Tool Chains

internal and external

buildroot提供了兩種方式的toolchain，統稱為『toolchain backend』：

• Internal toolchain, 代表的是所有的toolchain都是buildroot由source code建制出來的。
• External toolchain,你也可以使用本來在你電腦裡面就已經存在，或是外部的toolchain來建制。

如下圖，menuconfig要選擇你要用那一種：

Internal toolchain

使用這個選項的話，Buildroot會幫你從source code去建置整個cross-compilation toolchain，這個選項提供了非常彈性的組合，你可以選擇不同版本的『kernel header version』，不同類型的『C Library』，『gcc』...等等組合，但是除非你真的有這個需求，不然就不要亂弄會比較好，畢竟這部分的相容性也是很麻煩的。

Internal toolchain的相依性描述和建置的流程如下:

(來源 : free-electrons )

• 建置gcc所需要的host Tools和Library(host-m4, host-mpc, host-mpfr,host-gmp)
• 將上一步的結果安裝到『$(HOST_DIR)/usr/{bin,include,lib}』
• 建置host-binutils
• 將host-binutils安裝到『$(HOST_DIR)/usr/bin』
• 建置first stage 的compiler - 『host-gcc-initial』
• 將linux-kernel-headers安裝到『$(STAGING_DIR)/usr/include』
• 接下來建置並安裝C Library(這個例子是uclibc)到 『$(STAGING_DIR)/lib』,『$(STAGING_DIR)/usr/include』和 『$(TARGET_DIR)/lib』
• 最終就是建置host-gcc-final並且安裝到『$(HOST_DIR)/usr/bin』

建制出來的結果如下三個：

• $(HOST_DIR)/usr/bin/<tuple>-<tool>
  為cross-compilation tools，包含了compiler，linker，assembler等等。
• $(HOST_DIR)/usr/<tuple>/
  這個資料夾裡面的檔案都是host建制專案時會用到的檔案，像是kernel 標頭檔，C 函式庫標頭檔，C函式庫，C++函式庫標頭檔等等。
• $(TARGET_DIR)/
  cross-compile出來的target board檔案，但還不是成品。

External toolchain

如果你有以下的幾個需求，那你可以嘗試著用這個外部的toolchain的選項，這樣的用處主要是可以重複使用，可以節省很多時間，不過這個選項算是進階選項吧，所以進階玩家可以試看看：

• 廠商有提供你他們的toolchain。
• 你之前已經有用buildroot建制過toolchain了。
• 你有從網路下載相關的toolchain。
• 使用已知的相關toolchain(CodeSourcery, Linaro 等等)。
• 其他客製化工具，像是Crosstool-NG。

如果你已經有你自己客製化的toolchain，你就要選擇選項：
『toolchain->Custom toolchain』，

然後在搭配底下的『Toolchain origin』，看你要『Toolchain to be downloaded and installed』，還是要『Pre-installed toolchain』，第一個選項比較適合多個開發者一起分享toolchain，主要是輸入目標URL，而第二個就要輸入你的toolchain的local路徑。但是不管是那一個選項，你都需要輸入其他的一些資訊，像是如下：

可以看到你還要跟系統說你的gcc版本，kernel版本等等資訊，這樣它才知道哪些套件可以用這個toolchain來建制。

external toolchain的建置流程如下:

• 將toolchain解壓縮到『$(HOST_DIR)/opt/ext-toolchain』
• 執行script檢查這個toolchain
• 將toolchain的sysroot (C的library和headers, kernel headers)複製到『$(STAGING_DIR)/usr/{include,lib}』
• 將toolchain的library複製到『$(TARGET_DIR)/usr/lib』
• 建立相關的Symbolic links或是wrappers，主要是從『$(HOST_DIR)/opt/ext-toolchain/bin/<tuple>-<tool>』到『$(HOST_DIR)/usr/bin/<tuple>-<tool>』

external toolchain建出來以後，就如同internal toolchain，會有以下的幾個輸出資料夾:

• $(HOST_DIR)/opt/ext-toolchain
  這個資料夾主要是用來將你外部的toolchain tarball解開。
• $(HOST_DIR)/usr/bin/<tuple>-<tool>
  跟internal的不一樣，這個資料夾除了compiler以外，其他只會存在連結到source toolchain的捷徑，
• $(HOST_DIR)/usr/<tuple>/
• $(TARGET_DIR)/
  以上這兩個資料夾，就跟internal toolchain差不多。

kernel headers version

在toolchain的部分，其中最重要的一個參數就是kernel標頭檔的版本資訊，kernel標頭檔是所有函式庫用來和kernel溝通的介面，所以只要這個介面出了問題的話，就會出錯。

這個kernel和user 空間的介面是向下相容的，所以這份標頭檔至少要跟你的標頭檔版本一樣，更舊也可以，但是不能更新，因為kernel的實作主體就是在這個版本，所以你的介面不能比他還要新阿，不然他會聽不懂。

How to Use cross-compiling

如剛剛所說，cross-compiler會被安裝到『$(HOST_DIR)/usr/bin』，這個cross-compiler可以被直接用來產生相對應架構的軟體，而會用到的函式庫和標頭檔都會自動的去搜尋『$(STAGING_DIR)』。

要使用cross-compiler，第一件事就是要設定環境變數『PATH』如下：

export PATH=$(pwd)/output/host/usr/bin:$PATH

記得要加入的路徑一定要在PATH前面，不然如果系統剛好有個相同的編譯器，就會用錯，假設你想要cross-compiling一個arm架構的程式，就必須要用:

export PATH=$(pwd)/output/host/usr/bin:$PATH
arm-linux-gcc -o foobar foobar.c

在cross-compiling的工具路徑底下，除了編譯器以外，還有須多的工具，像是『pkg-config』，『autoconfig』等等，要使用之前都要記得將路徑設定到『PATH』裡面。