ARM裸机开发之交叉工具链和MakeFile工程管理

一、交叉工具链

　　嵌入式Linux开发采用交叉开发，简单来说就是在宿主机（PC机）上面编译出能够在其他硬件平台上面运行的程序。在这个过程中，需要用到许多的交叉工具，这些交叉工具的集合就叫做交叉工具链。下面列举嵌入式开发中常用的交叉工具。

　　1、交叉编译器    arm-linux-gcc

　　交叉编译器的命名十分有特色，前面两个字符串表明了他们可以使用的平台。例如：arm-linux-gcc说明用来编译出用于ARM平台的程序。

　　用法：arm-linux-gcc hello.c -o hello

　　2、交叉链接器    arm-linux-ld

　　用法：arm-linux-ld  -Tled.lds  -o  led.elf  led.o

　　它可以将一个或者多个 .o 文件链接成一个 .eld 文件，其中 led.lds 是链接器脚本。

　　应用：如果不用交叉编译器直接编译出.eld文件，用 arm-linux-gcc -g -c  + 文件名（参数 -c 的意思是只编译不链接）编译出来.o文件，这个时候交叉链接器就派上用场了。

　　3、交叉elf文件工具    arm-linux-readelf

　　用法：arm-linux-readelf  -a  led.elf      查看.elf文件

　　如果交叉编译出来的文件不能在的硬件平台运行，检查两点。

　　（1）用file +文件名查看文件运行的平台是否正确，例如：

　　（2）查看大小端是否正确（大多数处理器是小端的处理器）

　　用 arm-linux-readelf  -a  led.elf 也可以查看文件运行的平台，例如这里Machine:  ARM。参数 -a 的意思是all。

　　4、交叉转换器    arm-linux-objcopy

　　用法：arm-linux-objdump -O binary led.elf ledbin

　　-O binary 表示输出的文件是2进制文件，led.elf 是输入文件，ledbin 是输出文件。

　　在硬件平台上能直接执行的都是二进制文件，所以需要用交叉转换器进行文件格式转换。

　　5、交叉反汇编器    arm-linux-objdump

　　用法：arm-linux-objdump -D -S hello

　　拓展：arm-linux-objdump -D -S hello >dump   将hello反汇编生成的代码生成一个文件dump，可以直接用 vi dump 查看。

　　在用arm-linux-gcc编译的时候加上-g参数，arm-linux-gcc -g hello.c -o hello，这样反汇编的时候得到的代码简单些。

二、MakeFile工程管理

　　1、为什么需要MakeFile？

　　如下图，一个源文件led.S生成的一个可执行的led.bin需要进行交叉编译，交叉链接，交叉转换，采用MakeFile就是让这个过程更有效率的执行，使整个程序的编译，链接用一个命令完成。能起到一劳永逸的作用。

　　2、Make 的工作主要依赖于一个叫Makefile的文件，Makefile文件描述了整个程序的编译，连接等规则。其中包括：工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译，如何最后产生我们想要得可执行文件。

　　3、MakeFile的构成

　　两部分：规则和变量

　　（1）规则

　　MakeFile中最重要的组成部分就是规则，那什么是规则？

　　打开一个MakeFile文件。如图，一个版块就是一个规则，MakeFile就是由一个或者多个规则构成的。

　　

　　一条规则格式：

　　目标:依赖

　　tab   命令

　　伪目标：上图中，蓝色标注的目标 clean 只有命令，没有依赖，这样的目标称为伪目标。通常用一个关键字 .PHONY 标识出来。从上面可以看出，伪目标用来清除一些文件。

　　最终目标：第一条规则中的目标

　　（2）变量

　　在MakeFile中，变量是没有类型的，不用去定义它，直接赋值就可以了。

　　应用举例：　　

　　使用变量前：

 app1: app1.o func1.o func2.o
 　　gcc app1.o func1.o func2.o -o app1
 　　app2: app2.o func1.o func2.o
 　　gcc app2.o func1.o func2.o -o app2

　　使用变量后：

 obj=func1.o func2.o
 　　app1: app1.o $(obj)
 　　gcc app1.o $(obj) -o app1
 　　app2: app2.o $(obj)
 　　gcc app2.o $(obj) -o app2

　　注意：等号两边不能有空格！

　　在makefile中，用户除了可以自己定义变量外，还可以使用系统已经定义好的默认变量。

　　$^：代表所有的依赖文件
　　$@：代表目标
　　$<：代表第一个依赖文件

　　使用前：

 led.o : led.S
     arm-linux-gcc -g –o led.o -c led.S

　　使用后：

 led.o : led.S
     arm-linux-gcc -g –o $@ -c $^

　　拓展：当一个makefile中有许多类似的规则时，可以将这些规则合并为一条通用规则。例如在一个makefile中，有如下规则；

 led.o : led.S
     arm-linux-gcc -g –o $@ -c $^

 main.o : main.S
     arm-linux-gcc -g –o $@ -c $^

 fun.o : fun.S
     arm-linux-gcc -g –o $@ -c $^

　　可以合并为一条：

 %.o : %.S
     arm-linux-gcc -g –o $@ -c $^

4、MakeFile的使用规则

　　如果用户没有指定执行某一条规则，make会默认执行makefile中的第1条规则，而这条规则中的目标称之为：最终目标。如果想单独执行某一条规则：make + 该条规则的目标名，例如：make led.bin

5、MakeFile的使用技巧

　　（1）去回显

　　在指令前面加一个@，例如：　

 hello: hello.c
     @gcc hello.c –o hello

　　Makefile中“#”字符后的内容被视作注释。

　　PS：使用GNU Make 工具来管理程序是每个Linux工程师必须掌握的技能！

　　（2）修改makefile名

　　方法1：mv Makefile makefile，这样修改使用的时候可以直接make + 目标名；

　　方法2：mv Makefile file，这样修改使用的时候不可以直接make + 目标；得用make -f file + 目标名。