寫(xiě)在前面：

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GCC 簡(jiǎn)述

The GNU Compiler Collection，通常簡(jiǎn)稱(chēng) GCC ，是一套由 GNU 開(kāi)發(fā)的編譯器集合。

為什么是編輯器集合而不是編譯器呢？

那是因?yàn)?GNU 編譯器集合包括 C、C++、Objective-C，Fortran，Ada、Go 和 D 等，以及這些語(yǔ)言的庫(kù) （libstdc++,…）。 GCC 最初是作為 GNU 操作系統(tǒng)的編譯器編寫(xiě)的。 GNU 系統(tǒng)被開(kāi)發(fā)為 100% 的自由軟件 ，即從某種意義上說(shuō)它是自由的，尊重用戶(hù)的自由。另外 GCC 對(duì)硬件平臺(tái)的支持，可以說(shuō)無(wú)所不在，它不僅支持 x86 處理器架構(gòu), 還支持 ARM, Motorola 68000, Motorola 8800，AtmelAVR，MIPS 等處理器架構(gòu)。

GCC 主要構(gòu)成

1. gcc-core：顧明之意是 GCC 的核心部分，這部分是只包含 c 的編譯器及公共部分，而對(duì)其他語(yǔ)言（C++、Ada 等）的支持包需要另外安裝，這也是 GCC 為何如此強(qiáng)大的重要原因 。gcc-core 依賴(lài)于 Binutils。
2. Binutils：它是一組開(kāi)發(fā)工具，包括連接器，匯編器和其他用于目標(biāo)文件和檔案的工具。關(guān)于 Binutils 的介紹可以參考官方的 Binutils 介紹。這個(gè)軟件包依賴(lài)于不同的目標(biāo)機(jī)平臺(tái)，因?yàn)椴煌繕?biāo)機(jī)的指令集是不一樣的，比如 arm 跟 x86 就不一樣。
   常用的工具有：
   • as：匯編器，把匯編語(yǔ)言代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼（目標(biāo)文件）。
   • ld：鏈接器，把編譯生成的多個(gè)目標(biāo)文件組織成最終的可執(zhí)行程序文件。
   • readelf：可用于查看目標(biāo)文件或可執(zhí)行程序文件的信息。
   • objcopy： 可用于目標(biāo)文件格式轉(zhuǎn)換，如 .elf 轉(zhuǎn)換成 .bin 。
   • objdump：可用于查看目標(biāo)文件的信息，最主要的作用是反匯編。
   • addr2line：可用于將程序指令地址轉(zhuǎn)換為所對(duì)應(yīng)的函數(shù)名、以及函數(shù)所在的源文件名和行號(hào)。
3. Glibc：包含了主要的 c 庫(kù)，這個(gè)庫(kù)提供了基本的例程，用于分配內(nèi)存，搜索目錄，讀寫(xiě)文件，字符串處理等等。

ARM 編譯工具鏈

編譯器主要用來(lái)編譯源文件，而在編譯一個(gè)源文件時(shí)需要經(jīng)過(guò)以下 4 步：

1. 預(yù)處理：為把頭文件的代碼、宏之類(lèi)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成生成的 .i 文件，還是 C 代碼。
2. 編譯：把預(yù)處理后的 .i 文件通過(guò)編譯成 .s 文件，匯編語(yǔ)言。
3. 匯編：將匯編語(yǔ)言文件生成目標(biāo)文件 .o 文件，機(jī)器碼。
4. 鏈接：將每個(gè)源文件對(duì)應(yīng)的 .o 文件鏈接起來(lái)，就生成一個(gè)可執(zhí)行程序文件。

交叉編譯器：如果我們希望編譯器運(yùn)行在 x86 架構(gòu)平臺(tái)上，然后編譯生成 ARM 架構(gòu)的可執(zhí)行程序，這種編譯器和目標(biāo)程序運(yùn)行在不同架構(gòu)的編譯過(guò)程，被稱(chēng)為 “交叉編譯”，而對(duì)應(yīng)使用的編譯工具就成為交叉編譯器。

GNU 交叉編譯器的命名規(guī)則：

arch [-vendor] [-os] [-(gnu)abi] [-language]

• arch：體系架構(gòu)，如 arm 、 aarch64 或者 mips 等；
• vendor：工具鏈提供商，沒(méi)有 vendor 時(shí)，用 none 代替；
• os：目標(biāo)操作系統(tǒng)，沒(méi)有 os 支持時(shí)，用 none 代替；
• abi：應(yīng)用二進(jìn)制接口（Application Binary Interface），對(duì)于嵌入式平臺(tái)命名為 eabi ， e 表示 Embedded；
• language：編譯器支持的語(yǔ)言，如：gcc 、 g++ 。

note：如果同時(shí)沒(méi)有 vendor 和 os 支持，則只用一個(gè) none 代替。例如 arm-none-eabi 中的 none 表示既沒(méi)有 vendor 也沒(méi)有 os 支持。

關(guān)于 ABI 和 EABI 的區(qū)別

ABI：應(yīng)用二進(jìn)制接口（Application Binary Interface）。在計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用二進(jìn)制接口描述了應(yīng)用程序（或者其他類(lèi)型）和操作系統(tǒng)之間或其他應(yīng)用程序的低級(jí)接口。

EABI：嵌入式應(yīng)用二進(jìn)制接口（Embedded Application Binary Interface）。嵌入式應(yīng)用二進(jìn)制接口指定了文件格式、數(shù)據(jù)類(lèi)型、寄存器使用、堆積組織優(yōu)化和在一個(gè)嵌入式軟件中的參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)約定。開(kāi)發(fā)者使用自己的匯編語(yǔ)言也可以使用 EABI 作為與兼容的編譯器生成的匯編語(yǔ)言的接口。

兩者主要區(qū)別是：ABI 是計(jì)算機(jī)上的，EABI 是嵌入式平臺(tái)上（如 ARM，MIPS 等）的；EABI 去掉了用戶(hù)代碼和系統(tǒng)內(nèi)核之間的抽象，可以讓用戶(hù)代碼直接訪(fǎng)問(wèn)硬件，提高了性能。

關(guān)于 gcc 和 g++ 的區(qū)別

實(shí)際上，只要是 gcc 編譯器支持的語(yǔ)言都可以使用 gcc 編譯器完成編譯，而 g++ 編譯器只會(huì)按照 C++ 的風(fēng)格編譯代碼。雖然很多情況下我們都認(rèn)為 C++ 是對(duì) C 語(yǔ)言兼容的，但是實(shí)際上在一些具體的語(yǔ)法規(guī)則上，C++ 在編譯過(guò)程中的語(yǔ)法檢查會(huì)更加嚴(yán)格。此外，C++ 語(yǔ)言本身在編譯 過(guò)程中也會(huì)引入 C++ 的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，如果使用 gcc 編譯器直接編譯 C++ 語(yǔ)言會(huì)在編譯過(guò)程中添加額外的參數(shù)，這樣會(huì)顯得編譯過(guò)程較為繁瑣（因?yàn)榇蟛糠智闆r下我們希望標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)可以直接引入，而不是再需要手動(dòng)指定，否則對(duì)于初級(jí)使用者會(huì)帶來(lái)額外的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)）。為了更方便使用編譯器，我們選擇 g++ 來(lái)編譯 C++ 代碼?？偨Y(jié)一下，gcc 可以完成 C++ 語(yǔ)言的編譯，但是使用過(guò)程會(huì)較為繁瑣，而 g++ 就是簡(jiǎn)化后的編譯指令。

與 gnueabi 相關(guān)的 gnueabi 和 gnueabihf 的區(qū)別

gcc-arm-linux-gnueabi – The GNU C compiler for armel architecture

AND

gcc-arm-linux-gnueabihf – The GNU C compiler for armhf architecture

這兩個(gè)交叉編譯器分別適用于 armel 和 armhf 兩個(gè)不同的架構(gòu)，armel 和 armhf 這兩種架構(gòu)在對(duì)待浮點(diǎn)運(yùn)算采取了不同的策略（有 fpu 的 ARM 才能支持這兩種浮點(diǎn)運(yùn)算策略）。

這兩個(gè)交叉編譯器是 gcc 的選項(xiàng) -mfloat-abi 的默認(rèn)值不同；該選項(xiàng)有三種值 soft、softfp、hard（其中后兩者都要求 ARM 里有 fpu 浮點(diǎn)運(yùn)算單元，soft 與后兩者是兼容的，但 softfp 和 hard 兩種模式互不兼容）：

• soft： 不用 fpu 進(jìn)行浮點(diǎn)計(jì)算，即使有 fpu 浮點(diǎn)運(yùn)算單元也不用，而是使用軟件模式。

• softfp： armel 架構(gòu)（對(duì)應(yīng)的編譯器為 arm-linux-gnueabi-gcc ）采用的默認(rèn)值，用 fpu 計(jì)算，但是傳參數(shù)用普通寄存器傳，這樣中斷的時(shí)候，只需要保存普通寄存器，中斷負(fù)荷小，但是參數(shù)需要轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)的再計(jì)算。

• hard： armhf架構(gòu)（對(duì)應(yīng)的編譯器 arm-linux-gnueabihf-gcc ）采用的默認(rèn)值，用 fpu 計(jì)算，傳參數(shù)也用 fpu 中的浮點(diǎn)寄存器傳，省去了轉(zhuǎn)換，性能最好，但是中斷負(fù)荷高。

幾種常見(jiàn)的編譯 ARM 的交叉編譯器：

arm-none-eabi：用于編譯裸機(jī)程序或系統(tǒng)，這個(gè)是沒(méi)有操作系統(tǒng)的，不支持那些系統(tǒng)調(diào)用等系列接口，可調(diào)用 newlib 庫(kù)，適用于 ARM7/Cortex-M/Cortex-R。

arm-none-linux-gnueabi：用于編譯 ARM 架構(gòu)的 u-boot、Linux 內(nèi)核、Linux 應(yīng)用等，使用 glibc 庫(kù)，適用于 ARM9/ARM11/Cortex-A。

arm-eabi： 用于安卓程序編譯。

armcc：早期 Keil 軟件公司（現(xiàn)已被 ARM 公司收購(gòu)）出品的支持相應(yīng)器件的編譯工具，可以編譯裸機(jī)程序，一般和 ARM 開(kāi)發(fā)工具一起，Keil MDK 內(nèi)置。

基于 GCC 的 ARM 編譯工具鏈提供商

目前，為 ARM 平臺(tái)提供交叉編譯工具鏈的提供商，本人所找到的只有兩家：ARM 官方和 Linaro 公司。

Arm GNU Toolchain

ARM 除了有自己的專(zhuān)用編譯器之外，還維護(hù)了一套基于 GCC 的交叉編譯工具鏈，被稱(chēng)為 Arm GNU Toolchain。截至于 2022 年，Arm GNU Toolchain 被分為了 A family（GNU Toolchain for the Cortex-A Family） 和 R & M family（GNU Arm Embedded Toolchain）兩大類(lèi)，但是自 2022 年開(kāi)始，ARM 對(duì)其進(jìn)行了統(tǒng)一。

Linaro Toolchain

Linaro 是一間非營(yíng)利性質(zhì)的開(kāi)放源代碼軟件工程公司，主要的目標(biāo)在于開(kāi)發(fā)不同半導(dǎo)體公司系統(tǒng)單片機(jī)（SoC）平臺(tái)的共通軟件。其維護(hù)的工具鏈下載地址為：https://snapshots.linaro.org/gnu-toolchain/ 。另外，從 https://www.linaro.org/downloads/ 的描述上看，目前 Linaro 僅針對(duì)于 Cortex-A 內(nèi)核的編譯工具鏈進(jìn)行維護(hù)，而對(duì)用于 ARM 嵌入式處理器的 Cortex-R 和 Cortex-M 裸機(jī)編譯工具鏈，則需要去 ARM 官網(wǎng)下載！

Reference

https://www.cnblogs.com/xiaotlili/p/3306100.html

https://blog.csdn.net/ZCShouCSDN/article/details/89553323