交叉编译器

简介

要在 X86 的电脑上编译出能够在 Arm 上运行的程序，我们必须明确告诉编译器，编译生成的可执行文件需要以 Arm 指令集的标准编码。开发者们为不同的芯片开发了不同的编译器，比如针对 Arm 平台的 arm-linux-gcc，针对 mips 平台的 mips-linux-gnu-gcc，这些编译器都是基于 GCC 针对具体的架构指令集进行对应配置，所以它们在运行的时候就就会生成和该目标平台对应的可执行文件。

交叉编译工具链的一般命名规则为：arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]-gcc

arch - 芯片架构，比如32位的Arm架构对应的arch为arm，64位的Arm架构对应的arch为aarch64
verdor -工具链提供商，大部分工具链名字里面都没有包含这部分。
os - 目标操作系统
eabi - 嵌入式应用二进制接口
示例
  • arm-none-eabi编译器
    这种编译器的名字中没有包含操作系统的信息，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 内核的芯片使用，M3之类的单片机都使用的是这种编译器，他使用的是 newlib 这个专用于嵌入式系统的C库，所以不支持那些跟操作系统关系密切的函数，比如fork(2)。
  • 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。
  • arm-none-linux-(gnu)eabi(hf)编译器
    arm-linux-gnueabi-gcc 和 aarch64-linux-gnu-gcc 适用于ARM9、ARM11、Cortex-A 系列芯片，前者针对 32 位芯片，后者针对 64 位芯片，它使用的是 glibc 库。可以用来编译 ARM 架构的 u-boot、Linux内核、linux应用等。32位编译器一般默认都是软件浮点，对应的64位为aarch64-none-linux-(gnu)eabi，64位编译器默认都是硬件浮点。
    32 位的 Arm 和 64 位的 Arm，它们的指令集是不同的，所以需要使用不同的工具链。当然，Arm64 为了保证前向兼容，提供了一个 32 位的兼容模式，所以我们用 arm-linux-gnueabi-gcc 编译的应用程序也是可以直接在Arm64 的系统上运行的，但是 Linux Kernel 和 U-Boot 就不行，除非你提前把 CPU 切换到 32 位模式。曾经有个项目使用了一颗四核的 Arm64 芯片，但是内存只有64M，为了节省空间，在 CPU 运行到 U-Boot 之前，我们就把它切到了 32 位模式，后面的 U-Boot、Linux Kernel，应用全部都用 32 位编译，加上 Thumb 指令集，节省了不少空间。
    softfp： armel架构（对应的编译器为 arm-linux-gnueabi-gcc ）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 arm-linux-gnueabihf-gcc ）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。
  • arm-eabi-gcc
    Android ARM 编译器。
  • arm-none-uclinuxeabi-gcc 和 arm-none-symbianelf-gcc
    arm-none-uclinuxeabi 用于uCLinux；arm-none-symbianelf 用于symbian。
下载链接

链接1：http://releases.linaro.org/components/toolchain/binaries/

链接2：https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/

链接3：https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads

常见问题

Q1：64位Linux系统上安装了32位的交叉编译器报错。

arm-linux-gcc -v 
/FriendlyARM/toolschain/4.4.3/bin/arm-linux-gcc: 15: exec: /FriendlyARM/toolschain/4.4.3/bin/.arm-none-linux-gnueabi-gcc: not found

A1：sudo apt-get install libc6-i386

参考链接

具体操作

  1. 将 arm-linux-gcc-4.6.4-arm-x86_64.tar.bz2 放至某个目录下 /home/gxy/File
  2. 在/usr/local下通过mkdir建立一个文件夹arm_gcc，并给其权限：
sudo mkdir /usr/local/arm_gcc
sudo chmod 777 /usr/local/arm_gcc
  1. 将arm-linux-gcc-4.6.4-arm-x86_64.tar.bz2 解压至该目录下：
    tar -xjvf arm-linux-gcc-4.6.4-arm-x86_64.tar.bz2 -C /usr/local/arm_gcc
  2. 设置环境变量
    sudo vi /etc/profile
  3. 在文件末尾添加环境变量（第一个目录下的bin，根据自己的实际情况来）：
export PATH=$PATH:/usr/local/arm_gcc/arm-linux-gcc/bin
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/arm-linux-gcc/lib
  1. 重新加载环境变量文件：
    source /etc/profile
  2. 检验是否安装成功
    arm-linux-gcc -v