深海游弋的鱼 – 默默的点滴

背景介绍

树莓派自带的编译工具是基于Linux的，在Mac OSX上是无法正常使用的，因此比较简单的方法就是使用crosstool-ng来建立交叉编译环境。

配置编译环境

1.安装HomeBrew，方便各种工具的安装

2.使用HomeBrew安装crosstool-ng

$ sudo brew install crosstool-ng

3.链接Mac OSX上的install到ginstall。Mac OSX上没有ginstall

$ sudo ln -s /usr/local/bin/ginstall /usr/bin/install

如果不执行命令，则会报错

/Volumes/RPi-EABI/.build/tools/bin/install: line 2: exec: ginstall: not found

4.使用HomeBrew安装expat

$ sudo brew install expat

不执行此命令，我的电脑会出现crosstool-ng在配置expat的时候失败,但是两者使用的版本并不相同，另外貌似出错后，重试即可，不需要安装expat，但是稳妥起见，还是安装好了。
5.创建大小写区分的磁盘分区文件，并挂载（如果你系统创建的时候，系统分区以及区分大小写，则不必此项操作）

参考Mac OSX下执行crosstool-ng提示“Your file system ‘xxxx’ is *not* case-sensitive!”

6.在刚刚创建并挂载的大小写区分的磁盘上执行配置命令

$ ct-ng armv7-rpi2-linux-gnueabihf

7.修改刚刚命令生成在当前目录下的配置文件

$ sudo vim .config

找到

CT_WANTS_STATIC_LINK=y
CT_CC_GCC_STATIC_LIBSTDCXX=y

禁止使用静态链接（Mac OSX下，无法提供对于libc的静态链接，只能动态链接）

CT_WANTS_STATIC_LINK=n # set disabled
CT_CC_GCC_STATIC_LIBSTDCXX=n # set disabled or comment out

8.执行构建命令

$ ct-ng build

构建中遇到的问题

如果构建出错，可以使用

$ ct-ng build.1

后面的数字代表几个并行的任务，单个任务可以更方便的查看出错的信息，多任务并发会导致日志打印的非常混乱。

在构建(ct-ng build)的时候遇到任何问题，都应该查看当前构建目录下的build.log文件，这个文件中详细记录了构建的过程信息，详细的出错信息等。
由于crosstool-ng在构建过程中需要去服务器上下载源代码，难免出现文件下载不完整的情况，这种情况下，可以从build.log文件中看到如下的内容：

[FILE ]    tar: Retrying...
[FILE ]    tar: Damaged tar archive
[FILE ]    tar: Retrying...
[FILE ]    tar: Damaged tar archive
[FILE ]    tar: Retrying...
[FILE ]    tar: Damaged tar archive
[FILE ]    tar: Retrying...
[FILE ]    tar: Truncated tar archive
[FILE ]    tar: Error exit delayed from previous errors.

则说明下载的源代码出现了问题。最容易出现这个问题的是gcc.以gcc-5.2.0为例子,修正的方法如下：

$ cd .build

$ cd tarballs

$ rm -rf gcc-5.2.0.tar.bz2

$ cd ..

$ cd src

$ rm -rf .gcc-5.2.0.extracting

$ rm -rf gcc-5.2.0

简单解释一下代码，tarballs存储了从服务器上下载的全部源代码的压缩包，解压缩出现问题，因此必须删除，让crosstool-ng去重新下载，扩展名为.extracting文件为crosstool-ng的标记文件，用来标识这个包是不是已经被解压缩过，一旦这个文件存在crosstool-ng就认为对应的工具已经就绪了，就不会处理这个工具了，最后删除的是工具源代码的目录。

如果提示安装binutils的时候失败，如下所示：

[INFO ]  Installing binutils for host
[ERROR]    /Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/src/binutils-2.25.1/gold/gold-threads.cc:288:13: error: expected expression
[ERROR]    make[5]: *** [gold-threads.o] Error 1
[ERROR]    make[4]: *** [all-recursive] Error 1
[ERROR]    make[3]: *** [all] Error 2
[ERROR]    make[2]: *** [all-gold] Error 2
[ERROR]    make[1]: *** [all] Error 2
[ERROR]   
[ERROR]  >>
[ERROR]  >>  Build failed in step 'Installing binutils for host'
[ERROR]  >>        called in step '(top-level)'
[ERROR]  >>
[ERROR]  >>  Error happened in: CT_DoExecLog[scripts/functions@216]
[ERROR]  >>        called from: do_binutils_backend[scripts/build/binutils/binutils.sh@240]
[ERROR]  >>        called from: do_binutils_for_host[scripts/build/binutils/binutils.sh@105]
[ERROR]  >>        called from: main[scripts/crosstool-NG.sh@646]
[ERROR]  >>
[ERROR]  >>  For more info on this error, look at the file: 'build.log'
[ERROR]  >>  There is a list of known issues, some with workarounds, in:
[ERROR]  >>      '/usr/local/Cellar/crosstool-ng/1.22.0/share/doc/crosstool-ng/crosstool-ng-1.22.0/B - Known issues.txt'
[ERROR]   
[ERROR]  (elapsed: 36:53.00)
[36:54] / make: *** [build] Error 1

查看build.log可以看到如下的内容：

[ERROR]    /Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/src/binutils-2.25.1/gold/gold-threads.cc:288:13: error: expected expression
[ALL  ]        : once_(PTHREAD_ONCE_INIT)
[ALL  ]                ^
[ALL  ]    /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Platforms/MacOSX.platform/Developer/SDKs/MacOSX10.11.sdk/usr/include/pthread.h:203:27: note: expanded from macro 'PTHREAD_ONCE_INIT'
[ALL  ]    #define PTHREAD_ONCE_INIT {_PTHREAD_ONCE_SIG_init, {0}}
[ALL  ]                              ^
[ALL  ]    1 error generated.
[ERROR]    make[5]: *** [gold-threads.o] Error 1
[ALL  ]    make[5]: *** Waiting for unfinished jobs....

这个BUG的原因是由于GCC的版本问题导致的,低于4.7版本的GCC无法理解这个语法，尽管Mac Osx已经使用最新的LLVM，但是遗憾的是，最新的LLVM并没有支持这个语法。解决方法如下：

$ vim /Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/src/binutils-2.25.1/gold/gold-threads.cc

找到如下代码

// Class Once_initialize.  This exists to hold a pthread_once_t
// structure for Once.

class Once_initialize
{
 public:
  Once_initialize()
    : once_(PTHREAD_ONCE_INIT)
  { }

  // Return a pointer to the pthread_once_t variable.
  pthread_once_t*
  once_control()
  { return &this->once_; }

 private:
  pthread_once_t once_;
};

修改为：

// Class Once_initialize.  This exists to hold a pthread_once_t
// structure for Once.

class Once_initialize
{
 public:
  Once_initialize()
  {once_.__sig = _PTHREAD_ONCE_SIG_init; once_.__opaque[0] = 0;}

  // Return a pointer to the pthread_once_t variable.
  pthread_once_t*
  once_control()
  { return &this->once_; }

 private:
  pthread_once_t once_;
};

如果出现了"fatal error: bracket nesting level exceeded maximum of 256"，如下所示：

[ERROR]    /Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/src/gcc-5.2.0/gcc/config/arm/neon.md:3463:10917: fatal error: bracket nesting level exceeded maximum of 256
[ALL  ]    /Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/src/gcc-5.2.0/gcc/config/arm/neon.md:3463:10917: note: use -fbracket-depth=N to increase maximum nesting level
[ALL  ]    47 warnings and 1 error generated.
[ERROR]    make[2]: *** [insn-attrtab.o] Error 1
[ALL  ]    make[2]: *** Waiting for unfinished jobs....
[ALL  ]    42 warnings generated.
[ALL  ]    18 warnings generated.
[ALL  ]    rm gcc.pod
[ERROR]    make[1]: *** [all-gcc] Error 2

则修改方法如下：

$ ct-ng menuconfig

在出现的界面中选择"Paths and misc options"项目
Crosstool-NG-PathAndMiscOptions

在第二级界面中不断下拉，找到"Extra host compiler flags",增加"-fbracket-depth=512",这个选项。

Crosstool-NG-PathAndMiscOptions-ExtraHostCompilerFlags

然后重新执行

$ ct-ng build

如果出现错误：

[ALL  ]    /var/folders/h8/_f6dzm814rn1pjrgxgfvcn900000gn/T//ccU8Jut6.s: Assembler messages:
[ALL  ]    /var/folders/h8/_f6dzm814rn1pjrgxgfvcn900000gn/T//ccU8Jut6.s:81: Error: invalid constant (af) after fixup
[ALL  ]    /var/folders/h8/_f6dzm814rn1pjrgxgfvcn900000gn/T//ccU8Jut6.s:163: Error: invalid constant (ff) after fixup
[ERROR]    make[3]: *** [/Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/armv7-rpi2-linux-gnueabihf/build/build-libc-startfiles/csu/libc-start.o] Error 1

这个是由于LLVM目前的版本还无法正确的理解部分GCC的汇编部分的写法，导致编译失败，而这部分的语法一般都是用在优化的时候出现错误，因此我们需要禁用这部分的优化，使用"Paths and misc options"->"Extra host compiler flags"增加 "-fno-unroll-loops"。如下图：
Crosstool-NG-PathAndMiscOptions-ExtraHostCompilerFlags-NoUnrollloops
如果出现如下错误：

[ERROR]    make[3]: *** [iconvdata/others] Error 2
[ERROR]    make[2]: *** [all] Error 2

[ALL  ]    make[4]: *** No rule to make target `/Volumes/raspberry/rpi-linux/.build/armv7-rpi2-linux-gnueabihf/build/build-libc-final/iconvdata/MIK.so', needed by `others'.  Stop.
[ERROR]    make[3]: *** [iconvdata/others] Error 2
[ERROR]    make[2]: *** [all] Error 2
[ERROR]  
[ERROR]  >>
[ERROR]  >>  Build failed in step 'Installing C library'
[ERROR]  >>        called in step '(top-level)'

这个问题是由于编译的时候，同时打开的文件数量超过了256导致的,修复方式为在shell中增大同时打开的文件数量限制到1024：

$ ulimit -n 1024

然后在同一个shell中继续执行

$ ct-ng build

如果出现如下错误，则直接忽略即可：

[INFO ]  Installing final gcc compiler
[ERROR]    clang: error: unsupported option '-print-multi-os-directory'
[ERROR]    clang: error: no input files

至于其他问题，貌似重试一下就可以解决了。

编译树莓派源代码

Ubuntu 16.04 (x64)树莓派B+（Raspberry Pi B+）源代码编译

Mac OSX EI Capitan(10.11.5)上使用crosstool-ng 1.22.0 建立树莓派2B的编译环境

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