如何移植开源软件到嵌入式Linux系统

2019-07-12 23:37发布

我们知道,在PC机Linux上,安装开源软件,一般来讲,大多是如下几个步骤就搞定了。
tar -xzf  open_source_software.tar.gz
cd       open_source_software
./configure
make 
make install


但是,如果要将开源软件移植到嵌入式Linux单板上运行,情况却略有不同。
本文就来说说这项工作如何进行。不当之处,还请大家斧正。


其实,无论是在PC机Linux上安装开源软件,还是将开源软件移植到嵌入式Linux单板上,其操作过程,在本质上是完全相同的。只是在PC机Linux上,各项事宜默认就得到了正确的组合。而对于嵌入式Linux单板,我们则需要明确地为这些事宜构造正确的组合。下面,我们就来看看具体的移植过程。


一、在PC机Linux上安装合适的交叉编译工具链。
这一步很简单,一般就是将工具链的压缩包解压到某个路径下,就完成了安装。
我们这里假设目标单板是arm处理器,运行Linux系统,
用的工具链是arm-linux-gcc-3.4.1,工具链安装路径是/opt/arm-linux-gcc-3.4.1。
并且,为了使用方便,我们已经将/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/bin目录添加到PATH环境变量中了。这样就可以直接使用arm-linux-gcc、arm-linux-ld等命令了。
如果不这样做的话,后面使用/设定编译器时,就得用/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/bin/arm-linux-gcc了。


二、开源库的移植
由于有些开源应用程序本身又依赖于一些开源库。因此,我们的移植步骤是,先移植开源库,再移植开源应用程序。不然的话,开源应用程序的编译就会成问题。
因此,这里先介绍开源库的移植。
库的移植,其实就是对工具链自带的库进行了扩充。
例如,假设上述arm工具链的stdio.h文件路径为/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/include/stdio.h
那么,我们移植完开源库之后:
/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/include/下面就会多出一些头文件。
/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/lib/下面就会多出一些.a文件或.so文件。
当然,凡是单板上用到的/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/lib/下面的.so文件,不管是工具链自带的,还是我们移植的,都需要拷贝到单板的根文件系统的/usr/lib/目录中。


好了,下面说说具体移植步骤。
假设我们已经获取并解压了开源库的源码包,并且在shell中已经进入了源码包的根目录。接下来的工作,分三步进行。
1. 配置
注意,这是最关键的一步。在这一步中,我们要指定诸如目标单板的操作系统、CPU、工具链等信息。
如何指定这些信息呢,不同的软件可能会有相同。我们如果不熟悉,就需要仔细阅读源码包中附带的诸如README、INSTALL等文件。这些文件会告诉我们,如何指定这些信息。
一般来讲,常见的配置方法,是通过 ./configure 命令进行。当然,有些开源包,可能叫./config或其他名字。这并不重要。 这些configure通常都是很大的shell脚本,应该都是用自动化工具生成的。因此,我们不用费力去读他的内容。 以opensll为例。配置命令为:
./config --prefix=/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/  linux-elf:arm-linux-gcc
这就指定了目标类型是linux-elf,工具链是arm-linux-gcc。
安装路径是:/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/。注意,这个路径是交叉工具链include目录及lib目录的父目录。因为头文件及编译后的库文件,需要分别安装到include与lib目录中。
当然,在配置命令中,我们还可以指定其他选项,以做进一步的定制。
一般来讲,可以通过  ./configure  --help 命令查看所支持的可定制选项。
该命令会输出所支持的各种选项,选项的含义,以及默认是否打开等信息。


当然,对于opensll来说,这里是用./config --help 命令。
如果这一步失败,通常是编译系统依赖的某个工具没找到。这个好办,安装一下就是了。

2. 编译
这就简单了,一般来说,一个make命令搞定


3. 安装
这就简单了,一般来说,一个make install命令搞定
对于本例来说,由于指定了安装路径为:--prefix=/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/
因此,头文件(例如,openssl/ssl.h)及编译后的库文件(如libcrypto.a  libssl.a),会分别被安装到/opt/arm-linux-gcc-3.4.1/include 与 /opt/arm-linux-gcc-3.4.1/lib目录中。这样一来,就相当于扩充了/opt/arm-linux-gcc-3.4.1自带的库。接下来,就可以编译使用了opensll的开源应用程序了。


三、开源应用程序的移植
假设我们已经获取并解压了开源应用程序的源码包,并且在shell中已经进入了源码包的根目录。接下来的工作,也分三步进行。
1. 配置
和开源库的移植类似。在这一步中,我们要指定诸如目标单板的操作系统、CPU、工具链等信息。
如果不熟悉,同样需要需要仔细阅读源码包中附带的诸如README、INSTALL等文件。这些文件会告诉我们,如何指定这些信息。
以e2fsprogs-1.42.5为例。配置过程如下(可能相对传统一点):
mkdir release
cd release/
../configure --host=arm-linux CC=arm-linux-gcc 
当然,我们同样可以带上更多的参数,做更多的定制。
例如,带上参数 LDFLAGS=-static从而指定静态链接。
如果这一步失败,有两个原因: a). 编译系统依赖的某个工具没找到。这个好办,安装一下就是了。 b). 开源应用程序的某个功能项所依赖的某个开源库没有找到。 这种问题,有两个解决办法: 一是移植此开源库,按照前面的方法; 二是通过 --disable-funcname关闭此功能项,如果确实用不到该功能项的话。
2. 编译
这就简单了,一般来说,一个make命令搞定


3. 安装
这一步,需要将上述编译出的可执行文件、程序运行需要用到的配置文件、程序运行需要用到的所有动态库文件(无论是工具链自带的库文件,还是我们移植的库文件),都拷贝到单板的根文件系统的相应的目录下就行了。
例如,
库文件拷贝到/usr/lib/目录中。
配置文件拷贝到/etc/下面合适的路径中。
可执行文件拷贝到/bin或/usr/bin等目录中。


这一步,自己写点脚本来完成可能更合适。
因为即使在第1步中,已经指定了安装目录为单板的根文件系统。
make install命令也未必好用,他可能会安装过多的东西(如man手册页等,单板上并不需要),或者某些文件安装的路径未必正确,或者不会安装相应的库文件。