第2章开发环境搭建

第一章：开发环境搭建——工欲善其事，必先利其器

各位同学，咱们直接进入正题。做嵌入式开发，尤其是AMD平台，环境搭建是第一道坎。我见过太多人卡在这一步，折腾一整天连个Hello World都跑不起来。今天我就把15年踩过的坑，一次性给你讲透。

1.1 安装AMD官方工具链：ROCm与AOCC

先说ROCm。这是AMD的GPU计算平台，说白了就是让CPU和GPU能好好配合干活。我刚开始接触时，总觉得这东西跟CUDA差不多，结果发现坑不少。

核心要点：ROCm目前只支持Ubuntu 20.04/22.04 LTS，别用其他发行版折腾自己。

安装步骤其实不复杂，但顺序很重要。我个人习惯这样来：

添加AMD官方源

wget -q -O - https://repo.radeon.com/rocm/rocm.gpg.key | sudo apt-key add -
echo 'deb [arch=amd64] https://repo.radeon.com/rocm/apt/5.7.1 ubuntu main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/rocm.list

安装核心组件

sudo apt update
sudo apt install rocm-dev rocm-libs rocm-dkms

验证安装
```
rocminfo | grep "Name:"
```

嗯，这里要注意。安装完成后一定要重启，不然驱动加载不上。我曾经有一次急着演示，没重启就跑了测试程序，结果GPU死活不认，场面一度很尴尬。

再说AOCC——AMD的优化编译器。这东西比GCC快不少，尤其对Zen架构有专门优化。安装更简单：

wget https://developer.amd.com/wordpress/media/files/aocc-compiler-4.2.0.tar
tar -xf aocc-compiler-4.2.0.tar
cd aocc-compiler-4.2.0
./install.sh

我的小技巧：装完后把AOCC的bin目录加到PATH里，我一般写在~/.bashrc最后一行：export PATH=/opt/AMD/aocc-compiler-4.2.0/bin:$PATH

1.2 配置交叉编译环境

交叉编译，说白了就是在你的电脑上编译出能在目标板上跑的程序。为什么需要这个？因为嵌入式设备的性能通常不够跑编译器。

我建议用sysroot方式来管理。这样最干净，不会污染你的系统库。

具体步骤：

下载AMD提供的交叉编译工具链

wget https://developer.amd.com/wordpress/media/files/x86_64-amd-linux-gnu.tar.xz
tar -xf x86_64-amd-linux-gnu.tar.xz -C /opt/

设置环境变量

export CROSS_COMPILE=/opt/x86_64-amd-linux-gnu/bin/x86_64-amd-linux-gnu-
export CC=${CROSS_COMPILE}gcc
export CXX=${CROSS_COMPILE}g++

测试编译

$CC -o hello hello.c
file hello
# 输出应该显示：ELF 64-bit LSB executable, x86-64, version 1 (SYSV)

避坑指南：我曾经犯过一个低级错误——忘了设置--sysroot参数。结果编译出来的程序在目标板上运行时，报了一堆"cannot find shared library"的错误。折腾了两天才发现是库路径没指对。

正确的做法是加上这个参数：

export CFLAGS="--sysroot=/opt/x86_64-amd-linux-gnu/sysroot"

1.3 搭建QEMU模拟器调试环境

QEMU这东西，说白了就是个软件模拟器。你可以在上面跑完整的AMD系统，不用真硬件。我刚开始做开发时，团队就一块开发板，大家排队用。后来我搭了QEMU环境，效率直接翻倍。

安装QEMU：

sudo apt install qemu-system-x86 qemu-utils

然后你需要一个内核镜像和根文件系统。我一般用Buildroot来生成：

git clone https://github.com/buildroot/buildroot.git
cd buildroot
make qemu_x86_64_defconfig
make

编译大概要20分钟，正好可以去喝杯咖啡。完成后你会得到：

output/images/bzImage — 内核
output/images/rootfs.ext2 — 根文件系统

启动QEMU的命令：

qemu-system-x86_64 \
  -kernel output/images/bzImage \
  -drive file=output/images/rootfs.ext2,format=raw \
  -append "root=/dev/sda console=ttyS0" \
  -nographic

调试模式启动：加上-s -S参数，QEMU会等待GDB连接。这样你就可以在宿主机上用GDB调试目标程序了。

我个人习惯这样调试：

# 终端1：启动QEMU并等待调试器
qemu-system-x86_64 -kernel bzImage -drive file=rootfs.ext2,format=raw -append "root=/dev/sda" -s -S

# 终端2：连接GDB
gdb-multiarch vmlinux
(gdb) target remote :1234
(gdb) break start_kernel
(gdb) continue

你看，这样就能在代码里设断点、单步执行了。比用printk打印日志高效得多。

1.4 验证环境是否正常

环境搭好了，总得跑个程序验证一下。我习惯写个简单的矩阵乘法：

// test_roc.cpp
#include <hip/hip_runtime.h>
#include <iostream>

__global__ void vec_add(float* a, float* b, float* c, int n) {
    int idx = threadIdx.x + blockIdx.x * blockDim.x;
    if (idx < n) c[idx] = a[idx] + b[idx];
}

int main() {
    int n = 1024;
    float *a, *b, *c;
    hipMalloc(&a, n * sizeof(float));
    hipMalloc(&b, n * sizeof(float));
    hipMalloc(&c, n * sizeof(float));
    
    vec_add<<<1, 256>>>(a, b, c, n);
    hipDeviceSynchronize();
    
    std::cout << "ROCm works!" << std::endl;
    return 0;
}

用AOCC编译：

/opt/AMD/aocc-compiler-4.2.0/bin/clang++ -o test_roc test_roc.cpp -I/opt/rocm/include -L/opt/rocm/lib -lhip_hcc

检查结果：如果输出"ROCm works!"，说明环境没问题。如果报错，八成是库路径没配好。检查一下LD_LIBRARY_PATH有没有包含/opt/rocm/lib。

好了，环境搭建就这些。你想想看，其实步骤不多，但每一步都有讲究。我当年刚入行时，光装ROCm就折腾了一周，现在你照着这个流程，半天应该就能搞定。

下一章我们讲调试工具的使用，到时候我会分享一些实战中遇到的奇葩问题。嗯，先到这吧，有问题随时找我。

📚 课程目录

第一章：开发环境搭建——工欲善其事，必先利其器

1.1 安装AMD官方工具链：ROCm与AOCC

1.2 配置交叉编译环境

1.3 搭建QEMU模拟器调试环境

1.4 验证环境是否正常