交叉編譯工具鏈命名詳解

交叉編譯就是在一種平台上編譯出能運行在體系結構不同的另一種平台上的程序，比如在PC平台（X86 CPU）上編譯出能運行在以ARM為內核的CPU平台上的程序，編譯得到的程序在X86 CPU平台上是不能運行的，必須放到ARM CPU平台上才能運行，雖然兩個平台用的都是Linux系統。 交叉編譯工具鏈是一個由編譯器、連接器和解釋器組成的綜合開發環境，交叉編譯工具鏈主要由binutils、gcc和glibc三個部分組成。有時出於減小 libc 庫大小的考慮，也可以用別的 c 庫來代替 glibc，例如 uClibc、dietlibc 和 newlib。

分類和說明

從授權上，分為免費授權版和付費授權版。

免費版目前有三大主流工具商提供，第一是GNU（提供源碼，自行編譯制作），第二是 Codesourcery，第三是Linora。

收費版有ARM原廠提供的armcc、IAR提供的編譯器等等，因為這些價格都比較昂貴，不適合學習用戶使用，所以不做講述。

• arm-none-linux-gnueabi-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已經被Mentor收購）基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM（32位）系統中所有環節的代碼，包括裸機程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應用程序。
• arm-linux-gnueabihf-gcc：是由 Linaro 公司基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM（32位）系統中所有環節的代碼，包括裸機程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應用程序。
• aarch64-linux-gnu-gcc：是由 Linaro 公司基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARMv8 64位目標中的裸機程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應用程序。
• arm-none-elf-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已經被Mentor收購）基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。
• arm-none-eabi-gcc：是 GNU 推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。

命名規則

交叉編譯工具鏈的命名規則為：arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]

• arch – 體系架構，如ARM，MIPS（通過交叉編譯工具生成的可執行文件或系統鏡像的運行平台或環境）
• vendor – 工具鏈提供商
• os – 目標操作系統（host主要操作平台，也就是編譯時的系統）
• eabi – 嵌入式應用二進制接口（Embedded Application Binary Interface）

根據對操作系統的支持與否，ARM GCC可分為支持和不支持操作系統，如

• arm-none-eabi：這個是沒有操作系統的，自然不可能支持那些跟操作系統關系密切的函數，比如fork(2)。他使用的是newlib這個專用於嵌入式系統的C庫。
• arm-none-linux-eabi：用於Linux的，使用Glibc

 實例

1、arm-none-eabi-gcc

（ARM architecture，no vendor，not target an operating system，complies with the ARM EABI）
用於編譯 ARM 架構的裸機系統（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關系密切的函數，比如fork(2)，他使用的是 newlib 這個專用於嵌入式系統的C庫。

2、arm-none-linux-gnueabi-gcc

(ARM architecture, no vendor, creates binaries that run on the Linux operating system, and uses the GNU EABI)

主要用於基於ARM架構的Linux系統，可用於編譯 ARM 架構的 u-boot、Linux內核、linux應用等。arm-none-linux-gnueabi基於GCC，使用Glibc庫，經過 Codesourcery 公司優化過推出的編譯器。arm-none-linux-gnueabi-xxx 交叉編譯工具的浮點運算非常優秀。一般ARM9、ARM11、Cortex-A 內核，帶有 Linux 操作系統的會用到。

3、arm-eabi-gcc

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（愛國版除外，呵呵~~）。

5、arm-none-uclinuxeabi-gcc 和 arm-none-symbianelf-gcc

arm-none-uclinuxeabi 用於uCLinux，使用Glibc。

arm-none-symbianelf 用於symbian，沒用過，不知道C庫是什么 。

Codesourcery

Codesourcery推出的產品叫Sourcery G++ Lite Edition，其中基於command-line的編譯器是免費的，在官網上可以下載，而其中包含的IDE和debug 工具是收費的，當然也有30天試用版本的。

目前CodeSourcery已經由明導國際(Mentor Graphics)收購，所以原本的網站風格已經全部變為 Mentor 樣式，但是 Sourcery G++ Lite Edition 同樣可以注冊后免費下載。

Codesourcery一直是在做ARM目標 GCC 的開發和優化，它的ARM GCC在目前在市場上非常優秀，很多 patch 可能還沒被gcc接受，所以還是應該直接用它的（而且他提供Windows下[mingw交叉編譯的]和Linux下的二進制版本，比較方便；如果不是很有時間和興趣，不建議下載 src 源碼包自己編譯，很麻煩，Codesourcery給的shell腳本很多時候根本沒辦法直接用，得自行提取關鍵的部分手工執行，又費精力又費時間，如果想知道細節，其實不用自己編譯一遍，看看他是用什么步驟構建的即可，如果你對交叉編譯器感興趣的話。

ABI 和 EABI

ABI：二進制應用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。在計算機中，應用二進制接口描述了應用程序（或者其他類型）和操作系統之間或其他應用程序的低級接口。

EABI：嵌入式ABI。嵌入式應用二進制接口指定了文件格式、數據類型、寄存器使用、堆積組織優化和在一個嵌入式軟件中的參數的標准約定。開發者使用自己的匯編語言也可以使用 EABI 作為與兼容的編譯器生成的匯編語言的接口。

兩者主要區別是，ABI是計算機上的，EABI是嵌入式平台上（如ARM，MIPS等）。

arm-linux-gnueabi-gcc 和 arm-linux-gnueabihf-gcc

兩個交叉編譯器分別適用於 armel 和 armhf 兩個不同的架構，armel 和 armhf 這兩種架構在對待浮點運算采取了不同的策略（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不過是 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（其中后兩者都要求 arm 里有 fpu 浮點運算單元，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進行浮點計算，即使有fpu浮點運算單元也不用，而是使用軟件模式。
softfp： armel架構（對應的編譯器為 arm-linux-gnueabi-gcc ）采用的默認值，用fpu計算，但是傳參數用普通寄存器傳，這樣中斷的時候，只需要保存普通寄存器，中斷負荷小，但是參數需要轉換成浮點的再計算。
hard： armhf架構（對應的編譯器 arm-linux-gnueabihf-gcc ）采用的默認值，用fpu計算，傳參數也用fpu中的浮點寄存器傳，省去了轉換，性能最好，但是中斷負荷高。

把以下測試使用的C文件內容保存成 mfloat.c：
#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;
}

1、使用 arm-linux-gnueabihf-gcc 編譯，使用“-v”選項以獲取更詳細的信息：
# arm-linux-gnueabihf-gcc -v mfloat.c
COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=hard’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’
-mfloat-abi=hard

可看出使用hard硬件浮點模式。

2、使用 arm-linux-gnueabi-gcc 編譯：
# arm-linux-gnueabi-gcc -v mfloat.c
COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=softfp’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’
-mfloat-abi=softfp

可看出使用softfp模式。
 

參考資料

1. 交叉編譯器 arm-linux-gnueabi 和 arm-linux-gnueabihf 的區別：http://www.cnblogs.com/xiaotlili/p/3306100.html
2. arm-none-linux-gnueabi，arm-none-eabi 與arm-eabi 區別：http://blog.csdn.net/mantis_1984/article/details/21049273
3. What’s the difference between arm-linux- / arm-none-linux-gnueabi- / arm-fsl-linux-gnueabi- in LTIB?https://community.freescale.com/thread/313490
4. http://elinux.org/RPi_Kernel_Compilation
5. https://github.com/raspberrypi/linux
6. http://packages.ubuntu.com/precise/gcc-arm-linux-gnueabi
7. http://mitchtech.net/raspberry-pi-kernel-compile/