工具鏈介紹

約定

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注意: 除非另有指定，本文檔假定:

• 以 ARM Cortex-M3 處理器的小端模式
• ARM EABI 應用二進制接口
• GNU GCC 工具鏈

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工具鏈

一個完整的軟件工具鏈包括如下程序: 將源代碼轉化為二進制機器碼；將單獨的匯編/編譯的代碼模塊鏈接到一起；反匯編二進制代碼；轉換格式。

以匯編源碼文件作為起始文件，.s 文件，經過匯編器匯編生成 .o 目標文件，目標文件與鏈接文件 .ld 文件進行鏈接，通過鏈接器生成可執行文件，並進一步生成 .bin 文件以及可反匯編的 .lst 文件。

一個典型的 GNU 匯編工具鏈包括上面的過程，以及下面的程序:

• as 作為匯編器，將高級編程語言轉換為二進制機器碼。它通常以 .s 作為輸入，輸出 .o 目標文件
• ld 作為鏈接器，解析多個目標文件的外部符號引用並分配數據段，輸出一個單個的可執行文件。它通常以 .o 目標文件以及 .ld 鏈接腳本作為輸入，以 .out 可執行文件作為輸出
• objcopy 將 .bin 文件復制並轉化為 .bin 文件
• objdump 通常用來反匯編

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以 C/C++ 作為源碼

如果你希望寫 C/C++ 文件或混合 匯編/C 代碼，編譯時，你需要編譯器。GNU Compiler Collection (GCC) 包含所有的工具。C/C++ 編譯器 (gcc/g++) 以 C/C++ 作為源碼，以及預匯編的目標感i奧文件，以及預編譯的二進制文件，以這些輸入生成目標文件，輸出可執行文件。

在這個過程中會用到如下的程序:

• ar 從文檔中創建、調整、提取出實例
• nlmconv 將目標代碼轉化為 NLM
• nm 從目標文件中列出符號
• ranlib 從文檔中生成一個內容索引
• readelf 從 ELF 格式的目標文件中展示信息
• size 展示目標或文檔的段以及他們的大小
• strip 忽略嵌入到目標文件中的符號

安裝

開發新的硬件平台的軟件，第一步是安裝開發軟件需要的工具鏈。包括確定安裝匯編器、鏈接器、編譯器、軟件庫、仿真器、程序以及其他目標架構支持的工具。在本例中，我們的目標是 ARM Cortex-M3 處理器，基於 ARMv7 架構。考慮到花費的代價以及可獲取程度，我們這里使用 GNU GCC 編譯鏈。GCC 是極受歡迎的開源工具鏈，可以用在諸如 Intel x86，ARM v4/5/6/7，TI MSP，Atmel AVR 等架構的設備上。因為大部分 GCC 工具是可以免費下載的，它們可以被任何人使用。注意: 當開發用的主機與目標架構不同時，會將工具鏈稱為 交叉編譯鏈 (即，如果你希望在基於 x86 的架構的 Linux 設備上開發 ARM 架構的軟件，那么你需要這么一個交叉編譯鏈)。

Unix 交叉編譯器的名命傳統可能會令人迷惑。如果你想要查找一個 ARM 編譯器，那么你可能找到如下幾個工具鏈: arm-none-linux-gnueabi，arm-none-eabi，arm-eabi，以及 arm-softfloat-linux-gnu。Unix 交叉編譯器使用如下的名命方式: arch，[-vendor]，[-os]，-abi。其中:

• arch 為目標架構，在我們的示例情景下是 ARM
• vendor 為工具鏈提供者
• os 為目標操作系統，如果有的話，用來決定鏈接以及系統調用應用的庫 (比如: newlib，glibc，crt0 等)
• abi 指定使用應用程序二進制接口，確保不同的工具生成的二進制內容可以進行交互操作

下面的一些例子解釋:

• arm-none-eabi 目標架構為 ARM 架構，沒有提供者，目標不為操作系統(即，目標為裸機程序)，並遵守 ARM EABI
• arm-none-linux-gnueabi 是可以安裝到基於 Debian 的系統 (使用包管理工具 apt，包名為 gcc-arm-linux-gnueabi)。這個工具鏈目標為 ARM 架構，沒有提供者，創建運行在 Linux 操作系統上的可執行程序，遵守 GNU EABI
• arm-eabi 安卓 ARM 編譯器

安裝編譯鏈

對於 linux 系統，只需要將編譯鏈所在的路徑導入到環境變量 PATH 中即可，如下命令:

export PATH="tool_chain/bin_path/:$PATH"

當然這一種安裝方式只是臨時的安裝，只在當前終端下有效。如果希望啟動就生效，一種選擇是寫入到啟動腳本中，比如 ubuntu 中編輯 /etc/profile 文件。