“非法指令”交叉编译 Qt 4.7 时

Question

我已经在这个问题上苦苦挣扎了一个多星期了，但仍然找不到解决方案...

我正在尝试为 ARM 设备交叉编译 Qt 4.7 嵌入式开源版本。构建过程本身可以顺利完成，但生成的二进制文件似乎包含处理器无法理解的指令。

• 构建主机是 i386 上的 Debian 5 (Etch)（在虚拟 PC 上运行）
• 该设备是带有 ARM 处理器的 Trimble Nomad 手持设备 (查看完整的cpuinfo和内核配置）
• 我使用原来的构建专为该设备制作的工具链，并且迄今为止运行良好（甚至可以成功构建 Gnash ） - 请参阅编译器设置和版本
• 我正在使用基于的自定义qmake.conf linux-arm-gnueabi-g++ 并进行了调整以使用正确的工具链 - 在此处查看源代码
• 通过将 -msoft-float -D__GCC_FLOAT_NOT_NEEDED 添加到编译器标志，我有了部分改进，但我仍然得到在某些情况下出现“非法指令”错误（但至少这是一个很大的改进）
• 二进制文件本身基本上可以工作，但在某些情况下，程序会因“非法指令”而崩溃“ 错误。我相信在进行图形处理时某些浮点操作期间会发生这种情况。
• 添加 -mcpu=xscale、-march=armv4、-O0、-march=armv4、-mtune=arm920t （并非全部同时）没有任何帮助。
• 使用 --debug 标志构建 Qt 似乎可以解决所有问题，但添加 -O2 标志会重新引入这些问题。奇怪的是，-O0 设置 without --debug 没有没有帮助。
• 可以看到编译 configure 和 make 输出 据说它们是编译器的错误警告 。
• Qt 4.7.2 中一定有一些变化，因为早期版本（4.7.1、4.7.0）确实运行良好。

configure 设置：

  ./configure \
    -embedded arm \
    -xplatform qws/linux-arm-angstrom-gnueabi-g++ \
    -debug \
    -no-largefile \
    -no-multimedia \
    -no-audio-backend \
    -no-phonon \
    -no-phonon-backend \
    -webkit \
    -javascript-jit \
    -no-xshape \
    -no-xvideo \
    -no-xsync \
    -no-xinerama \
    -no-xcursor \
    -no-xfixes \
    -no-xrandr \
    -no-xrender \
    -no-xinput \
    -no-xkb \
    -no-opengl \
    -nomake docs \
    -nomake examples \
    -nomake tools \
    -nomake demos \
    -nomake translations \
    -opensource \
    -qt-mouse-tslib \
    -qt-libjpeg \
    -qt-gif 

崩溃前的 strace：

$ LD_LIBRARY_PATH=. QT_QWS_FONTDIR=$PWD/fonts QT_PLUGIN_PATH=$PWD/plugins QWS_MOUSE_PROTO=tslib:/dev/input/touchscreen0 strace ./digitalclock  -qws test.htm
...
lseek(15, 0, SEEK_END)                  = 16998
write(15, "\t\n\f\0\367\t", 6)          = 6
write(15, "\0\0+\234\325\343\306{\3\0\0\0\0J\370\377\351\301\336\377"..., 120) = 120
lseek(15, 0, SEEK_END)                  = 17124
write(15, "\10\10\10\0\371\10", 6)      = 6
write(15, "\0\6j\251\260\201\27\0\2\276\377\351\334\377\346\32K\377"..., 64) = 64
lseek(15, 0, SEEK_END)                  = 17194
write(15, "\7\10\10\0\371\7", 6)        = 6
write(15, "\0\4c\245\263\224 \0\1\271\377\367\315\356P\0I\377\364"..., 64) = 64
lseek(15, 0, SEEK_END)                  = 17264
write(15, "\10\n\10\1\366\10", 6)       = 6
write(15, "\37 \3\0\0\0\0\0\374\377\34\0\0\0\0\0\374\377\34\0\0\0"..., 80) = 80
fcntl64(15, F_SETLK, {type=F_UNLCK, whence=SEEK_SET, start=0, len=0}) = 0
lseek(15, 0, SEEK_END)                  = 17350
mremap(0x415f5000, 16552, 17350, MREMAP_MAYMOVE) = 0x415f5000
--- SIGILL (Illegal instruction) @ 0 (0) ---
rt_sigaction(SIGILL, {SIG_DFL}, {0x401b7d34, [ILL], SA_RESTART|0x4000000}, 8) = 0
socket_subcall(0x1f8004, 0, 0x100, 0, 0, 0x18844, 0x18840, 0x12c) = 0
ioctl(12, KDSKBMODE, 0x2)               = 0
ioctl(12, SNDCTL_TMR_START or TCSETS, {B38400 -opost -isig -icanon -echo ...}) = 0
close(12)                               = 0
ioctl(10, KDSETMODE, 0x1)               = 0
write(10, "\33[9;15]\33[?33h\33[?25h\33[?0c\0", 25) = 25
close(10)                               = 0
statfs64(umovestr: Input/output error
0x6d4f, 27983, {???})          = 0
sigreturn()                             = ? (mask now [ILL ABRT BUS FPE USR1 SEGV USR2 PIPE STKFLT CHLD CONT STOP TTOU URG XCPU VTALRM PROF WINCH IO PWR RTMIN])
--- SIGILL (Illegal instruction) @ 0 (0) ---
+++ killed by SIGILL +++
Process 27983 detached

崩溃的 gdb 回溯（我缺少调试符号，因为使用调试信息编译可以解决问题）：

(gdb) run -qws
Starting program: /home/.qt-test2/digitalclock -qws

Program received signal SIGILL, Illegal instruction.
0x4130268c in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
(gdb) bt
#0  0x4130268c in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
#1  0x4046ee5c in ?? () from ./libQtGui.so.4
(gdb)

请注意，设备预装了 Qtopia 4.3，供应商可以'也不能解释我的构建的问题。

---

更新

在 Igor Skochinsky 的帮助下，我可以找到导致 SIGILL 的确切汇编指令。由于某种原因，该指令在导致错误之前运行正常 47 次。请参阅下面的 gdb 输出（请注意，我根本不熟悉 ARM 汇编器）：

$ LD_LIBRARY_PATH=. QT_QWS_FONTDIR=$PWD/fonts QT_PLUGIN_PATH=$PWD/plugins QWS_MOUSE_PROTO=tslib:/dev/input/touchscreen0 gdb ./digitalclock
GNU gdb 6.6
Copyright (C) 2006 Free Software Foundation, Inc.
GDB is free software, covered by the GNU General Public License, and you are
welcome to change it and/or distribute copies of it under certain conditions.
Type "show copying" to see the conditions.
There is absolutely no warranty for GDB.  Type "show warranty" for details.
This GDB was configured as "arm-angstrom-linux-gnueabi"...
Using host libthread_db library "/lib/libthread_db.so.1".
(gdb) start -qws
Breakpoint 1 at 0xaa58: file main.cpp, line 47.
Starting program: /home/.qt-test2/digitalclock -qws
[Thread debugging using libthread_db enabled]
[New Thread 1073870720 (LWP 2799)]
[Switching to Thread 1073870720 (LWP 2799)]
main (argc=2, argv=0xbea17d04) at main.cpp:47
47      main.cpp: No such file or directory.
        in main.cpp
(gdb) display/i $pc
1: x/i $pc  0xaa58 <main+24>:   sub     r3, r11, #28    ; 0x1c
(gdb) display/x $r2
2: /x $r2 = 0xbea17d10
(gdb) display/x $f2
3: /x $f2 = 0x0
(gdb) b *0x41302684
Breakpoint 2 at 0x41302684
(gdb) continue
Continuing.

---> no problem here:

Breakpoint 2, 0x41302684 in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x41302684 <__sigsetjmp+52>:        beq     0x413026a0 <Lno_iwmmxt>
(gdb) si
0x41302688 in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x41302688 <__sigsetjmp+56>:        stfp    f2, [r12], #8
(gdb) si
0x4130268c in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x4130268c <__sigsetjmp+60>:        stfp    f3, [r12], #8
(gdb) si
0x41302690 in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x41302690 <__sigsetjmp+64>:        stfp    f4, [r12], #8
(gdb) continue
Continuing.

Breakpoint 2, 0x41302684 in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x41302684 <__sigsetjmp+52>:        beq     0x413026a0 <Lno_iwmmxt>
(gdb) continue 46
Will ignore next 45 crossings of breakpoint 2.  Continuing.


---> __sigsetjmp still working fine, but then:


Breakpoint 2, 0x41302684 in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x41302684 <__sigsetjmp+52>:        beq     0x413026a0 <Lno_iwmmxt>
(gdb) si
0x41302688 in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x41302688 <__sigsetjmp+56>:        stfp    f2, [r12], #8
(gdb) si

Program received signal SIGILL, Illegal instruction.
0x4130268c in __sigsetjmp () from /lib/libc.so.6
3: /x $f2 = 0x0
2: /x $r2 = 0x293
1: x/i $pc  0x4130268c <__sigsetjmp+60>:        stfp    f3, [r12], #8

有什么建议我下一步可以尝试吗？

Answer 1

发布的反汇编非常有趣。

 0x41302678 <__sigsetjmp+40>:    fmrx    r2, fpscr
 0x4130267c <__sigsetjmp+44>:    str     r2, [r12], #4
 0x41302680 <__sigsetjmp+48>:    tst     r2, #512        ; 0x200
 0x41302684 <__sigsetjmp+52>:    beq     0x413026a0 <__sigsetjmp+80>
 0x41302688 <__sigsetjmp+56>:    stfp    f2, [r12], #8
*0x4130268c <__sigsetjmp+60>:    stfp    f3, [r12], #8*
 0x41302690 <__sigsetjmp+64>:    stfp    f4, [r12], #8
 0x41302694 <__sigsetjmp+68>:    stfp    f5, [r12], #8
 0x41302698 <__sigsetjmp+72>:    stfp    f6, [r12], #8
 0x4130269c <__sigsetjmp+76>:    stfp    f7, [r12], #8

该代码检查 fpscr 中的位 9，如果设置，则尝试保存寄存器 f2-f7。那些是什么？我从未在最近的处理器中见过它们，但我认为这些是 FPA（“浮点加速器”）寄存器，在一些旧内核中实现，并在 VFP 出现之前用于软 FP。

所以，我认为会发生以下情况：

1. 您设备上的 libc 已编译
   在 FPA 支持下，可能是
   错误。
2. 在 FPA 处理器中，位 9
   意思是“启用 FPA”或其他什么
   类似
3. 在Qt的调试版本中
   FPSCR 的第 9 位（DZE = 除法
   通过零异常启用位）不是
   设置，这样他们就不会尝试保存 FPA
   寄存器。然而，它被设置在
   发布版本。

我在这里看到两个选项：

1. 在不支持 FPA 的情况下重建 libc
2. 查找在发布版本中设置 DZE 的位置（不知道如何执行此操作）

---

更新：我错了。 gdb 反汇编让我很困惑。我发现setjmp.S 的来源，这是相关部分：

        tst     a3, #HWCAP_ARM_VFP
        beq     Lno_vfp

        /* Store the VFP registers.  */
        /* Following instruction is fstmiax ip!, {d8-d15}.  */
        stc     p11, cr8, [r12], #68
        /* Store the floating-point status register.  */
        /* Following instruction is fmrx r2, fpscr.  */
        mrc     p10, 7, r2, cr1, cr0, 0
        str     r2, [ip], #4
Lno_vfp:

        tst     a3, #HWCAP_ARM_IWMMXT
        beq     Lno_iwmmxt

        /* Save the call-preserved iWMMXt registers.  */
        /* Following instructions are wstrd wr10, [ip], #8 (etc.)  */
        stcl    p1, cr10, [r12], #8
        stcl    p1, cr11, [r12], #8
        stcl    p1, cr12, [r12], #8
        stcl    p1, cr13, [r12], #8
        stcl    p1, cr14, [r12], #8
        stcl    p1, cr15, [r12], #8
Lno_iwmmxt:

所以，它试图存储 WMMXt 寄存器，而不是 FPA。 但是，这里有一个错误。它使用 r2 临时存储 fpscr，但是会覆盖 a3 中先前加载的 hwcap 值（a3 是 r2 的 APCS 名称）。也许作者打算使用a2，而不是r2，或者这两个部分可能是由不同的人完成的。无论哪种情况，Qt 的发布版本都会以某种方式更改 FPSCR（很可能由内核模拟）并触发存储 iwmmxt regs 的代码。

但这还不是故事的全部。 hwcaps 您粘贴的声称CPU确实支持iWMMXt，所以我不确定为什么这些指令会带来麻烦。也许报告的 PC 值在某种程度上是错误的。我认为您应该尝试在 __sigsetjmp 上放置断点并通过指令（stepi）逐步执行它，以查看它到底在哪里崩溃。

Answer 2

您好，几天前我遇到了类似的问题...但是我在 VMware 播放器（不是 ARM 设备）中的 Slackware Linux 上运行 Qt Creator 5.7。
安装成功后，我无法启动 Qt Creator。我尝试使用以下终端命令 /opt/Qt5.7.0/Tools/QtCreator/bin/qtcreator 运行 Qt Creator，但它给了我一个错误非法指令。
在 Google 上呆了几个小时后，我尝试使用此终端命令 /opt/Qt5.7.0/Tools/QtCreator/bin/qtcreator -noload Welcome 运行 Qt Creator，这对我有用。

希望这对某人有帮助。抱歉回复晚了。