Ubuntu 上进行树莓派交叉编译

交叉编译的概念

交叉编译是解决资源受限设备开发、跨平台兼容性和开发效率问题的关键技术。

交叉编译是指在一种计算机系统（通常称为 宿主机（Host））上编译生成另一种计算机系统（称为 目标机（Target））可执行的代码或程序的过程。其核心特点是编译环境与运行环境不一致，常用于开发需要在不同架构、操作系统或硬件平台上运行的软件

交叉编译工具链

交叉编译工具链是跨平台开发的核心基础设施

32位工具链和64位工具链核心区别

32位工具链的获取：

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf g++-arm-linux-gnueabihf

64位工具链的获取：

sudo apt-get install gcc-aarch64-linux-gnu g++-aarch64-linux-gnu

这里可以两个都下载方便以后使用

查看工具链位置

which arm-linux-gnueabihf-gcc//32位

which aarch64-linux-gnu-gcc//64位

为了避免每次使用工具链都需输入完整路径，所以我们需要配置环境变量

获得当前环境变量

echo $PATH

临时有效

export PATH=$PATH:/path/to/toolchain/bin  # 将工具链的bin目录添加到PATH中

永久有效

修改工作目录下的.bashrc 隐藏文件，配置命令终端

vi ~/.bashrc   

在末尾添加以下代码可以使用32bit或64bit指令来自由切换32位或者64位编译工具链

#!/bin/bash

# 树莓派内核编译环境配置（32位/64位切换）

# ----------------------
# 工具链路径（根据实际路径修改）
# ----------------------
export TOOLCHAIN_64=~/toolchain/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu
export TOOLCHAIN_32=~/toolchain/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf

# ----------------------
# 环境变量初始化
# ----------------------
# 保存原始PATH（不含工具链）
if [ -z "$ORIG_PATH" ]; then
    ORIG_PATH=$(echo "$PATH" | tr ':' '\n' | grep -vF "$TOOLCHAIN_64/bin" | grep -vF "$TOOLCHAIN_32/bin" | tr '\n' ':' | sed 's/:$//')
fi

# ----------------------
# 环境管理函数
# ----------------------
# 重置环境（清除工具链路径和变量）
function reset_env() {
    export PATH="$ORIG_PATH"
    unset ARCH KERNEL CROSS_COMPILE
    echo -e "\e[32m环境已重置\e[0m"
}

# 切换到64位环境
function arm64env() {
    reset_env          # 清除旧环境
    export ARCH=arm64  # 设置架构为64位ARM
    export KERNEL=kernel8  # 设置内核镜像名称
    export CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-  # 设置交叉编译器前缀
    export PATH="$TOOLCHAIN_64/bin:$PATH"    # 添加64位工具链到PATH最前
    echo -e "\e[34m当前为64位编译环境\e[0m"
    envcheck           # 验证环境配置
}

# 切换到32位环境
function arm32env() {
    reset_env          # 清除旧环境
    export ARCH=arm    # 设置架构为32位ARM
    export KERNEL=kernel7  # 设置内核镜像名称
    export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-  # 设置交叉编译器前缀
    export PATH="$TOOLCHAIN_32/bin:$PATH"    # 添加32位工具链到PATH最前
    echo -e "\e[34m当前为32位编译环境\e[0m"
    envcheck           # 验证环境配置
}

# ----------------------
# 环境检查函数
# ----------------------
function envcheck() {
    echo -e "\n\e[32m环境参数:\e[0m"
    echo "ARCH=$ARCH"
    echo "KERNEL=$KERNEL"
    echo "CROSS_COMPILE=$CROSS_COMPILE"

    echo -e "\n\e[32m工具链路径:\e[0m"
    echo "$PATH" | tr ':' '\n' | grep -E "$TOOLCHAIN_64|$TOOLCHAIN_32" || echo "无"

    echo -e "\n\e[32m编译器版本:\e[0m"
    ${CROSS_COMPILE}gcc --version 2>/dev/null || echo "未找到编译器"
    echo -e ""
}

# ----------------------
# 快捷命令别名
# ----------------------
alias 64bit='arm64env'   # 切换64位环境
alias 32bit='arm32env'   # 切换32位环境
alias envchk='envcheck'  # 检查环境
alias rst='reset_env'    # 重置环境

# ----------------------
# 终端启动时默认加载32位环境（可选）
# ----------------------
if [[ $- == *i* && -z "$ARCH" ]]; then
    arm32env
fi
         

使用交叉编译工具

arm-linux-gnueabihf-gcc  xxx.c -o xxx

把编译生成的可执行文件下载到树莓派

scp xxx pi@192.168.1.9:/home/pi

//指令 文件名 开发板用户名@开发板地址:开发板的绝对路径

使用交叉编译编译ftp服务端客户端

我们以前在/FTP目录下写过FTP服务器的服务端和客户端的代码这里可以交叉编译service.c命名为service_Pi然后传输给树莓派

然后运行看看效果

带WiringPi库的交叉编译

1. 获取 WiringPi 库：

git clone https://github.com/WiringPi/WiringPi.git
cd WiringPi

2.交叉编译 WiringPi 库

（1）修改编译配置：
进入 WiringPi 源码目录后，需修改相关编译配置文件（通常是Makefile或build脚本 ），将其中的编译器指定为交叉编译器。比如，若使用arm-linux-gnueabihf-gcc，则将CC变量改为arm-linux-gnueabihf-gcc，CXX变量改为arm-linux-gnueabihf-g++ 。
（2）编译库文件：
修改完配置后，执行编译命令。一般执行./build 脚本（如果有），或者使用make命令进行编译。编译成功后，会生成适用于目标 ARM 架构的 WiringPi 库文件（如libwiringPi.a或libwiringPi.so ）

3.交叉编译应用程序

从树莓派传过来一个使用 WiringPi 库的 C 语言源文件（如test.c ）

arm-linux-gnueabihf-gcc -o test test.c -I/path/to/WiringPi/wiringPi  -L/path/to/WiringPi -lwiringPi 

#-I/path/to/WiringPi/wiringPi：指定 WiringPi 头文件的路径，确保编译器能找到wiringPi.h等头文件
#-L/path/to/WiringPi：指定编译生成的 WiringPi 库文件所在路径 
#-lwiringPi：指定链接 WiringPi 库

也可以直接把树莓派的WiringPi库拿上来用

如果想去掉库后面的版本号的话可以通过软连接和硬链接的方式

硬链接：是在同一文件系统内，创建指向同一文件数据块的多个引用，相当于文件的多个 “别名” 这些引用共享相同的 inode（索引节点），只要还有一个硬连接存在，文件数据就不会丢失 ，不过，硬连接不能跨文件系统创建，也不能用于目录 

软链接：也叫符号链接，是一个特殊文件，其内容为指向另一个文件或目录的路径，类似 Windows 系统中的快捷方式 。软连接有自己独立的 inode ，可跨文件系统创建，也能指向目录 。若目标文件被删除或移动，软连接会变成 “断链” 而失效 。

生成软连接

ln -s libwiringPi.so.2.52 libwiringPi.so

生成硬链接

ln libwiringPi.so.2.52 libwiringPi.so

此时要用传过来的WiringPi库的话可以在 -lwiringPi 前加一个-L.表示在当前目录搜索库文件

arm-linux-gnueabihf-gcc -o test test.c -I/path/to/WiringPi/wiringPi  -L/path/to/WiringPi -L. -lwiringPi