编译uclinux下的应用程序和内核模块

早年写的笔记，压箱底了，翻出来晒晒

实验环境

IXP425DP(P720板) 266Mhz 64M ram16M flash

u Vmware6.5, 2CPU.

u FC4: kernel 2.6.11-1.1369_FC4smp(FC6也行)，安装在虚拟机上

u arm-linux-tools-20051123.tar.gz：gcc 3.4.4编译器

u snapgear-3.5.0.tar.gz: snapgear发布的uClinux包

u snapgear-modules-20071004.sh: snapgear发布的uClinux包

u BSD_ixp400AccessLibrary-2_4.zip: IXP网卡驱动

u IPL_ixp400NpeLibrary-2_4.zip: IXP网卡驱动补丁

u files in /home/linuxuser/snapgear

编译应用程序的正确方法

编译uClinux的过程中，make menuconfig关于c库有三种：uClibc，uc-libc和glibc。在本系列实验过程中均使用了uClibc。因为采用了uClibc，编译的方法就有所不同。

编译运行Hello world程序

hello.c程序的源码如下，非常简单。

/***************************************************/

#include<stdio.h>

int main(void)

{

int i =0;

i += 9; //i only for extra information forlater debug

printf("hello world, i = %d\n",i);

return 0;

}

/***************************************************/

Makefile中arm-linux-gcc前面需要添加/home/linuxuser/snapgear/tools/ucfront-gcc

Makefile全文如下

/***************************************************/

KERNEL_UC_VERSION= linux-2.4.x

C_FLAGS =-mbig-endian -I/home/linuxuser/snapgear/$(KERNEL_UC_VERSION)/include -Wall -Wstrict-prototypes -O-fno-strict-aliasing -fno-common -Uarm -fno-common -pipe -mapcs-32-D__LINUX_ARM_ARCH__=5 -mcpu=xscale -mtune=xscale -malignment-traps

CC=/home/linuxuser/snapgear/tools/ucfront-gccarm-linux-gcc

arm:

$(CC) $(C_FLAGS) -o hello hello.c

pc:

gcc -o hello hello.c

clean:

rm -f *.o

rm hello

/***************************************************/

在helloworld程序所在目录执行

#exportPATH=$PATH:/home/linuxuser/usr/local/bin

#make arm

就会得到hello，下载到IX425DP的板子上运行hello，情形如下

# ./hello

hello world, i =9

当然也可以用make pc来先生成PC上可以运行的程序debug。

如果是编译uClinux2.6下的程序，把Makefile中的KERNEL_UC_VERSION= linux-2.4.x

改成KERNEL_UC_VERSION = linux-2.6.x就可以了

编译运行多文件Hello world程序

一共三个文件hello_lib.c,hello_lib.h, hello_main.c。CC的定义是关键。

Hello_lib.c如下

/***************************************************/

#include<stdio.h>

voidhelloworld(void)

{

int i =0;

i += 9;

printf("hello world, i = %d\n",i);

}

/***************************************************/

Hello_lib.h如下

/***************************************************/

voidhelloworld(void);

/***************************************************/

hello_main.c

/***************************************************/

#include<stdio.h>

#include"hello_lib.h"

int main(void)

{

helloworld();

return 0;

}

/***************************************************/

Makefile文件如下：

/***************************************************/

KERNEL_UC_VERSION= linux-2.4.x

C_FLAGS =-mbig-endian -I/home/linuxuser/snapgear/$( KERNEL_UC_VERSION)/include -Wall -Wstrict-prototypes -O-fno-strict-aliasing -fno-common -Uarm -fno-common -pipe -mapcs-32-D__LINUX_ARM_ARCH__=5 -mcpu=xscale -mtune=xscale -malignment-traps

CC=/home/linuxuser/snapgear/tools/ucfront-gccarm-linux-gcc

CC+=$(C_FLAGS)

OBJ=hello_main.ohello1.o

hello:$(OBJ)

$(CC) $(C_FLAGS) -o $@ $?

$(OBJ):hello1.h

clean:

rm -f *.o

rm hello

/***************************************************/

编译完成之后得到hello文件，运行效果和单文件的完全一样。

其中makefile中hello:$(OBJ)一句，hello定义最终的可执行文件的名字，可以修改为任意的名字。

如果是编译uClinux2.6下的程序，把Makefile中的KERNEL_UC_VERSION= linux-2.4.x

改成KERNEL_UC_VERSION = linux-2.6.x就可以了

编译应用程序的方法摸索

在此仅仅需要讨论单文件hello.c的编译执行情况。

很明确的一点是，必须使用arm-linux-gcc作为编译器，执行如下命令：

# arm-linux-gcc-o hello hello.c

得到hello文件下载到板子上执行，得到如下信息;

sh: ./hello: cannot execute binary file

Google“uclinux cannot execute binary file”，得知可以用file命令查看文件的属性

# file hello

hello: ELF 32-bit LSB executable, ARM,version 1 (ARM), for GNU/Linux 2.0.0,dynamically linked (uses shared libs), not stripped

查看一个能够在板子上正确执行的文件的属性

# file busybox

busybox: ELF 32-bit MSB executable, ARM,version 1 (ARM), for GNU/Linux 2.0.0,dynamically linked (uses shared libs), not stripped

很明显就是MSB和LSB的问题，猜想应该是编译选项的问题。参考查看make编译内核时的打印信息：

arm-linux-gcc -mbig-endian xxxxx之类的信息，应该就是这个选项了。

于是修改编译命令如下：

arm-linux-gcc -mbig-endian -o hello hello.c

在板子上执行得到如下结果

# ./hello

libc.so.6: aborted attempt to load ./hello!

Google libc.so.6，发现是编译库的问题。三个编译库uClibc，uc-libc和glibc有不同的库文件，libc.so.6应该是glibc的库文件。想到在编译内核的时候设置menuconfig，选择的是uClibc，那么应该include该库。但是不知道怎么才可以使用uClibc。于是故意menuconfig的busybox的一个选项，使make uClinux内核的时候多编译一个bunzip2程序，希望能够看到编译的信息。Make内核的时候，编译程序输出如下信息:

ucfront-gccarm-linux-gcc -mbig-endian -O1 -pipe -fno-common -fno-builtin -Wall -Dlinux -D__linux__ -Dunix -DEMBED-I/home/linuxuser/snapgear/user/busybox/include-I/home/linuxuser/snapgear/user/busybox/include -I -D_BSD_SOURCE -D__USE_BSD-Wall -Wstrict-prototypes -Wshadow -Os -fstrict-aliasing -fomit-frame-pointer-D_GNU_SOURCE -DNDEBUG -mbig-endian -c-o /home/linuxuser/snapgear/user/busybox/archival/bunzip2.o/home/linuxuser/snapgear/user/busybox/archival/bunzip2.c

很明显，除了多了很多编译选项意外，在arm-linux-gcc的前面多出了ucfront-gcc， google ucfront-gcc查到一篇文章。修改编译命令如下：

#/home/linuxuser/snapgear/tools/ucfront-gccarm-linux-gcc -mbig-endian -o hello hello.c

下载到板子上运行，正确打印出helloworld.

其他错误

在中间有一步，因为看到kernel编译的时候加上了不少选项，就基本上全部照抄，但是出现如下错误：

/home/linuxuser/usr/local/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.4/../../../../arm-linux/bin/ld:ERROR: /home/linuxuser/snapgear/uClibc/lib/libc.so uses hardware FP, whereashello.o uses software FP

/home/linuxuser/usr/local/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.4/../../../../arm-linux/bin/ld:failed to merge target specific data of file/home/linuxuser/snapgear/uClibc/lib/libc.so

/home/linuxuser/usr/local/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.4/../../../../arm-linux/bin/ld:ERROR: /home/linuxuser/snapgear/uClibc/lib/crtn.o uses hardware FP, whereashello.o uses software FP

/home/linuxuser/usr/local/bin/../lib/gcc/arm-linux/3.4.4/../../../../arm-linux/bin/ld:failed to merge target specific data of file/home/linuxuser/snapgear/uClibc/lib/crtn.o

collect2: ld returned 1 exit status

make: *** [arm] Error 1

看样子应该是float运算的选项的错误，经过检查发现编译选项里面有-msoft-float，去掉以后错误就消失了。

编译内核模块

编译运行uClinux2.4的helloworld模块

Hello.c的内容如下

/***************************************************/

#include<linux/kernel.h>

#include<linux/module.h>

#include<linux/init.h>

static int __inithello_init(void)

{

int i = 9;

printk(KERN_ALERT "hellow world: i =%d\n", i);

return 0;

}

static void__exit hello_exit(void)

{

int i = 5;

printk(KERN_ALERT "bye, world: i =%d\n", i);

return;

}

module_init(hello_init);

module_exit(hello_exit);

/***************************************************/

Makefile 全文如下：

/***************************************************/

KERNELDIR=/home/linuxuser/snapgear/linux-2.4.x

CFLAGS =-D__KERNEL__ -I$(KERNELDIR)/include -Wall -Wstrict-prototypes -O -pipe-mapcs-32 -D__LINUX_ARM_ARCH__=5 -msoft-float -DMODULE -O2 -mbig-endian

CC =arm-linux-gcc

all: hello.o

clean:

rm -f hello.o

/***************************************************/

需要注意的一点是，编译module的时候不需要ucfront-gcc，并且可以使用-msoft-float，uclinux kernel编译的时候也是这样使用选项

下载到板子上运行，结果如下：

# insmod hello.o

Using hello.o

hellow world: i= 9

# lsmod

Module Size Used by

hello 208 0 (unused)

# rmmod hello

bye, world: i =5

编译运行uClinux2.6的helloworld模块

程序不用改，只要makefile改用如下内容

/***************************************************/

KERNELDIR=/home/linuxuser/snapgear/linux-2.6.x

CFLAGS =-D__KERNEL__ -I$(KERNELDIR)/include -Wall -Wstrict-prototypes -O -pipe-mapcs-32 -D__LINUX_ARM_ARCH__=5 -msoft-float -DMODULE -O2 -mbig-endian

CROSS_COMPILE=arm-linux-

CC=$(CROSS_COMPILE)gcc

PWD:=$(shellpwd)

#all: hello.o

obj-m=hello.o

default:

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux- M=$(PWD)

clean:

rm -f *.o

rm -f *.ko

/***************************************************/

编译之后效果和kernel2.4的一样，唯一的不同是2.6的模块是ko文件而2.4的是o文件。

编译运行uClinux2.4的多文件helloworld模块

一共有5个文件：hello_main.c, hello_lib.c, hello_lib.h，Makefile

hello_lib.c源码如下

/***************************************************/

intincrease_int(int ori)

{

return (ori+1);

}

/***************************************************/

hello_main.c源码如下

/***************************************************/

#include<linux/kernel.h>

#include<linux/module.h>

#include<linux/init.h>

#include"hello_lib.h"

int test_int =5;

static int__init hello_init(void)

{

int i = 9;

printk(KERN_ALERT "hellow world: i =%d\n", i);

test_int = increase_int(test_int);

return 0;

}

static void__exit hello_exit(void)

{

int i = 5;

printk(KERN_ALERT "bye, world: i = %d, test_int= %d\n", i, test_int);

return;

}

module_init(hello_init);

module_exit(hello_exit);

/***************************************************/

hello_lib.h源码如下

/***************************************************/

intincrease_int(int ori);

/***************************************************/

Makefile文件如下：

/***************************************************/

#2.4arm-linux-gcc cross compile

ROOTDIR=.

include$(ROOTDIR)/make_config

INCLUDES =$(I_CINCLUDES)

COMMON_CFLAGS =$(INCLUDES)

CFLAGS +=$(I_CFLAGS)

CFLAGS +=$(COMMON_CFLAGS)

MODULE = hello.o

OBJS =hello_main.o hello_lib.o

all: $(OBJS)

$(LD) -EB -r -o $(ROOTDIR)/$(MODULE) $(OBJS)

$(OBJ_DIR)/%.o: %.c

@echo "Compiling $<"

$(CC) -c -o $@ $(CFLAGS) $<

clean:

rm -f $(OBJS)

rm -f *~

rm -f $(MODULE)

/***************************************************/

make_config文件如下：

/***************************************************/

OBJ_PATH=$(ROOTDIR)/obj

MAKE=/usr/bin/gmake

# If you arerunning a cross compiler, you may want to set this

# to somethingmore interesting, like "powerpc-linux-".

UCGCC =/home/linuxuser/snapgear/tools/ucfront-gcc

CROSS=arm-linux-

CC=/home/linuxuser/snapgear/tools/ucfront-gcc$(CROSS)gcc

AR=$(CROSS)ar

LD=$(CROSS)ld

STRIP=$(CROSS)strip

I_CFLAGS = -D__KERNEL__ -DMODULE \

-mcpu=xscale -mtune=xscale -mbig-endian\

-Wall -O2 # -DPREFERENCE_B_WIRE

CFLAGS = -mbig-endian-D__KERNEL__ -I/home/linuxuser/snapgear/linux-2.4.x/include -Wall -Wstrict-prototypes -Wno-trigraphs -O-fno-strict-aliasing -fno-common -Uarm -fno-common -pipe -mapcs-32-D__LINUX_ARM_ARCH__=5 -mcpu=xscale -mtune=xscale -malignment-traps -msoft-float-Uarm -DMODULE -DCPU=XSCALE -DXSCALE=33-DSIMSPARCSOLARIS=34 -DSIMLINUX=35 -D__linux-DIX_NPEDL_READ_MICROCODE_FROM_FILE -DIX_UTOPIAMODE=0 -DIX_MPHYSINGLEPORT=0-DIX_ACC_DRAM_PHYS_OFFSET=0 -D__ixp42X

I_CINCLUDES=-I/home/linuxuser/snapgear/linux-2.4.x/include

/***************************************************/

编译完成之后下载到板子上运行，结果如下

# insmod hello.o

Using hello.o

hellow world: i= 9

# lsmod

Module Size Used by

hello 320 0 (unused)

# rmmod hello

bye, world: i =5, test_int = 6

编译运行uClinux2.6的多文件helloworld模块

源码文件不需要改变，make_config文件也不需要。Makefile文件改成下面的内容

/***************************************************/

KERNELDIR=/home/linuxuser/snapgear/linux-2.6.x

CFLAGS =-D__KERNEL__ -I$(KERNELDIR)/include -Wall -Wstrict-prototypes -O -pipe-mapcs-32 -D__LINUX_ARM_ARCH__=5 -msoft-float -DMODULE -O2 -mbig-endian

CROSS_COMPILE=arm-linux-

CC=$(CROSS_COMPILE)gcc

PWD:=$(shellpwd)

#all: hello.o

obj-m:=hello.o

hello-objs:=hello_main.ohello_lib.o

default:

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) ARCH=armCROSS_COMPILE=arm-linux- M=$(PWD)

clean:

rm -f *.o

rm -f *.ko

rm -f *.mod.c

/***************************************************/

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