提供4种可用的条件语句
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包含语句：Make支持通过include语句把其它的makefile包含进来
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要注意变量或宏之间的覆盖关系
3.6 函数
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Make提供了一系列内置函数以及支持用户自定义函数
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函数跟变量的调用跟变量引动的形式类似，但包括一个或者多个参数，用逗号分隔
$(function-name arg1[, argn])
3.6.1 字符函数
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$(filter pattern ...,text)- 返回text中与任何pattern相匹配的词，删除任何不 匹配的词，起到过滤的作用。text包含多个以空格分 隔的字符串
- filter函数可用于在一个变量中分离出不同类型的字 符串（如文件名）
sources := foo.c bar.c baz.s ugh.h foo: $(sources) cc $(filter %.c %.s,$(sources)) -o foo -
$(subst search-string,replace-string,text)- 起到文本替换的作用。可用于.c和.o文件名之间的替换
sources := count_words.c counter.c lexer.c objects := $(subst .c,.o,$(sources)) -
$(findstring string, text)- 在text中查找string，如果能找到，则返回string，否 则返回为空
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$(strip text)- 去除text头部和尾部的空格，同时若text内部出现连续 多个空字符，会将之合并成一个
3.6.2 文件名函数
$(wildcard pattern...)：返回与pattern匹配的文件名$(suffix name...)：从name中提取每一个文件名的后缀$(basename name...)：从name中提取每一个文件名，并去掉后缀
objects := $(subst .c,.o,$(wildcard *.c))
foo: $(objects)
$(CC) -o foo $(objects)
3.6.3 流程控制函数
$(if condition,then-part,else-part)：若condition为非空字符串，则返回then-part，否则返回else-part$(error text)：出发编译错误并把text中的内容打印出来$(foreach variable,list,body)：对于list中每一个字符串，调用一次body，并把在调用body前把此字符串赋值给variable
3.6.4 shell函数
$(shell command)：在shell中执行command中包含的指令，并返回指令的输出结果
DATE := $(shell date)
print_date:
@echo $(DATE)
3.6.5 自定义函数
$(call macro-name[, param1...])：- 自定义函数其实只是宏定义的一种特殊形式，通过使用call函数调用宏， 可以增加参数列表
- 每一个参数通过\((1)，\)(2)...这种形式进行引用
define print_func
@echo "param1 = $(1)"
@echo "param2 = $(2)"
endef
hello:
$(call print_func,hello,world)