交叉编译器的命名规则及详细解释(arm/gnu/none/linux/eabi/eabihf/gcc

2019-07-13 09:07发布

class="markdown_views prism-dracula"> 在linux系统下搞嵌入式开发,交叉编译器那肯定是必备工具。用的场合多了,就会见到各种各样的编译工具,比如:
  • arm-linux-gcc
  • arm-linux-gnueabi-gcc
  • arm-none-linux-eabi-gcc
  • arm-none-symbianelf-gcc
  • arm-none-uclinuxeabi-gcc
  • arm-none-linux-gnueabi-gcc
  • arm-cortex_a8-linux-gnueabi-gcc
  • mips-malta-linux-gnu-gcc
这些编译工具为什么这么叫,各自有什么含义,又分别用在什么场合,你都知道吗?下面就来一一讲解一下。

一、命名总则

一般来说,交叉编译工具链的命名规则为:arch-core-kernel-system-language。其中:
  • arch:体系架构,如ARM,MIPS,等,表示该编译器用于哪个目标平台;
  • core:使用的是哪个CPU Core,如Cortex A8;或者是指定工具链的供应商。如果没有特殊指定,则留空不填。这一组命名比较灵活,在某些厂家提供的交叉编译链中,有以厂家名称命名的,也有以开发板命名的,或者直接是none或cross的;
  • kernel: 所运行的OS,见过的有Linux,uclinux,bare(无OS);
  • system:交叉编译链所选择的库函数和目标映像的规范,如gnu,gnueabi等。其中gnu等价于glibc+oabi;gnueabi等价于glibc+eabi。若不指定,则也可以留空不填;
  • language:编译语言,表示该编译器用于编译何种语言,最常见的就是gcc,g++;
注意:这个规则是一个猜测,并没有在哪份官方资料上看到过。而且有些编译链的命名确实没有按照这个规则,也不清楚这是不是历史原因造成的。如果有谁在资料上见到过此规则的详细描述,欢迎指出错误。

二、实例说明

下面拿几个实际应用中最常见的编译器进行举例说明: 1、arm-linux-gcc
2、arm-none-linux-gnueabi-gcc 先解释一下第二个"arm-none-linux-gnueabi-gcc",它表达的是一个不指定具体工具链供应商的、可用于基于ARM架构的Linux系统的编译器,可用于编译 ARM 架构的 u-boot、Linux内核、linux应用等。 arm-none-linux-gnueabi-gcc是 Codesourcery 公司(目前已经被Mentor收购)基于GCC推出的的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译ARM系统中所有环节的代码,包括裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App应用程序。 arm-none-linux-gnueabi基于gcc,使用Glibc库,它的浮点运算非常优秀。一般ARM9、ARM11、Cortex-A 内核,带有 Linux 操作系统都会用得到。 然后我们再来看arm-linux-gcc与arm-none-linux-gnueabi-gcc之间的关系。 简单来说,arm-linux-gcc 是 arm-none-linux-gnueabi-gcc 的一个软链接。如下: leon@Ubuntu:/opt/mini2440/toolschain/4.4.3/bin$ ls -l arm-linux-gcc lrwxrwxrwx 1 leon leon 26 7月 24 2010 arm-linux-gcc -> arm-none-linux-gnueabi-gcc 这是我本人所安装了友善之臂提供的arm-linux-gcc v4.4.3版本的编译器。 如果想要安装该编译器,根据我本人目前搜索到的资料,貌似没有现成的apt-get install命令可以直接安装,只能自己去官网(http://sourcery.mentor.com/public/gnu_toolchain/arm-none-linux-gnueabi/)下载安装包,自己编译和安装。具体的安装和编译步骤,此处就不进行详细描述,大家自行搜索,很多。 另外该网站还有许多其他架构平台(misp、x86、powerpc)的编译器,下载地址为:
http://sourcery.mentor.com/public/gnu_toolchain/3、arm-linux-gnueabi-gcc 翻译过来就是,基于arm架构的,适用于任何CPU型号,linux系统下的,可编译出符合GNU规范以及嵌入式平台ABI接口要求的,c语言的编译器。 同理,该编译器套装中用于编译c++的组件,名字叫做arm-linux-gnueabi-g++。 在ubuntu系统下,该编译器套装组建可使用以下命令直接安装: sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi sudo apt-get install g++-arm-linux-gnueabi 4、arm-linux-gnueabihf-gcc arm-linux-gnueabihf-gcc是由 Linaro 公司(http://www.linaro.org/)基于GCC推出的ARM交叉编译工具,可用于交叉编译ARM系统中所有环节的代码,包括裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App应用程序。 arm-linux-gneabihf-gcc 与 CodeSourcery 的 arm-none-linux-gnueabi-gcc 类似,都可以用来编译基于ARM平台所有环节代码,CodeSourcery 的交叉编译工具发布较早,从2005年开始一直到现在。Linaro 则是由ARM、飞思卡尔、IBM、Samsung、ST-Ericsson和TI等厂商联合,为开发不同半导体公司系统单芯片(SoC)平台的共通软件的一个非盈利公司。Linaro于2010年成立,并于当年11月发布第一版ARM Cortex-A 为核心的 SoC 进行效能优化的软件工具。 请注意将它与上面第二点的arm-linux-gnueabi-gcc区分,这是两个不同的编译器。他们分别适用于 armel 和 armhf 两个不同的架构,详见下面第三点的解释。 5、arm-none-eabi-gcc 翻译过来就是,基于arm架构的,适用于任何CPU型号(也可理解成不指定具体的工具链供应商),不带操作系统的裸机系统(包括 ARM Linux 的 boot、kernel,不适用于编译 Linux 应用 Application),可编译出符合嵌入式平台ABI接口要求的,c语言的编译器。一般适合 ARM7、Cortex-M 和 Cortex-R 内核的芯片使用,所以不支持那些跟操作系统关系密切的函数,比如fork(2),它使用的是 newlib 这个专用于嵌入式系统的C库。 注:这里有一个概念,叫ABI/EABI,请参见第三点的解释。 6、arm-none-uclinuxeabi-gcc 和 arm-none-symbianelf-gcc arm-none-uclinuxeabi 用于uCLinux,使用Glibc。
arm-none-symbianelf 用于symbian,没用过,不知道C库是什么。 7、armcc ARM 公司推出的编译工具,功能和 arm-none-eabi 类似,可以编译裸机程序(u-boot、kernel),但是不能编译 Linux 应用程序。armcc一般和ARM开发工具一起,Keil MDK、ADS、RVDS和DS-5中的编译器都是armcc,所以 armcc 编译器都是收费的(爱国版除外,呵呵~~)。

三、几个概念

1、ABI与EABI
  • ABI:二进制应用程序接口(Application Binary Interface)。在计算机中,应用二进制接口描述了应用程序(或者其他类型)和操作系统之间或其他应用程序的低级接口;
  • EABI:即嵌入式ABI,应用于嵌入式系统的二进制应用程序接口(Embeded Application Binary Interface)。EABI指定了文件格式、数据类型、寄存器使用、堆积组织优化和在一个嵌入式软件中的参数的标准约定。开发者使用自己的汇编语言也可以使用 EABI 作为与兼容的编译器生成的汇编语言的接口。
两者主要区别是,ABI是计算机上的,EABI是嵌入式平台上(如ARM,MIPS等)。 2、gnueabi与gnueabihf
  • gcc-arm-linux-gnueabi – The GNU C compiler for armel architecture
  • gcc-arm-linux-gnueabihf – The GNU C compiler for armhf architecture
可见这两个交叉编译器适用于armel和armhf两个不同的架构,armel和armhf这两种架构在对待浮点运算采取了不同的策略(有fpu的arm才能支持这两种浮点运算策略)。 其实这两个交叉编译器只不过是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(其中后两者都要求arm里有fpu浮点运算单元,soft与后两者是兼容的,但softfp和hard两种模式互不兼容):
  • soft:不用fpu进行浮点计算,即使有fpu浮点运算单元也不用,而是使用软件模式。
  • softfp:armel架构(对应的编译器为gcc-arm-linux-gnueabi)采用的默认值,用fpu计算,但是传参数用普通寄存器传,这样中断的时候,只需要保存普通寄存器,中断负荷小,但是参数需要转换成浮点的再计算。
  • hard:armhf架构(对应的编译器gcc-arm-linux-gnueabihf)采用的默认值,用fpu计算,传参数也用fpu中的浮点寄存器传,省去了转换,性能最好,但是中断负荷高。

最后附上搜集到的几个下载地址链接: 1、mentor官网:【
https://www.mentor.com/embedded-software/sourcery-tools/sourcery-codebench/editions/lite-edition/】 2、ARM官网:【https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads】 3、linaro官网:【https://www.linaro.org/downloads/】 4、gnu官网:【ftp://ftp.gnu.org/gnu/gcc