基于Make的交叉编译示例

本文以将SDK移植到arm-linux 平台为例，演示一个完整的交叉编译移植过程。

对于嵌入式硬件平台，对编译出目标平台的libiot_sdk.a，需要如下步骤：

1. 在tools/board/目录下添加一个对应的配置文件，文件名规范为config.XXX.YYY，其中XXX部分就对应后面wrappers/os/XXX目录的HAL层代码。

2. 在配置文件中，需要指定：

   • 交叉编译器OVERRIDE_CC的路径。

   • 交叉链接器OVERRIDE_LD的路径。

   • 静态库压缩器OVERRIDE_AR的路径。

   • 编译选项CONFIG_ENV_CFLAGS，用于C文件的编译。

   • 链接选项CONFIG_ENV_LDFLAGS，用于可执行程序的链接。

3. 编译SDK，对可能出现的跨平台问题进行修正，直到成功产生目标格式的libiot_sdk.a。

4. 您需要使用编译方式，产生目标架构的libiot_hal.a。

5. 若目标平台尚未被适配，则libiot_hal.a对应的源代码在C Link SDK中并未包含，需要您自行实现HAL_*()接口。

下面以某款目前未官方适配的arm-linux目标平台为例，演示如何编译出该平台上可用的libiot_sdk.a。

安装交叉编译工具链

本示例以Ubuntu16.04开发环境为例。

$ sudo apt-get install -y gcc-arm-linux-gnueabihf
$ arm-linux-gnueabihf-gcc --version
arm-linux-gnueabihf-gcc (Ubuntu/Linaro 4.8.4-2ubuntu1~14.04.1) 4.8.4
Copyright (C) 2013 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.   

添加配置文件

$ touch tools/board/config.arm-linux.demo
$ ls tools/board/
config.alios.mk3080  config.arm-linux.demo  config.ubuntu.x86       

编辑配置文件

编辑配置文件需要设置编译选项和工具链，以及跳过编译的目录。

$ vim tools/board/config.arm-linux.demo
CONFIG_ENV_CFLAGS = \
    -D_PLATFORM_IS_LINUX_ \
    -Wall \
    -DNO_EXECUTABLES

CONFIG_ENV_LDFLAGS = \
    -lpthread -lrt

OVERRIDE_CC = arm-linux-gnueabihf-gcc
OVERRIDE_AR = arm-linux-gnueabihf-ar
OVERRIDE_LD = arm-linux-gnueabihf-ld

CONFIG_wrappers :=           

选择配置文件

$ make reconfig

SELECT A CONFIGURATION:

1) config.alios.mk3080
2) config.arm-linux.demo
3) config.ubuntu.x86

#? 2

SELECTED CONFIGURATION:

VENDOR :   arm-linux

MODEL  :   demo
            

交叉编译产生库文件libiot_sdk.a

本步骤不编译HAL，只是验证配置文件中的交叉编译参数是否正确，如果出现错误请对配置文件再次进行修改，直到编译成功。

$ make

BUILDING WITH EXISTING CONFIGURATION:


VENDOR :   arm-linux

MODEL  :   demo


[CC] infra_timer.o                      <=  ...
[CC] infra_json_parser.o                <=  ...
[CC] infra_preauth.o                    <=  ...
            

获取交叉编译的产物，包括静态库和头文件

$ ls -1 output/release/lib/
libiot_sdk.a
libiot_tls.a
            

• libiot_sdk.a文件是编译好的物联网平台SDK，已经是ELF 32-bit LSB relocatable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV)格式，也就是arm-linux格式的交叉编译格式。

• libiot_tls.a是一个裁剪过的加解密库，您可以选择使用，也可以选择使用平台自带的加解密库，以减小最终固件的尺寸。

$ ls -1 output/release/include/

dev_model_api.h
dev_sign_api.h
infra
mqtt_api.h
            

dev_sign_api.h是使用SDK中设备签名功能需要包含的头文件，类似mqtt_api.h是使用SDK中MQTT上云功能需要的，infra下的头文件也请加入编译搜索路径。

开发未适配平台的HAL层

对于实现平台抽象层接口HAL_XXX_YYY()的库libiot_hal.a，不限制其编译和产生的方式。

您也可以借助物联网平台设备端C Link SDK的编译系统来开发和产生。

复制一份HAL层实现代码

在wrappers/os下需要创建一个与tools/board/config.XXX.YYY中的XXX一样的目录用于存放HAL实现。

由于目标平台为arm-linux，因此可以复制Ubuntu下面的HAL实现，下面是操作示例：

$ cd wrappers/os/

$ ls
freertos  nos  nucleus  ubuntu

wrappers/os$ cp -rf ubuntu arm-linux

wrappers/os$ rm -f arm-linux/HAL_UART_linux.c

wrappers/os$ ls
arm-linux freertos  nos  nucleus  ubuntu

wrappers/os$ tree -A arm-linux/
arm-linux/
+-- HAL_AWSS_linux.c
+-- HAL_Crypt_Linux.c
+-- HAL_FS_Linux.c
+-- HAL_KV_linux.c
+-- HAL_OS_linux.c
+-- HAL_TCP_linux.c
+-- HAL_UDP_linux.c
            

打开之前被关闭的编译开关

$ vim tools/board/config.arm-linux.demo

CONFIG_ENV_CFLAGS = \
    -D_PLATFORM_IS_LINUX_ \
    -Wall\
    -DNO_EXECUTABLES

CONFIG_ENV_LDFLAGS = \
    -lpthread -lrt

OVERRIDE_CC = arm-linux-gnueabihf-gcc
OVERRIDE_AR = arm-linux-gnueabihf-ar
OVERRIDE_LD = arm-linux-gnueabihf-ld

# CONFIG_wrappers :=
          

CONFIG_wrappers :=前添加了#符号，表示这一行已被注释，wrappers将会进入编译过程。

尝试交叉编译被复制的HAL层代码

$ make reconfig

SELECT A CONFIGURATION:

1) config.alios.mk3080
2) config.arm-linux.demo
3) config.ubuntu.x86

#? 2

SELECTED CONFIGURATION:

VENDOR :   arm-linux
MODEL  :   demo

...


$ make
            

wrappers/os/arm-linux/*.c编译成功，产生arm-linux格式的libiot_hal.a。

交叉编译样例程序

• 有了libiot_hal.a、libiot_tls.a，以及libiot_sdk.a，可以尝试交叉编译样例的可执行程序，并在目标嵌入式硬件开发板上运行。

• 去掉config.arm-linux.demo里面的-DNO_EXECUTABLES开关，使*/examples/目录下的样例源码被编译出来。

• 删掉-DNO_EXECUTABLES开关时，将上面一行-Wall后面的''符号也删掉。

修改后的config.arm-linux.demo内容如下所示。

$ vi tools/board/config.arm-linux.demo

CONFIG_ENV_CFLAGS = \
    -D_PLATFORM_IS_LINUX_ \
    -Wall

CONFIG_ENV_LDFLAGS = \
    -lpthread -lrt

OVERRIDE_CC = arm-linux-gnueabihf-gcc
OVERRIDE_AR = arm-linux-gnueabihf-ar
OVERRIDE_LD = arm-linux-gnueabihf-ld

# CONFIG_wrappers :=
            

在-DNO_EXECUTABLES开关从CONFIG_ENV_CFLAGS中已去掉，示例可执行程序进入了编译范围。

重新载入配置文件，交叉编译可执行程序

$ make reconfig

$ make            

如果有如下编译输出，则表示mqtt-example等一系列示例程序已被成功编译，并存放在output/release/bin目录下。

[LD] dev-sign-example                   <=  ...
[LD] mqtt-example                       <=  ...
[LD] linkkit-example-solo               <=  ...

$ cd output/release/bin/

$ ls
dev-sign-example  linkkit-example-solo  mqtt-example

$ file *

dev-sign-example:     ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked ...

linkkit-example-solo: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked ...

mqtt-example:         ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked ...
            

可以用file命令验证可执行程序是否交叉编译到arm-linux架构中。

运行示例程序

您可以把示例程序例如mqtt-example，用SCP、TFTP或者其它方式，拷贝下载到您的目标开发板上运行调试。

• 如果样例程序和同样例程在Ubuntu上运行效果相同，则证明wrappers/os/arm-linux部分的HAL层代码工作正常。

• 如果样例程序运行起来，和同样例程在 Ubuntu上运行效果不同，则需要再重点修改调试HAL实现。

• 也就是指wrappers/os/arm-linux目录的HAL层代码，因为这些代码是从Ubuntu主机部分复制的，完全可能并不适合arm-linux。

如此反复直到确保libiot_hal.a的开发没问题为止。