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交叉編譯學習筆記（二）——交叉編譯器的命名規(guī)則
在進行嵌入式開發(fā)過程中，用到的交叉編譯器經(jīng)常是這樣的名稱：
- arm-linux-gcc
- arm-none-linux-gnueabi-gcc
- arm-linux-gnu-gcc
上面對應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，不同的命名到底會導致這些編譯器有哪些區(qū)別？于是筆者開始在網(wǎng)上查閱資料，并進行總結。
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，如ARM, MIPS
- vendor：工具鏈提供商
- kernel：目標內核
- system：目標系統(tǒng)
- 一般為(gnu)eabi，即嵌入式應用二進制接口(Embedded Application Binary Interface)
另外ARM GCC可以根據(jù)是否支持操作系統(tǒng)進行分類。如：
- arm-none-eabi：該編譯器沒有操作系統(tǒng)，不能支持那些與操作系統(tǒng)關系密切的函數(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，表明交叉編譯器的目標系統(tǒng)平臺架構，即用該交叉編譯器編譯出的程序是運行在哪種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的…… 但一般情況下，大家把vendor攜程體系架構的值。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寫成交叉編譯器作者名字的。
3. [-kernel]
kernel，即內核，指使用該編譯器編譯出程序的目標系統(tǒng)。對應的環(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，表示無操作系統(tǒng)的環(huán)境。
比如用該交叉編譯器編譯一個U-boot或者其他小程序，是運行在無嵌入式Linux系統(tǒng)環(huán)境中單獨運行的一個程序。又比如平常我們購買的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板中，常帶有一些如跑馬燈的小程序，這種也是運行在無操作系統(tǒng)環(huán)境的程序。
4. [-system]
system，直譯為系統(tǒng)，其實主要表示交叉編譯器所選擇的庫函數(shù)和目標系統(tǒng)。
常見的值有：<code>gnu</code>, <code>gnueabi</code>, <code>uclibcgnueabi</code>
(1) gnu
其實筆者并不知道這里的gnu是不是平常我們所說的gnu…… 那么筆者就默認為是吧…… GNU是一個自由軟件工程項目。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
在說明eabi之前，需要先講一下abi：
ABI
??即二進制應用程序接口(Application Binary Interface(ABI) for the ARM Architecture)。
??計算機中，應用二進制接口描述了應用程序和操作系統(tǒng)之間或其他應用程序的低級接口。
??一個完整的ABI，像Intel二進制兼容標準(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)上運行。
??ABI不同于API（應用程序接口）。API定義了源代碼和庫之間的接口，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允許編譯好的目標代碼無需改動，就能運行。
EABI為嵌入式ABI，即Embedded ABI。EABI指定了文件格式、數(shù)據(jù)類型、寄存器使用、堆積組織優(yōu)化和在一個嵌入式軟件中參數(shù)的標準約定。
EABI與ABI的主要區(qū)別，是應用程序代碼中允許使用特權指令，不需要動態(tài)鏈接，并且使用更緊湊的堆棧幀組織用來節(jié)省內存。廣泛使用EABI的有Power PC和ARM。
(3) uclibc
uclibc，是c庫中的一種。
針對上述gnu, eabi, uclibc，對應的常見組合的含義為：
- 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
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架構的裸機系統(tǒng)（包括 ARM Linux 的 boot、kernel，不適用編譯 Linux 應用 Application），一般適合 ARM7、Cortex-M 和 Cortex-R 內核的芯片使用，所以不支持那些跟操作系統(tǒng)關系密切的函數(shù)（比如fork(2)，他使用的是 newlib 這個專用于嵌入式系統(tǒng)的C庫）。
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架構的Linux系統(tǒng)，可用于編譯 ARM 架構的u-boot、Linux內核、linux應用等。
arm-none-linux-gnueabi基于 gcc ，使用 glibc 庫，是經(jīng)過 Codesourcery 公司優(yōu)化過推出的編譯器，且該交叉編譯工具的浮點運算非常優(yōu)秀。一般ARM9, ARM11, Cortex-A 內核，帶有 Linux 操作系統(tǒng)的會用到。
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 類似，可以編譯裸機程序(u-boot, kernel)，但是不能編譯 Linux 應用程序。
armcc一般和ARM開發(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
兩個交叉編譯器名稱上的區(qū)別在于 gnueabi 與 gnueabihf，分別適用于 armel 和 armhf 兩個不同的架構，armel 和 armhf 這兩種架構在浮點運算上采用了不同的策略（有 fpu 的 arm 才能支持這兩種浮點運算策略）。
其實這兩個交叉編譯器只是在 gcc 的選項 -mfloat-abi 的默認值不同。gcc的選項-mfloat-abi有三種值：soft, softfp, hard，其值含義如下：
- soft: 不用fpu進行浮點計算（即使有fpu浮點運算單元，也不使用fpu）；
- softfp: armel架構（對應編譯器是arm-linux-gnueabi-gcc）的默認值，用 fpu 計算，但傳參數(shù)時使用普通寄存器。這樣中斷的時候，只需要保存普通寄存器，且中斷負荷小，但參數(shù)需要轉換成浮點數(shù)之后再計算；
- hard: armhf架構（對應編譯器是arm-linux-gnueabihf-gcc）的默認值，用 fpu 計算，傳參數(shù)也用 fpu 中的浮點寄存器傳遞。這樣省去了轉換，性能最好，但中斷負荷高。
測試兩個編譯器的代碼如下：
#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”選項以獲取更詳細的信息：
(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浮點模式。
