交叉编译成LoongArch(Makefile,CMake,AutoTool,Qt等方式)

在嵌入板卡中由于资源有限常常使用像busybox这样的轻量文件系统。由于这类轻量文件系统没有编译系统在里面，所以如果需要软件在板卡上运行，那么交叉编译是必不可少的。

如果对交叉编译(cross compile)这个概念不太清楚的话，可以参考以下的一个说法。交叉编译通常指的是在PC机（x86架构）上使用交叉编译工具链（通常是编译内核的那个工具链），完成软件的编译，编译出一个可执行程序，此程序是在对应CPU的架构上才能运行。这种情况叫做交叉编译，例如在x86 架构的电脑上通过交叉编译工具链可以编译出在LoongArch架构上运行的程序。

对于龙芯嵌入式系列板卡，则采用以下方式进行交叉编译：在X86机器的ubuntu18.04的系统中，使用交叉编译工具链，编译软件，然后复制编译出来的可执行文件到板卡中（USB传输等手段），然后才能在板卡上运行。

需要注意的是，交叉编译出来的软件，不仅仅可以给busybox用，loongnix系统也能用。因为编译出来的可执行程序是适应对应架构的。

下文将会介绍软件的交叉编译方式，其中包括一般软件和Qt软件。

一般软件，本处的定义通常指代为没有使用特殊IDE进行编译的软件。下面将会介绍，手动编译，使用makefile编译，使用Cmake编译，对于autotools-package方式的源码编译（有configure文件那种）。

由于此章节适用于多数嵌入式板卡，但是编译和cpu的架构相关，所以会有所差别，下文中的编译演示将会以loongarch来说明

不同的架构，只是采用的交叉编译工具链不同，然后导致声明交叉编译工具链的命令不同。（下面的演示不包含工具链的部署）

下面的演示中，声明交叉编译工具链的命令是3条export语句。

例如：对于loongarch64（即64位loongarch架构)目前用的交叉编译工具链是toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18.tar.gz

命令如下：

export PATH=$PATH:/opt/toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18/bin/

export ARCH=loongarch64

export CROSS_COMPILE=loongarch64-linux-gnu-

工具链可根据实际情况而定，声明工具链的PATH那个命令，路径是去到工具链里面的bin目录即可。

1. 手动编译软件

以一段简单的代码用以说明，代码如下：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-4FTR9y8i-1685539170410)(…/common/./photo/filesystem/compile/compile-handmake-1.png)] 在这里插入图片描述
然后声明工具链，即在shell终端输入以下命令：（这个只是例子，按实际情况而定）

export PATH=$PATH:/opt/toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18/bin/

export ARCH=loongarch64

export CROSS_COMPILE=loongarch64-linux-gnu-

在这里插入图片描述

随后输入以下命令进行编译：（这个只是例子，按实际情况而定）。

loongarch64-linux-gnu-gcc main.c -o main

在这里插入图片描述

通过file命令查看编译后的main 文件，显示“ unknown arch 0x102 ”，这是因为LoongArch的二进制编号为258(0x102)，较新的file 命令才添加了对LoongArch的支持。

然后就可以复制main这个可执行程序到板卡（USB传输等方式，视情况而定），然后就能运行这个程序。

2. 使用Makefile编译软件

本处不再赘述Makefile的相关概念。

下面将会使用龙芯测试软件的一个例子来说明。
在这里插入图片描述

上图是软件的代码结构展示图。main.c调用uart_test模块，uart_test调用uart模块。
下面将会提供一个Makefile文件的例子：

CC=gcc
FLAGS=-g -Wall -std=gnu11

INC=-I./
LIB=

SRC=$(wildcard *.c )
OBJS=$(patsubst %c,%o, $(SRC))

TARGET=uart_test

all:$(TARGET)
$(TARGET):$(OBJS)
	@echo "makeing target"
	@echo $(SRC)
	@echo $(OBJS)
	$(CC) ${FLAGS} -o $@ $? $(LIB)

%.o:%.c
	$(CC) ${FLAGS} -c $< -o $@ $(INC)

.PHONY:clean
clean:
	-rm $(OBJS) $(TARGET)

请注意，由于makefile对缩进的格式很严谨，上述的内容只是作为例子，如果直接使用，还需根据实际情况，手动调整格式。见下图，需要使用tab进行缩进。

在这里插入图片描述

在makefile文件所在的文件夹打开终端。

然后声明工具链，即在shell终端输入以下命令：（这个只是例子，按实际情况而定）

export PATH=$PATH:/opt/toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18/bin/

export ARCH=loongarch64

export CROSS_COMPILE=loongarch64-linux-gnu-

在这里插入图片描述

需要注意的是，如果直接make，按照Makfile文件里面的CC=gcc，那么生成的程序就是编译的机器上能运行的，见下图：

在这里插入图片描述

可以修改CC的值为对应交叉编译工具链gcc的名字。

源码可以在有编译条件下的系统上可以编译，比如loongnix上面有gcc，那么就能编译。

交叉编译的时候，建议make命令为：

make CC=loongarch64-linux-gnu-gcc

在这里插入图片描述

同样地，复制可执行程序到板卡上运行即可。

3. 使用CMake编译

关于CMake的构建不再赘述。本处只说明cmake命令运行时如何指定交叉编译工具链。

下面将会以龙芯测试软件的cmake构建来作为例子说明。

声明工具链，即在shell终端输入以下命令：（这个只是例子，按实际情况而定）

export PATH=$PATH:/opt/toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18/bin/

export ARCH=loongarch64

export CROSS_COMPILE=loongarch64-linux-gnu-

在这里插入图片描述

预期的构建方式是CMakeLists.txt文件在源码根目录，需要创建一个build文件夹，然后在build文件夹中使用命令：

cmake …/

即可完成Cmake部署，然后make进行构建。

注意上述只是一个例子，构建过程需要按照实际情况调整。

如同上述的Makefile那样，没有指定对应的gcc，那么是以编译的机器的架构来编译的。
在这里插入图片描述
如果cmake的时候不小心没指定gcc，那么建议清空相关文件（按照本例子，则删除build文件夹），重新操作。

那么如果要指定gcc和g++，可以参考下面的命令：

cmake -DCMAKE_C_COMPILER=loongarch64-linux-gnu-gcc -DCMAKE_CXX_COMPILER=loongarch64-linux-gnu-g++ …/

在这里插入图片描述

随后make的话就是用指定的gcc编译。

当然上述的指定gcc的方式只是其中一种，更多的方式可以根据Cmake的特性进行修改（比如修改CMakeLists.txt文件）。

4. 使用autotools-package编译（./configure）

对于使用configure文件来检查编译环境的源码，如果是本地编译，那么只需要./configure，make， make install即可。但是在交叉编译的时候，是需要指定交叉编译工具链的。

下面将以编译coreutils-8.32为例子说明。

输入./configiure --help的时候会发现CC这个属性，这个就是gcc的值。理论上只要声明工具链，然后执行configure时指定参数CC=loongarch64-linux-gnu-gcc的话，就能指定工具链。
在这里插入图片描述

但是会发现报以下的错误：
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所以建议的操作如下：

./configure --host=loongarch64 CC=loongarch64-linux-gnu-gcc

而对于loongarch架构，因为这是新的架构，目前ubuntu18.04里面是没有这个架构的记录的。进而报这个错误。
在这里插入图片描述
这是在build-aux/config.sub脚本里面没有loongarch64的记录。而在系统的/usr/share/misc文件夹下面，有以下的文件。

那么建议切换到root用户下(su root)，在/usr/share/misc的文件夹下对config.guess和config.sub文件进行添加（建议事先备份）或者下载最新的config.guess和config.sub 文件。下载方法：

下载config.sub

sudo wget -O /usr/share/misc/config.sub “git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=config.git;a=blob_plain;f=config.sub;hb=HEAD”

下载config.guess

sudo wget -O /usr/share/misc/config.guess “git.savannah.gnu.org/gitweb/?p=config.git;a=blob_plain;f=config.guess;hb=HEAD”

如手动修改config.guess或config.sub则添加内容如下：

config.guess文件的964行附近，添加

loongarch32:Linux:\*:\* | loongarch64:Linux:\*:\* | loongarch:linux:\*:\*)
		echo "$UNAME_MACHINE"-unknown-linux-"$LIBC"
		exit ;;

如下图：
在这里插入图片描述

在config.sub文件的295行附近，添加：

| loongarch32 | loongarch64 | loongarch \

如下图：
在这里插入图片描述

可见添加内容都是仿照其他架构的内容。添加的位置不是指定的。只需要模仿得当即可。

然后在build-aux里面执行以下命令（注意不是root用户）：

cp /usr/share/misc/config.guess /usr/share/misc/config.sub ./

在这里插入图片描述
然后configure就能成功执行。

随后只需要make即可编译完成。

注意交叉编译的产物不是编译机能用的程序，所以make install的话，就会把不属于编译机的程序安装到编译机的/usr中。那么将会是比较麻烦的事情。

所以请提前准备好安装的目录，并且在configure的参数中声明或者make install的时候指定安装路径。通常–prefix指的是安装路径。建议在configure的时候指定好。
在这里插入图片描述

其他更加精细的安装目录设置则根据实际情况与configure的特性而自行指定。

对于其他源码包，可能关于config.guess的报错不只一处，还请按照实际情况做出对应操作。

5. Qt交叉编译软件

注意本文演示的系统是ubuntu18.04系统，如果是开发板资料中提供的软件包，那么不需要管Qt的部署，因为已经设置好了，直接前往编译就好。

首先，ubuntu18.04需要安装好Qt环境和QtCreator。开发板资料中有一个qt-opensource-linux-x64-5.12.11.run包，可以在ubuntu18.04里面直接运行，即可安装上述的两个条件。
在这里插入图片描述

随后根据安装提示安装即可。

注意上面只是推荐了一种开发方式。即Qt的UI界面和一些逻辑处理可以在ubuntu18.04里面验证，然后再使用交叉编译，到板卡上运行验证。

下面分以下步骤说明：部署loongarch64版本的Qt套件，部署Qtcreator的交叉编译配置。选择编译配置。

先部署loongarch64版本的Qt套件，在开发板资料中有Qt-5.15.2-LA64.tar.gz的压缩包。请复制到ubuntu18.04的里面(路径不做要求)。然后在压缩包所在的文件夹中打开终端，输入：

sudo tar -zxf Qt-5.15.2-LA64.tar.gz -C /usr/local

那么/usr/local/下就会存在文件夹Qt-5.15.2-LA64。那么部署成功。

然后就是Qtcreator的部署。例子如下：

打开Qtcreator，按下面的图示操作执行。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
然后就能获得下图所示的内容：

那么Qtcreator的部署就完成了。

如何选择编译配置，如果你是新建工程那么可以参考下图：
在这里插入图片描述

然后照常编译（点击绿色那个三角形）。
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只需要到对应的阐述文件夹里面找到可执行程序文件，传输到板卡上执行即可。
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**如果是移植旧项目的情况，需要选择这个编译配置的话 **。按照下图操作：

之后的操作与前文一致。

如果设置了Qtcreator之后，Qtcreator编辑的时候，代码无法高亮，可以参考以下的解决方式
在这里插入图片描述

5.1 Qt和tslib使用建议

如果使用tslib作为触控屏的使用库，比如ls2k500先锋板中就是使用tslib库作为Qt的触摸处理库。

关于Qt和tslib的的使用，目前推荐的tslib声明为

export QT_QPA_FB_TSLIB=1
./driver_testcase

或者

export QT_QPA_FB_TSLIB=1 && ./driver_testcase

在启动的时候，由于使用tslib作为触摸屏的Qt库，所以需要运行Qt程序之前执行export QT_QPA_FB_TSLIB=1的命令
。如果不声明该环境变量，那么启动后，触摸可以让鼠标移动，但是会出现不能点击按钮的bug。

**并且为了更加方便，可以不用输入export QT_QPA_FB_TSLIB=1，资料包中的文件系统已经把export QT_QPA_FB_TSLIB=1写入/etc/profile里面，只需要直接运行Qt程序即可。