GCC

简介

GCC(GNU Compiler Collection) 是由GNU开发的编程语言译器。GNU编译器套件包括C、C++、 Objective-C、 Fortran、Java、Ada和Go语言前端,也包括了这些语言的库(如libstdc++,libgcj等。)

gcc 与 g++ 分别是 gnu 的 c & c++ 编译器 gcc/g++ 在执行编译工作的时候,总共需要4步:

1、预处理,生成 .i 的文件[预处理器cpp] 2、将预处理后的文件转换成汇编语言, 生成文件 .s [编译器egcs] 3、有汇编变为目标代码(机器代码)生成 .o 的文件[汇编器as] 4、连接目标代码, 生成可执行程序 [链接器ld]

arm-elf-gcc 跟 arm-linux-gcc 一样,也是是基于 ARM 目标机的交叉编译软件。但是它们不是同一个交叉编译软件,两者是有区别的,两者区别主要在于使用不同的 C 库文件。arm-linux-gcc使用 GNU 的 Glibc,而 arm-elf-gcc 一般使用 uClibc/uC-libc 或者使用 RedHat专门为嵌入式系统的开发的C库newlib。只是所应用的领域不同而已,Glibc是针对PC开发的,uClibc/uC-libc是与Glibc API兼容的小型化C语言库,实现了Glibc部分功能。

uC -libc是最早为uClinux开发的库,是Jeff Dionne和Kenneth Albanowski为在EKLs项目中支持m68000在Linux-8086 C库源码上移植的。uC-libc是一个完全的libc实现,但其中有一些api是非标准的,有些libc的标准也没有实现。uC-libc稳定地支持 m68000,ColdFire和没有MMU的ARM。其主要设计目标是“小”、“轻”,并尽量与标准一致,虽然它的API和很多libc兼容,但是似乎并不像它期望的那样和所有标准一致。

uClibc就是为了解决这个问题从uC-libc中发展出来的。它的所有API都是标准的(正确的返回类型,参数等等),它弥补了uC-libc中没有实现的libc标准,现在已经被移植到多种架构中。一般来讲,它尽量兼容glibc以便使应用程序用uClibc改写变的容易。uClibc能够在标准的 VM linux和uClinux上面使用。为了应用程序的简洁,它甚至可以在许多支持MMU的平台上被编译成共享库。

arm-linux-*和 arm-elf-*的使用没有一个绝对的标准,排除不同库实现的差异,gcc可以编译任何系统。arm-linux-*和 arm-elf-*都可以用来编译裸机程序和操作系统,只是在遵循下面的描述时系统程序显得更加协调:

arm-linux-*针对运行linux的ARM机器,其依赖于指定的C语言库Glibc,因为同样使用Glibc的linux而使得arm-linux-*在运行linux的ARM机器上编译显得更加和谐。

arm-elf-*则是一个独立的编译体系,不依赖于指定的C语言库Glibc,可以使用newlib等其他C语言库,不要求操作系统支持,当其使用为嵌入式系统而设计的一些轻巧的C语言库时编译裸机程序(没有linux等大型操作系统的程序),如监控程序,bootloader等能使得系统程序更加小巧快捷。

对比

ARM的嵌入式系统开发中,常常用到交叉编译的GCC工具链有两种: arm-linux-和 arm-elf-,两者区别主要在于使用不同的C库文件。 arm-linux-*使用GNU的Glibc,而arm-elf-*一般使用 uClibc/uC-libc或者使用REDHAT专门为嵌入式系统的开发的C库newlib.Glibc。 uClibc/uC-libc以及 newlib都是C语言库文件,只是所应用的领域不同而已,Glibc是针对PC开发的,uClibc/uC-libc是与Glibc API兼容的小型化C语言库,实现了Glibc部分功能。

1、EABIarm-2008q3-39-arm-none-eabi Sourcery G++ Lite 2008q3-39 All versions... Sourcery G++ for ARM EABI is for use in bare-metal and/or RTOS environments.(适用于编译裸机或RTOS环境上的应用,比如u-boot等);Run-Time Libraries:ARMv4 - Little-Endian, Soft-Float;ARMv4 Thumb -Little- Endian, Soft-Float;ARMv6-M Thumb - Little-Endian, Soft-Float;ARMv7 Thumb-2 - Little-Endian, Soft-Float。 2、uClinux arm-2008q3-42-arm-uclinuxeabi Sourcery G++ Lite 2008q3-42 All versions... Sourcery G++ for ARM uClinux is for systems running the Linux kernel without using a memory-management unit (MMU). You can use Sourcery G++ to build both the uClinux kernel and uClinux applications. )适用于编译linux内核和应用程序,不带MMU的CPU);Run-Time Libraries:ARMv4T - Little-Endian, Soft-Float;ARMv6-M Thumb - Little-Endian, Soft-Float;ARMv7 Thumb-2 - Little-Endian, Soft-Float。 3、GNU/Linux arm-2008q3-41-arm-none-linux-gnueabi Sourcery G++ Lite 2008q3-41 All versions... Sourcery G++ for ARM GNU/Linux is for use in developing for systems which run the Linux kernel. You can use Sourcery G++ to build both the Linux kernel and Linux applications.(适用于编译linux内核和应用程序,带MMU的CPU);Run-Time Libraries:ARMv4T - Little-Endian, Soft-Float, GLIBC;ARMv5T - Little-Endian, Soft-Float, GLIBC;ARMv7-A Thumb-2 - Little-Endian, Soft-Float, GLIBC。 4、SymbianOS arm-2008q3-40-arm-none-symbianelf Sourcery G++ Lite 2008q3-40 All versions... 适用于编译Symbian应用程序;Run-Time Libraries:ARMv5 - Little-Endian, Soft-Float;ARMv5 - Little-Endian, VFP。

arm-linux-gcc是针对arm + Linux的开发环境的,kernel使用的是linux,不是uclinux,arm是有硬件MMU的。

  而arm-elf-gcc是针对no MMU arm + uclinux的开发环境,kernel使用的是uclinux,硬件是廉价的无MMU的arm芯片。

  arm-linux-gcc倒是有点类似X86 PC环境下的linux开发。

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。

arm-none-linux-gnueabi-gcc

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

主要用于基于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,经过 Codesourcery 公司优化过推出的编译器。 arm-none-linux-gnueabi-xxx 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

Android ARM 编译器。

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。

arm-none-uclinuxeabi

用于uCLinux,使用Glibc。

arm-none-symbianelf

用于symbian

ABI vs EABI

ABI:二进制应用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。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:嵌入式ABI。嵌入式应用二进制接口指定了文件格式、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)。

库链接

我们用gcc编译程序时,可能会用到“-I”(大写i),“-L”(大写l),“-l”(小写l)等参数,下面做个记录:

例:gcc -o hello hello.c -I /home/hello/include -L /home/hello/lib -lworld

上面这句表示在编译hello.c时:

-I /home/hello/include

表示将/home/hello/include目录作为第一个寻找头文件的目录,寻找的顺序是:

/home/hello/include-->/usr/include-->/usr/local/include

存储访问

_no_init用于禁止系统启动时的变量初始化

用__ramfunc定义的函数企图访问ROM将导致编译器产生警告

arm-none-eabi-gcc(ARM architecture,no vendor,not target an operating system,complies with the ARM EABI) 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,所以不支持那些跟操作系统关系密切的函数,比如fork(2),他使用的是 newlib 这个专用于嵌入式系统的C库。

SDCC

Lint