GNU ARM Toolchain入门指南
- 典型的工具链
如上图所示， 整个过程分为三个步骤： 编译， 链接， 重定位
Step 1: 交叉编译
在这一步骤中， 所有的源文件都是基于高级语言（C or C++)进行编写的， 是从高级语言转换为机器可以理解的机器码。
Step 2: 链接目标文件
在单个文件被编译成目标文件后， 接下来是将它们链接倒一个二进制文件中。 一般来讲， 编写的代码通常被分为3个段， .text (加载我们所写的代码）， .data (初始化的全局变量）， .bss（未初始化的全局变量）
在这里有一个不得不提的二进制工具集 - GNU Binutils. GNU Binutils, 即GNU Binary Utilities的简写， 是一组二进制工具的集合。 主要包含的工具有：
- ld: 链接器， 将多个目标文件链接成一个可执行文件/目标库文件
- as: 汇编器， 将汇编源代码编译为机器代码
- ranlib: 对静态库的符号索引表进行更新
- add2line: 将地址转换为行号 （一般用于反汇编）
- ar: 用来操作.a档案文件， 如创建， 修改， 提取内容等
- nm: 列出目标文件中的符号
- objcopy: 拷贝并转换文件， 可用于不同格式的二进制文件转换
- objdump: 显示目标文件中的信息
- readelf: 显示ELF格式的目标文件信息
- size: 显示目标文件或者档案文件的节（section)大小
- strings: 显示文件中可打印字符串信息。
Step 3: 重定向二进制文件
2. ToolChain简介
交叉编译工具链是一个由编译器， 连接器和解释器组成的综合开发环境， 交叉编译工具链只要由binutils, gcc和glibc三个部分组成
- 从授权上， 分为免费授权版和付费授权版。
免费版目前有三大主流工具提供， 第一是GNU (提供源码， 自行编译制作）， 第二是Codesourcery, 第三是Linora.
收费版有ARM原厂提供的armcc, IAR提供的编译器等等
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- Linux: 表示有操作系统（主要指Linux)的环境
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- bare-metal: 表示无操作系统的环境。 比如u-boot, 跑马灯的小程序
- arm-none-eabi: 该编译器没有操作系统， 不能支持那些与操作系统关系密切的函数。
- arm-none-linux-eabi: 该编译器用于Linux系统。
3. 交叉编译工具链举例
- arm-none-eabi-gcc:
arch: arm vendor: none kernel: empty system: eabi
该编译器一般用于编译ARM架构的裸机系统（包括ARM Linux的boot, kernel, 不适用编译Linux应用Application), 一般适合ARM7, Cortex-M和Cortex-R内核的芯片适用。 所以不支持那些和操作系统关系密切的函数。
- arm-none-linux-gnueabi-gcc
arch: arm vendor: none kernel: linux system: gnueabi
该编译器主要用于基本ARM架构的Linux系统， 可用于编译ARM架构的u-boot, Linux内核， Linux应用等。 arm-none-linux-gnueabi基于gcc, 使用glibc库。 是经过Codesourcery公司优化过推出的编译器， 且该交叉编译工具的浮点运算非常优秀， 一般ARM9, ARM11, Cortex-A内核， 带有Linux操作系统的会用到。
- arm-eabi-gcc
该编译器是Android ARM编译器。
- arm-linux-gnueabi-gcc VS arm-linux-gnueabihf-gcc
这两个交叉编译名称上的区别在于gnueabi与gnueabihf, 分别适用于armel和armhf两个不同的架构， armel和armhf这两种架构在浮点运算上采用了不同的策略 （有fpu的arm才能支持这两种浮点策略）。 这两个交叉编译器只有在gcc的选项 -mfloat-abi的默认值不同。 gcc的选项 -mfloat-abi有三种值： soft, softfp, hard.
a. soft: 不用fpu进行浮点计算
b. softfp: armel架构 （arm-linux-gnueabi-gcc)的默认值， 用fpu计算， 但传参数时使用普通寄存器。 这样中断的时候， 只需要保存普通寄存器， 且中断负荷小， 但参数需要转换成浮点数之后再计算。
c. hard: armhf架构 （arm-linux-gnueabihf-gcc)的默认值， 用fpu计算， 传参数也用fpu中的浮点寄存器传递。 这样省去了转换， 性能最好，但中断负荷高。
4. 链接
https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads
https://www.plm.automation.siemens.com/global/en/products/embedded-software/sourcery-toolchain-services.html
https://www.linaro.org/
5. 补充
a. 在讲解各编译器之前， 必须先了解一下以下这些文件。
.o 文件： 指的是object文件， 俗称目标文件。 在Linux下 .o, Windows下 .obj
.a 文件： 指的是archive文件， 俗称静态库文件。 在Linux下 .a, Windows下 .lib
.so文件： 指的是shared object文件， 用于动态连接的。 在Linux下 .so, Windows下 .dll.
b. 对于交叉编译工具链，其中几个参数
--build=编译该软件所使用的平台
--host=该软件将运行的平台
--target=该软件所要处理的目标平台
b
