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交叉編譯學(xué)習(xí)筆記（二）——交叉編譯器的命名規(guī)則
在進(jìn)行嵌入式開(kāi)發(fā)過(guò)程中，用到的交叉編譯器經(jīng)常是這樣的名稱(chēng)：
- arm-linux-gcc
- arm-none-linux-gnueabi-gcc
- arm-linux-gnu-gcc
上面對(duì)應(yīng)的交叉編譯器的前綴有<code>arm-linux-</code>, <code>arm-none-linux-gnueabi-</code>, <code>arm-linux-gnu-</code>
筆者很困惑，這些編譯器同為ARM下的gcc編譯器，不同的命名到底會(huì)導(dǎo)致這些編譯器有哪些區(qū)別？于是筆者開(kāi)始在網(wǎng)上查閱資料，并進(jìn)行總結(jié)。
參考網(wǎng)址：
http://blog.csdn.net/zqixiao_09/article/details/51823165
http://www.cnblogs.com/wxishang1991/p/5322499.html
http://blog.csdn.net/onlyshi/article/details/51952799
https://zhidao.baidu.com/question/1691117630864232868.html
一. 交叉編譯器命名規(guī)則
交叉編譯工具鏈的命名規(guī)則：
arch [-vendor][-kernel][-system]
其中每部分的含義如下：
- arch：體系架構(gòu)，如ARM, MIPS
- vendor：工具鏈提供商
- kernel：目標(biāo)內(nèi)核
- system：目標(biāo)系統(tǒng)
- 一般為(gnu)eabi，即嵌入式應(yīng)用二進(jìn)制接口(Embedded Application Binary Interface)
另外ARM GCC可以根據(jù)是否支持操作系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)。如：
- arm-none-eabi：該編譯器沒(méi)有操作系統(tǒng)，不能支持那些與操作系統(tǒng)關(guān)系密切的函數(shù)（如fork(2)）
- arm-none-linux-eabi：該編譯器用于Linux系統(tǒng)
1. arch
arch，即系統(tǒng)架構(gòu)，表明交叉編譯器的目標(biāo)系統(tǒng)平臺(tái)架構(gòu)，即用該交叉編譯器編譯出的程序是運(yùn)行在哪種CPU上。
常用的arch值如：
- <code>arm-cortex_a8-linux-gnueabi</code>中的arm
- <code>mips-ar2315-linux-gnu中</code>的mips
- <code>powerpc-e500v2-linux-gnuspe</code>中的powerpc
- <code>x86_64-unknown-mingw32</code>中的x86_64
2. [-vendor]
vendor，即工具鏈提供商，表示該交叉編譯器提供者。
vendor的值貌似是可以隨便填寫(xiě)的…… 但一般情況下，大家把vendor攜程體系架構(gòu)的值。如：
- <code>arm-cortex_a8-linux-gnueabi</code>中的cortex_a8
- <code>mips-ar2315-linux-gnu</code>中的ar2315
- <code>powerpc-e500v2-linux-gnuspe</code>中的e500v2
另外，也有把vendor寫(xiě)成交叉編譯器作者名字的。
3. [-kernel]
kernel，即內(nèi)核，指使用該編譯器編譯出程序的目標(biāo)系統(tǒng)。對(duì)應(yīng)的環(huán)境或系統(tǒng)主要有兩種：
(1) Linux：表示有操作系統(tǒng)（此處主要指Linux）的環(huán)境。
(2) bare-metal：直譯為裸金屬，表示無(wú)操作系統(tǒng)的環(huán)境。
比如用該交叉編譯器編譯一個(gè)U-boot或者其他小程序，是運(yùn)行在無(wú)嵌入式Linux系統(tǒng)環(huán)境中單獨(dú)運(yùn)行的一個(gè)程序。又比如平常我們購(gòu)買(mǎi)的嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)板中，常帶有一些如跑馬燈的小程序，這種也是運(yùn)行在無(wú)操作系統(tǒng)環(huán)境的程序。
4. [-system]
system，直譯為系統(tǒng)，其實(shí)主要表示交叉編譯器所選擇的庫(kù)函數(shù)和目標(biāo)系統(tǒng)。
常見(jiàn)的值有：<code>gnu</code>, <code>gnueabi</code>, <code>uclibcgnueabi</code>
(1) gnu
其實(shí)筆者并不知道這里的gnu是不是平常我們所說(shuō)的gnu…… 那么筆者就默認(rèn)為是吧…… GNU是一個(gè)自由軟件工程項(xiàng)目。至于其他更多的信息，可以自行百度……
這里的gnu，貌似就是表示用的是glibc的意思。
(2) eabi
在說(shuō)明eabi之前，需要先講一下abi：
ABI
??即二進(jìn)制應(yīng)用程序接口(Application Binary Interface(ABI) for the ARM Architecture)。
??計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用二進(jìn)制接口描述了應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間或其他應(yīng)用程序的低級(jí)接口。
??一個(gè)完整的ABI，像Intel二進(jìn)制兼容標(biāo)準(zhǔn)(iBCS)，允許支持它的操作系統(tǒng)上的程序不經(jīng)修改在其他支持此ABI的操作系統(tǒng)上運(yùn)行。
??ABI不同于API（應(yīng)用程序接口）。API定義了源代碼和庫(kù)之間的接口，所以同樣的代碼可以在支持該API的任何系統(tǒng)中編譯。而在使用兼容ABI的系統(tǒng)中，ABI允許編譯好的目標(biāo)代碼無(wú)需改動(dòng)，就能運(yùn)行。
EABI為嵌入式ABI，即Embedded ABI。EABI指定了文件格式、數(shù)據(jù)類(lèi)型、寄存器使用、堆積組織優(yōu)化和在一個(gè)嵌入式軟件中參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)約定。
EABI與ABI的主要區(qū)別，是應(yīng)用程序代碼中允許使用特權(quán)指令，不需要?jiǎng)討B(tài)鏈接，并且使用更緊湊的堆棧幀組織用來(lái)節(jié)省內(nèi)存。廣泛使用EABI的有Power PC和ARM。
(3) uclibc
uclibc，是c庫(kù)中的一種。
針對(duì)上述gnu, eabi, uclibc，對(duì)應(yīng)的常見(jiàn)組合的含義為：
- gnu = glibc + oabi
- gnueabi = glibc + eabi
- uclibc = uclibc + oabi
例：
- arm-cortex_a8-linux-gnueabi中的nueabi，即glibc+eabi
- mips-ar2315-linux-gnu中的gnu，即glibc+oabi
- powerpc-e500v2-linux-gnuspe中的gnuspe
- x86_64-unknown-mingw32中的mingw32，用的是64位Windows下的mingw32的庫(kù)
二. 交叉編譯工具鏈舉例
1. arm-none-eabi-gcc
- arch: arm (ARM architecture)
- vendor: none (NO vendor)
- kernel: (empty) (not target an operating system)
- system: eabi (complies with the ARM EABI)
該編譯器一般用于編譯ARM架構(gòu)的裸機(jī)系統(tǒng)（包括 ARM Linux 的 boot、kernel，不適用編譯 Linux 應(yīng)用 Application），一般適合 ARM7、Cortex-M 和 Cortex-R 內(nèi)核的芯片使用，所以不支持那些跟操作系統(tǒng)關(guān)系密切的函數(shù)（比如fork(2)，他使用的是 newlib 這個(gè)專(zhuān)用于嵌入式系統(tǒng)的C庫(kù)）。
2. arm-none-linux-gnueabi-gcc
- arch: arm (ARM architecture)
- vendor: none (NO vendor)
- kernel: linux (creates binaries that run on the Linux operating system)
- system: gnueabi (uses the GNU EABI)
該編譯器主要用于基于ARM架構(gòu)的Linux系統(tǒng)，可用于編譯 ARM 架構(gòu)的u-boot、Linux內(nèi)核、linux應(yīng)用等。
arm-none-linux-gnueabi基于 gcc ，使用 glibc 庫(kù)，是經(jīng)過(guò) Codesourcery 公司優(yōu)化過(guò)推出的編譯器，且該交叉編譯工具的浮點(diǎn)運(yùn)算非常優(yōu)秀。一般ARM9, ARM11, Cortex-A 內(nèi)核，帶有 Linux 操作系統(tǒng)的會(huì)用到。
3. arm-eabi-gcc
該編譯器是Android ARM編譯器。
4. armcc
ARM 公司推出的編譯工具，功能和 arm-none-eabi 類(lèi)似，可以編譯裸機(jī)程序(u-boot, kernel)，但是不能編譯 Linux 應(yīng)用程序。
armcc一般和ARM開(kāi)發(fā)工具一起，Keil MDK、ADS、RVDS和DS-5中的編譯器都是armcc，所以 armcc 編譯器都是收費(fèi)的。
5. arm-none-uclinuxeabi-gcc & arm-none-sysbianelf-gcc
- arm-none-uclinuxeabi用于uCLinux，使用glic
- arm-none-symbianelf用于symbian（不了解）
6. arm-linux-gnueabi-gcc & arm-linux-gnueabihf-gcc
兩個(gè)交叉編譯器名稱(chēng)上的區(qū)別在于 gnueabi 與 gnueabihf，分別適用于 armel 和 armhf 兩個(gè)不同的架構(gòu)，armel 和 armhf 這兩種架構(gòu)在浮點(diǎn)運(yùn)算上采用了不同的策略（有 fpu 的 arm 才能支持這兩種浮點(diǎn)運(yùn)算策略）。
其實(shí)這兩個(gè)交叉編譯器只是在 gcc 的選項(xiàng) -mfloat-abi 的默認(rèn)值不同。gcc的選項(xiàng)-mfloat-abi有三種值：soft, softfp, hard，其值含義如下：
- soft: 不用fpu進(jìn)行浮點(diǎn)計(jì)算（即使有fpu浮點(diǎn)運(yùn)算單元，也不使用fpu）；
- softfp: armel架構(gòu)（對(duì)應(yīng)編譯器是arm-linux-gnueabi-gcc）的默認(rèn)值，用 fpu 計(jì)算，但傳參數(shù)時(shí)使用普通寄存器。這樣中斷的時(shí)候，只需要保存普通寄存器，且中斷負(fù)荷小，但參數(shù)需要轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)數(shù)之后再計(jì)算；
- hard: armhf架構(gòu)（對(duì)應(yīng)編譯器是arm-linux-gnueabihf-gcc）的默認(rèn)值，用 fpu 計(jì)算，傳參數(shù)也用 fpu 中的浮點(diǎn)寄存器傳遞。這樣省去了轉(zhuǎn)換，性能最好，但中斷負(fù)荷高。
測(cè)試兩個(gè)編譯器的代碼如下：
#include <stdio.h>
int main(void)
{
double a,b,c;
a = 23.543;
b = 323.234;
c = b/a;
printf(“the 13/2 = %f\n”, c);
printf(“hello world !\n”);
return 0;
}
使用“-v”選項(xiàng)以獲取更詳細(xì)的信息：
(1) 使用 arm-linux-gnueabihf-gcc 編譯
輸入指令如下：
arm-linux-gnueabihf-gcc -v mfloat.c
輸出信息如下：
<code>COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=hard’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’
-mfloat-abi=hard</code>
可看出使用hard硬件浮點(diǎn)模式。
(2) 使用 arm-linux-gnueabi-gcc 編譯
輸入指令如下：
arm-linux-gnueabi-gcc -v mfloat.c
輸出信息如下：
<code>COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=softfp’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’ -mfloat-abi=softfp</code>
可看出使用softfp浮點(diǎn)模式。
