??本文屬于嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要介紹編譯過(guò)程和交叉編譯。對(duì)于基于ARM內(nèi)核的微處理器移植操作系統(tǒng)，不可避免的需要使用交叉編譯。交叉編譯指的是不同平臺(tái)間編譯程序代碼的操作，不同平臺(tái)有兩方面：（1）不同的操作系統(tǒng)；（2）不同的處理器平臺(tái)，如ARM和X86。

gcc編譯器的工作原理

??編譯器是具有編輯代碼并能夠?qū)⒏呒?jí)語(yǔ)言代碼翻譯為機(jī)器碼的工具例如編寫的C語(yǔ)言代碼最終為.c格式文件；java語(yǔ)言代碼最終為.java格式文件，這些高級(jí)語(yǔ)言組成的文件計(jì)算機(jī)是無(wú)法直接運(yùn)行的，就需要一個(gè)“翻譯”工具將高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的機(jī)器語(yǔ)言，這個(gè)過(guò)程就是譯碼。
??譯碼主要分為四個(gè)階段：預(yù)處理，編譯，匯編，鏈接。經(jīng)過(guò)鏈接后形成的可執(zhí)行文件，然后下載到目標(biāo)OS下執(zhí)行：

預(yù)處理過(guò)程

首先，編寫一個(gè)最簡(jiǎn)單的helloworld.c文件

#include <stdio.h>
int main()
{
	print("Hello, World!");  //字符串需要""包起來(lái)
	return 0;
}

以gcc預(yù)處理為例，包含以下幾個(gè)操作：

1. 將包含的頭文件以及宏定義的值找到并替換為最終內(nèi)容；
2. 自動(dòng)刪除代碼中的注釋；
3. 添加行號(hào)和標(biāo)識(shí)；
4. 生成.i預(yù)處理文件

gcc -E hello.c -o hello.i  #預(yù)處理命令

生成hello.i文件，查看hello.i文件：

# 1 "hello.c"
# 1 "<built-in>"
# 1 "<command-line>"
# 31 "<command-line>"
# 1 "/usr/include/stdc-predef.h" 1 3 4
# 32 "<command-line>" 2
# 1 "hello.c"
# 1 "/usr/include/stdio.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 1 3 4
# 33 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 3 4
# 1 "/usr/include/features.h" 1 3 4
# 424 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 1 3 4
# 427 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 428 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/long-double.h" 1 3 4
# 429 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/sys/cdefs.h" 2 3 4
# 425 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 448 "/usr/include/features.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 1 3 4
# 10 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs-64.h" 1 3 4
# 11 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/gnu/stubs.h" 2 3 4
# 449 "/usr/include/features.h" 2 3 4
# 34 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libc-header-start.h" 2 3 4
# 28 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stddef.h" 1 3 4
# 216 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stddef.h" 3 4
# 216 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stddef.h" 3 4
typedef long unsigned int size_t;
# 34 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 1 3 4
# 27 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/wordsize.h" 1 3 4
# 28 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4
typedef unsigned char __u_char;
typedef unsigned short int __u_short;
typedef unsigned int __u_int;
typedef unsigned long int __u_long;
typedef signed char __int8_t;
typedef unsigned char __uint8_t;
typedef signed short int __int16_t;
typedef unsigned short int __uint16_t;
typedef signed int __int32_t;
typedef unsigned int __uint32_t;
typedef signed long int __int64_t;
typedef unsigned long int __uint64_t;
typedef long int __quad_t;
typedef unsigned long int __u_quad_t;
typedef long int __intmax_t;
typedef unsigned long int __uintmax_t;
# 130 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/typesizes.h" 1 3 4
# 131 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h" 2 3 4
typedef unsigned long int __dev_t;
typedef unsigned int __uid_t;
typedef unsigned int __gid_t;
typedef unsigned long int __ino_t;
typedef unsigned long int __ino64_t;
typedef unsigned int __mode_t;
typedef unsigned long int __nlink_t;
typedef long int __off_t;
typedef long int __off64_t;
typedef int __pid_t;
typedef struct { int __val[2]; } __fsid_t;
typedef long int __clock_t;
typedef unsigned long int __rlim_t;
typedef unsigned long int __rlim64_t;
typedef unsigned int __id_t;
typedef long int __time_t;
typedef unsigned int __useconds_t;
typedef long int __suseconds_t;
typedef int __daddr_t;
typedef int __key_t;
typedef int __clockid_t;
typedef void * __timer_t;
typedef long int __blksize_t;
typedef long int __blkcnt_t;
typedef long int __blkcnt64_t;
typedef unsigned long int __fsblkcnt_t;
typedef unsigned long int __fsblkcnt64_t;
typedef unsigned long int __fsfilcnt_t;
typedef unsigned long int __fsfilcnt64_t;
typedef long int __fsword_t;
typedef long int __ssize_t;
typedef long int __syscall_slong_t;
typedef unsigned long int __syscall_ulong_t;
typedef __off64_t __loff_t;
typedef char *__caddr_t;
typedef long int __intptr_t;
typedef unsigned int __socklen_t;
typedef int __sig_atomic_t;
# 36 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__FILE.h" 1 3 4
struct _IO_FILE;
typedef struct _IO_FILE __FILE;
# 37 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/FILE.h" 1 3 4
struct _IO_FILE;
typedef struct _IO_FILE FILE;
# 38 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 1 3 4
# 35 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/_G_config.h" 1 3 4
# 19 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/_G_config.h" 3 4
# 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stddef.h" 1 3 4
# 20 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/_G_config.h" 2 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__mbstate_t.h" 1 3 4
# 13 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types/__mbstate_t.h" 3 4
typedef struct
{
  int __count;
  union
  {
    unsigned int __wch;
    char __wchb[4];
  } __value;
} __mbstate_t;
# 22 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/_G_config.h" 2 3 4
typedef struct
{
  __off_t __pos;
  __mbstate_t __state;
} _G_fpos_t;
typedef struct
{
  __off64_t __pos;
  __mbstate_t __state;
} _G_fpos64_t;
# 36 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 2 3 4
# 53 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
# 1 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stdarg.h" 1 3 4
# 40 "/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/7/include/stdarg.h" 3 4
typedef __builtin_va_list __gnuc_va_list;
# 54 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 2 3 4
# 149 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
struct _IO_jump_t; struct _IO_FILE;
typedef void _IO_lock_t;
struct _IO_marker {
  struct _IO_marker *_next;
  struct _IO_FILE *_sbuf;
  int _pos;
# 177 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
};
enum __codecvt_result
{
  __codecvt_ok,
  __codecvt_partial,
  __codecvt_error,
  __codecvt_noconv
};
# 245 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
struct _IO_FILE {
  int _flags;
  char* _IO_read_ptr;
  char* _IO_read_end;
  char* _IO_read_base;
  char* _IO_write_base;
  char* _IO_write_ptr;
  char* _IO_write_end;
  char* _IO_buf_base;
  char* _IO_buf_end;
  char *_IO_save_base;
  char *_IO_backup_base;
  char *_IO_save_end;
  struct _IO_marker *_markers;
  struct _IO_FILE *_chain;
  int _fileno;
  int _flags2;
  __off_t _old_offset;
  unsigned short _cur_column;
  signed char _vtable_offset;
  char _shortbuf[1];
  _IO_lock_t *_lock;
# 293 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
  __off64_t _offset;
  void *__pad1;
  void *__pad2;
  void *__pad3;
  void *__pad4;
  size_t __pad5;
  int _mode;
  char _unused2[15 * sizeof (int) - 4 * sizeof (void *) - sizeof (size_t)];
};
typedef struct _IO_FILE _IO_FILE;
struct _IO_FILE_plus;
extern struct _IO_FILE_plus _IO_2_1_stdin_;
extern struct _IO_FILE_plus _IO_2_1_stdout_;
extern struct _IO_FILE_plus _IO_2_1_stderr_;
# 337 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
typedef __ssize_t __io_read_fn (void *__cookie, char *__buf, size_t __nbytes);
typedef __ssize_t __io_write_fn (void *__cookie, const char *__buf,
     size_t __n);
typedef int __io_seek_fn (void *__cookie, __off64_t *__pos, int __w);
typedef int __io_close_fn (void *__cookie);
# 389 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
extern int __underflow (_IO_FILE *);
extern int __uflow (_IO_FILE *);
extern int __overflow (_IO_FILE *, int);
# 433 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
extern int _IO_getc (_IO_FILE *__fp);
extern int _IO_putc (int __c, _IO_FILE *__fp);
extern int _IO_feof (_IO_FILE *__fp) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int _IO_ferror (_IO_FILE *__fp) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int _IO_peekc_locked (_IO_FILE *__fp);
extern void _IO_flockfile (_IO_FILE *) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern void _IO_funlockfile (_IO_FILE *) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int _IO_ftrylockfile (_IO_FILE *) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 462 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/libio.h" 3 4
extern int _IO_vfscanf (_IO_FILE * __restrict, const char * __restrict,
   __gnuc_va_list, int *__restrict);
extern int _IO_vfprintf (_IO_FILE *__restrict, const char *__restrict,
    __gnuc_va_list);
extern __ssize_t _IO_padn (_IO_FILE *, int, __ssize_t);
extern size_t _IO_sgetn (_IO_FILE *, void *, size_t);

extern __off64_t _IO_seekoff (_IO_FILE *, __off64_t, int, int);
extern __off64_t _IO_seekpos (_IO_FILE *, __off64_t, int);

extern void _IO_free_backup_area (_IO_FILE *) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 42 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
typedef __gnuc_va_list va_list;
# 57 "/usr/include/stdio.h" 3 4
typedef __off_t off_t;
# 71 "/usr/include/stdio.h" 3 4
typedef __ssize_t ssize_t;
typedef _G_fpos_t fpos_t;
# 131 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/stdio_lim.h" 1 3 4
# 132 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
extern struct _IO_FILE *stdin;
extern struct _IO_FILE *stdout;
extern struct _IO_FILE *stderr;
extern int remove (const char *__filename) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int rename (const char *__old, const char *__new) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int renameat (int __oldfd, const char *__old, int __newfd,
       const char *__new) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern FILE *tmpfile (void) ;
# 173 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern char *tmpnam (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern char *tmpnam_r (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
# 190 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern char *tempnam (const char *__dir, const char *__pfx)
     __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) __attribute__ ((__malloc__)) ;
extern int fclose (FILE *__stream);
extern int fflush (FILE *__stream);
# 213 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fflush_unlocked (FILE *__stream);
# 232 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *fopen (const char *__restrict __filename,
      const char *__restrict __modes) ;
extern FILE *freopen (const char *__restrict __filename,
        const char *__restrict __modes,
        FILE *__restrict __stream) ;
# 265 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *fdopen (int __fd, const char *__modes) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
# 278 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *fmemopen (void *__s, size_t __len, const char *__modes)
  __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern FILE *open_memstream (char **__bufloc, size_t *__sizeloc) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern void setbuf (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int setvbuf (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf,
      int __modes, size_t __n) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern void setbuffer (FILE *__restrict __stream, char *__restrict __buf,
         size_t __size) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern void setlinebuf (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int fprintf (FILE *__restrict __stream,
      const char *__restrict __format, ...);
extern int printf (const char *__restrict __format, ...);
extern int sprintf (char *__restrict __s,
      const char *__restrict __format, ...) __attribute__ ((__nothrow__));
extern int vfprintf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format,
       __gnuc_va_list __arg);
extern int vprintf (const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg);
extern int vsprintf (char *__restrict __s, const char *__restrict __format,
       __gnuc_va_list __arg) __attribute__ ((__nothrow__));
extern int snprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen,
       const char *__restrict __format, ...)
     __attribute__ ((__nothrow__)) __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 4)));
extern int vsnprintf (char *__restrict __s, size_t __maxlen,
        const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__nothrow__)) __attribute__ ((__format__ (__printf__, 3, 0)));
# 365 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int vdprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt,
       __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 0)));
extern int dprintf (int __fd, const char *__restrict __fmt, ...)
     __attribute__ ((__format__ (__printf__, 2, 3)));
extern int fscanf (FILE *__restrict __stream,
     const char *__restrict __format, ...) ;
extern int scanf (const char *__restrict __format, ...) ;

extern int sscanf (const char *__restrict __s,
     const char *__restrict __format, ...) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 395 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fscanf (FILE *__restrict __stream, const char *__restrict __format, ...) __asm__ ("" "__isoc99_fscanf")
                               ;
extern int scanf (const char *__restrict __format, ...) __asm__ ("" "__isoc99_scanf")
                              ;
extern int sscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, ...) __asm__ ("" "__isoc99_sscanf") __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__))
                      ;
# 420 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int vfscanf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format,
      __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))) ;
extern int vscanf (const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 1, 0))) ;
extern int vsscanf (const char *__restrict __s,
      const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg)
     __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0)));
# 443 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int vfscanf (FILE *__restrict __s, const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg) __asm__ ("" "__isoc99_vfscanf")
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0))) ;
extern int vscanf (const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg) __asm__ ("" "__isoc99_vscanf")
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 1, 0))) ;
extern int vsscanf (const char *__restrict __s, const char *__restrict __format, __gnuc_va_list __arg) __asm__ ("" "__isoc99_vsscanf") __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__))
     __attribute__ ((__format__ (__scanf__, 2, 0)));
# 477 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fgetc (FILE *__stream);
extern int getc (FILE *__stream);
extern int getchar (void);
# 495 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int getc_unlocked (FILE *__stream);
extern int getchar_unlocked (void);
# 506 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fgetc_unlocked (FILE *__stream);
# 517 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fputc (int __c, FILE *__stream);
extern int putc (int __c, FILE *__stream);
extern int putchar (int __c);
# 537 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fputc_unlocked (int __c, FILE *__stream);
extern int putc_unlocked (int __c, FILE *__stream);
extern int putchar_unlocked (int __c);
extern int getw (FILE *__stream);
extern int putw (int __w, FILE *__stream);
extern char *fgets (char *__restrict __s, int __n, FILE *__restrict __stream)
     ;
# 603 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern __ssize_t __getdelim (char **__restrict __lineptr,
          size_t *__restrict __n, int __delimiter,
          FILE *__restrict __stream) ;
extern __ssize_t getdelim (char **__restrict __lineptr,
        size_t *__restrict __n, int __delimiter,
        FILE *__restrict __stream) ;
extern __ssize_t getline (char **__restrict __lineptr,
       size_t *__restrict __n,
       FILE *__restrict __stream) ;
extern int fputs (const char *__restrict __s, FILE *__restrict __stream);
extern int puts (const char *__s);
extern int ungetc (int __c, FILE *__stream);
extern size_t fread (void *__restrict __ptr, size_t __size,
       size_t __n, FILE *__restrict __stream) ;
extern size_t fwrite (const void *__restrict __ptr, size_t __size,
        size_t __n, FILE *__restrict __s);
# 673 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern size_t fread_unlocked (void *__restrict __ptr, size_t __size,
         size_t __n, FILE *__restrict __stream) ;
extern size_t fwrite_unlocked (const void *__restrict __ptr, size_t __size,
          size_t __n, FILE *__restrict __stream);
extern int fseek (FILE *__stream, long int __off, int __whence);
extern long int ftell (FILE *__stream) ;
extern void rewind (FILE *__stream);
# 707 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fseeko (FILE *__stream, __off_t __off, int __whence);
extern __off_t ftello (FILE *__stream) ;
# 731 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern int fgetpos (FILE *__restrict __stream, fpos_t *__restrict __pos);
extern int fsetpos (FILE *__stream, const fpos_t *__pos);
# 757 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern void clearerr (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int feof (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern int ferror (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern void clearerr_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int feof_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern int ferror_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern void perror (const char *__s);
# 1 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/sys_errlist.h" 1 3 4
# 26 "/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/sys_errlist.h" 3 4
extern int sys_nerr;
extern const char *const sys_errlist[];
# 782 "/usr/include/stdio.h" 2 3 4
extern int fileno (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern int fileno_unlocked (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
# 800 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern FILE *popen (const char *__command, const char *__modes) ;
extern int pclose (FILE *__stream);
extern char *ctermid (char *__s) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 840 "/usr/include/stdio.h" 3 4
extern void flockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
extern int ftrylockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__)) ;
extern void funlockfile (FILE *__stream) __attribute__ ((__nothrow__ , __leaf__));
# 868 "/usr/include/stdio.h" 3 4
# 2 "hello.c" 2
# 2 "hello.c"
int main()
{
 print("Hello, World!");
 return 0;
}

編譯階段

??編譯階段的作用是將預(yù)處理文件翻譯為匯編文件。對(duì)于編譯器來(lái)說(shuō)，編譯階段是最復(fù)雜的處理過(guò)程，這個(gè)過(guò)程包括：

1. 詞法分析；
2. 語(yǔ)法分析；
3. 語(yǔ)義分析與中間代碼產(chǎn)生；
4. 優(yōu)化；
5. 目標(biāo)代碼生成

gcc -S hello.i -o hello.s  #生成匯編代碼
gcc -S hello.c -o hello.s  #也可以直接將.C文件編譯為匯編文件

查看hello.s匯編文件：

	.file	"hello.c"
	.text
	.section	.rodata
.LC0:
	.string	"Hello World!"
	.text
	.globl	main
	.type	main, @function
main:
.LFB0:
	.cfi_startproc
	pushq	%rbp
	.cfi_def_cfa_offset 16
	.cfi_offset 6, -16
	movq	%rsp, %rbp
	.cfi_def_cfa_register 6
	leaq	.LC0(%rip), %rdi
	call	puts@PLT
	movl	$0, %eax
	popq	%rbp
	.cfi_def_cfa 7, 8
	ret
	.cfi_endproc
.LFE0:
	.size	main, .-main
	.ident	"GCC: (Ubuntu 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0"
	.section	.note.GNU-stack,"",@progbits

匯編階段

編譯器的匯編過(guò)程就是as匯編器將.s匯編文件轉(zhuǎn)換成中間目標(biāo)文件。將編譯過(guò)程生成的.s匯編代碼轉(zhuǎn)換為機(jī)器碼的中間目標(biāo)文件，中間目標(biāo)文件是二進(jìn)制文件，并不能直接運(yùn)行，需要鏈接后才能運(yùn)行。

gcc -c hello.s -o hello.o

鏈接階段

??鏈接是ld鏈接器把一個(gè)或多個(gè)中間目標(biāo)文件和所需的靜態(tài)庫(kù)文件（.a）、動(dòng)態(tài)庫(kù)文件（.so）鏈接成可執(zhí)行文件。
靜態(tài)鏈接：鏈接靜態(tài)庫(kù)文件，把庫(kù)文件的代碼全部加到可執(zhí)行文件中，生成的可執(zhí)行文件較大，運(yùn)行時(shí)不需要庫(kù)文件；
動(dòng)態(tài)鏈接：鏈接時(shí)沒(méi)有把庫(kù)文件代碼加到可執(zhí)行文件中，可執(zhí)行文件運(yùn)行時(shí)有鏈接文件加載庫(kù)，節(jié)省系統(tǒng)開銷，需要依賴庫(kù)文件。
gcc hello.o -o hello

交叉編譯

??交叉編譯工具鏈：編譯器、連接器、解釋器，主要由binutils、gcc、glibc組成。
??編譯過(guò)程包括了預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接等功能。每個(gè)子功能都是一個(gè)單獨(dú)的工具來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們合在一起形成了一個(gè)完整的工具集。同時(shí)編譯過(guò)程又是一個(gè)有先后順序的流程，牽涉到工具的使用順序，每個(gè)工具按照先后關(guān)系串聯(lián)在一起，形成了一個(gè)編譯工具鏈。交叉編譯工具鏈就是為了編譯跨平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)的程序代碼而形成的由多個(gè)子工具構(gòu)成的一套完整的工具集。同時(shí)，它隱藏了預(yù)處理、編譯、匯編、鏈接等細(xì)節(jié)，當(dāng)我們指定了源文件(.c)時(shí)，它會(huì)自動(dòng)按照編譯流程調(diào)用不同的子工具，自動(dòng)生成最終的二進(jìn)制程序映像(.bin)。

注意：嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，交叉編譯器，只是指交叉編譯的gcc，但是實(shí)際上為了方便，我們常說(shuō)的交叉編譯器就是交叉編譯工具鏈

交叉編譯工具鏈命名規(guī)則

在使用交叉編譯鏈時(shí)，常常會(huì)看到下面這樣的名字：

• arm-linux-gnueabihf-
• arm-none-linux-gnueabi-
• arm-cortex_a8-linux-gnueabi-
• mips-malta-linux-gnu-

??這些交叉編譯鏈的命名通常會(huì)遵循一定的規(guī)則：arch-vender-os-abi，各字段說(shuō)明如下：
arch：目標(biāo)cpu架構(gòu)，比如mips、arm、x86、riscv等，該字段通常不會(huì)省略
vendor：提供此編譯工具鏈的廠商名稱或是廠商特定信息，該字段只是標(biāo)識(shí)信息，沒(méi)有實(shí)際意義，可以為none、cross、unknow或是直接省略
os：目標(biāo)設(shè)備上運(yùn)行的操作系統(tǒng)，常見的有l(wèi)inux、none（裸機(jī)）等
abi：應(yīng)用程序二進(jìn)制接口（Application Binary Interface），交叉編譯鏈所選擇的庫(kù)函數(shù)和目標(biāo)映像的規(guī)范，該字段常見的值有abi 、eabi（embedded abi）、gun（glibc+oabi）、gnueabi（glibc+eabi）、gnueabihf（hf 指默認(rèn)編譯參數(shù)支持硬件浮點(diǎn)功能）等。

??從授權(quán)上，分為免費(fèi)授權(quán)版和付費(fèi)授權(quán)版。

免費(fèi)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(fèi)版有ARM原廠提供的armcc、IAR提供的編譯器等等，因?yàn)檫@些價(jià)格都比較昂貴，不適合學(xué)習(xí)用戶使用，所以不做講述。

arm-none-linux-gnueabi-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已經(jīng)被Mentor收購(gòu)）基于GCC推出的的ARM交叉編譯工具?？捎糜诮徊婢幾gARM（32位）系統(tǒng)中所有環(huán)節(jié)的代碼，包括裸機(jī)程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應(yīng)用程序。
arm-linux-gnueabihf-gcc：是由 Linaro 公司基于GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用于交叉編譯ARM（32位）系統(tǒng)中所有環(huán)節(jié)的代碼，包括裸機(jī)程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應(yīng)用程序。
aarch64-linux-gnu-gcc：是由 Linaro 公司基于GCC推出的的ARM交叉編譯工具?？捎糜诮徊婢幾gARMv8 64位目標(biāo)中的裸機(jī)程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應(yīng)用程序。
arm-none-elf-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已經(jīng)被Mentor收購(gòu)）基于GCC推出的的ARM交叉編譯工具?？捎糜诮徊婢幾gARM 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?？捎糜诮徊婢幾gARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。

??根據(jù)對(duì)操作系統(tǒng)的支持與否，ARM GCC可分為支持和不支持操作系統(tǒng)，如

arm-none-eabi：這個(gè)是沒(méi)有操作系統(tǒng)的，自然不可能支持那些跟操作系統(tǒng)關(guān)系密切的函數(shù)，比如fork(2)。他使用的是newlib這個(gè)專用于嵌入式系統(tǒng)的C庫(kù)。
arm-none-linux-eabi：用于Linux的，使用Glibc

實(shí)例
1、arm-none-eabi-gcc（ARM architecture，no vendor，not target an operating system，complies with the ARM EABI）
??用于編譯 ARM 架構(gòu)的裸機(jī)系統(tǒng)（包括 ARM Linux 的 boot、kernel，不適用編譯 Linux 應(yīng)用 Application），一般適合 ARM7、Cortex-M 和 Cortex-R 內(nèi)核的芯片使用，所以不支持那些跟操作系統(tǒng)關(guān)系密切的函數(shù)，比如fork(2)，他使用的是 newlib 這個(gè)專用于嵌入式系統(tǒng)的C庫(kù)。
2、arm-none-linux-gnueabi-gcc(ARM architecture, no vendor, creates binaries that run on the Linux operating system, and uses the GNU EABI)
??主要用于基于ARM架構(gòu)的Linux系統(tǒng)，可用于編譯 ARM 架構(gòu)的 u-boot、Linux內(nèi)核、linux應(yīng)用等。arm-none-linux-gnueabi基于GCC，使用Glibc庫(kù)，經(jīng)過(guò) Codesourcery 公司優(yōu)化過(guò)推出的編譯器。arm-none-linux-gnueabi-xxx 交叉編譯工具的浮點(diǎn)運(yùn)算非常優(yōu)秀。一般ARM9、ARM11、Cortex-A 內(nèi)核，帶有 Linux 操作系統(tǒng)的會(huì)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(jī)程序（u-boot、kernel），但是不能編譯 Linux 應(yīng)用程序。armcc一般和ARM開發(fā)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(fèi)的。
5、arm-none-uclinuxeabi-gcc 和 arm-none-symbianelf-gcc
arm-none-uclinuxeabi 用于uCLinux，使用Glibc。
arm-none-symbianelf 用于symbian 。

Codesourcery
??Codesourcery推出的產(chǎn)品叫Sourcery G++ Lite Edition，其中基于command-line的編譯器是免費(fèi)的，在官網(wǎng)上可以下載，而其中包含的IDE和debug 工具是收費(fèi)的，當(dāng)然也有30天試用版本的，目前CodeSourcery已經(jīng)由明導(dǎo)國(guó)際(Mentor Graphics)收購(gòu)，所以原本的網(wǎng)站風(fēng)格已經(jīng)全部變?yōu)?Mentor 樣式，但是 Sourcery G++ Lite Edition 同樣可以注冊(cè)后免費(fèi)下載。
??Codesourcery一直是在做ARM目標(biāo) GCC 的開發(fā)和優(yōu)化，它的ARM GCC在目前在市場(chǎng)上非常優(yōu)秀，很多 patch 可能還沒(méi)被gcc接受，所以還是應(yīng)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(jìn)制版本，比較方便；如果不是很有時(shí)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(shí)候根本沒(méi)辦法直接用，得自行提取關(guān)鍵的部分手工執(zhí)行，又費(fèi)精力又費(fèi)時(shí)間，如果想知道細(xì)節(jié)，其實(shí)不用自己編譯一遍，看看他是用什么步驟構(gòu)建的即可，如果你對(duì)交叉編譯器感興趣的話。

ABI 和 EABI

• ABI：二進(jìn)制應(yīng)用程序接口(Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)。在計(jì)算機(jī)中，應(yīng)用二進(jìn)制接口描述了應(yīng)用程序（或者其他類型）和操作系統(tǒng)之間或其他應(yīng)用程序的低級(jí)接口。
• EABI：嵌入式ABI。嵌入式應(yīng)用二進(jìn)制接口指定了文件格式、數(shù)據(jù)類型、寄存器使用、堆積組織優(yōu)化和在一個(gè)嵌入式軟件中的參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)約定。開發(fā)者使用自己的匯編語(yǔ)言也可以使用 EABI 作為與兼容的編譯器生成的匯編語(yǔ)言的接口。
  ??兩者主要區(qū)別是，ABI是計(jì)算機(jī)上的，EABI是嵌入式平臺(tái)上（如ARM，MIPS等）。

arm-linux-gnueabi-gcc 和 arm-linux-gnueabihf-gcc
??兩個(gè)交叉編譯器分別適用于 armel 和 armhf 兩個(gè)不同的架構(gòu)，armel 和 armhf 這兩種架構(gòu)在對(duì)待浮點(diǎn)運(yùn)算采取了不同的策略（有 fpu 的 arm 才能支持這兩種浮點(diǎn)運(yùn)算策略）。
??其實(shí)這兩個(gè)交叉編譯器只不過(guò)是 gcc 的選項(xiàng) -mfloat-abi 的默認(rèn)值不同。gcc 的選項(xiàng) -mfloat-abi 有三種值 soft、softfp、hard（其中后兩者都要求 arm 里有 fpu 浮點(diǎn)運(yùn)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(jìn)行浮點(diǎn)計(jì)算，即使有fpu浮點(diǎn)運(yùn)算單元也不用，而是使用軟件模式。
softfp： armel架構(gòu)（對(duì)應(yīng)的編譯器為 arm-linux-gnueabi-gcc ）采用的默認(rèn)值，用fpu計(jì)算，但是傳參數(shù)用普通寄存器傳，這樣中斷的時(shí)候，只需要保存普通寄存器，中斷負(fù)荷小，但是參數(shù)需要轉(zhuǎn)換成浮點(diǎn)的再計(jì)算。
hard： armhf架構(gòu)（對(duì)應(yīng)的編譯器 arm-linux-gnueabihf-gcc ）采用的默認(rèn)值，用fpu計(jì)算，傳參數(shù)也用fpu中的浮點(diǎn)寄存器傳，省去了轉(zhuǎn)換，性能最好，但是中斷負(fù)荷高。

把以下測(cè)試使用的C文件內(nèi)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(xiàng)以獲取更詳細(xì)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(diǎn)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。

搭建交叉編譯工具鏈環(huán)境

??本文使用的是X86下的Ubuntu虛擬機(jī)環(huán)境，作為64位宿主機(jī)，目標(biāo)是安裝配置32位 ARM 交叉編譯工具鏈。
交叉編譯工具鏈從linaro官網(wǎng)下載，鏈接：linaro官網(wǎng)

1. 下載對(duì)應(yīng)的最新版本：gcc-linaro-13.0.0-2022.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
2. 將工具包拷貝至 /usr/local/arm下，解壓:

sudo mkdir /usr/local/arm
sudo chmod -R 777 arm
sudo cp gcc-linaro-13.0.0-2022.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz /usr/local/arm/
sudo tar vxf gcc-linaro-13.0.0-2022.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz

3. 配置交叉編譯工具鏈的環(huán)境變量：

 sudo vim /etc/profile
 #在末尾添加：
 export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-linaro-13.0.0-2022.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin

4. 運(yùn)行profile文件:

source /etc/profile

5. 安裝32位依賴庫(kù)

（1）想要在amd64 系統(tǒng)上編譯、鏈接32位代碼，需要安裝libc6-i386

sudo apt-get install libc6-i386

出現(xiàn)依賴問(wèn)題，例如：

libc6-i386 : Depends: libc6 (= 2.27-3ubuntu1) but 2.27-3ubuntu1.6 is to be installed

需要更新合適的apt源，參考：apt源適配
（2）安裝libstdc++6、lib32stdc++6庫(kù)文件文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-684826.html

sudo apt-get install libstdc++6
sudo apt-get install lib32stdc++6

6. 查看安裝情況
   查看交叉編譯工具版本，如如下正確顯示，則安裝配置完成：

~$ arm-linux-gnueabihf-gcc -v
Using built-in specs.
COLLECT_GCC=arm-linux-gnueabihf-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/local/arm/gcc-linaro-13.0.0-2022.10-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../libexec/gcc/arm-linux-gnueabihf/13.0.0/lto-wrapper
Target: arm-linux-gnueabihf
Configured with: '/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-gnu-build_2/snapshots/gcc.git~master/configure' SHELL=/bin/bash --with-mpc=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-gnu-build_2/_build/builds/destdir/x86_64-pc-linux-gnu --with-mpfr=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-gnu-build_2/_build/builds/destdir/x86_64-pc-linux-gnu --with-gmp=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-gnu-build_2/_build/builds/destdir/x86_64-pc-linux-gnu --with-gnu-as --with-gnu-ld --disable-libmudflap --enable-lto --enable-shared --without-included-gettext --enable-nls --with-system-zlib --disable-sjlj-exceptions --enable-gnu-unique-object --enable-linker-build-id --disable-libstdcxx-pch --enable-c99 --enable-clocale=gnu --enable-libstdcxx-debug --enable-long-long --with-cloog=no --with-ppl=no --with-isl=no --disable-multilib --with-float=hard --with-fpu=vfpv3-d16 --with-mode=thumb --with-tune=cortex-a9 --with-arch=armv7-a --enable-threads=posix --enable-multiarch --enable-libstdcxx-time=yes --enable-gnu-indirect-function --with-sysroot=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-gnu-build_2/_build/builds/destdir/x86_64-pc-linux-gnu/arm-linux-gnueabihf/libc --enable-checking=release --disable-bootstrap --enable-languages=c,c++,fortran,lto --prefix=/home/tcwg-buildslave/workspace/tcwg-gnu-build_2/_build/builds/destdir/x86_64-pc-linux-gnu --build=x86_64-pc-linux-gnu --host=x86_64-pc-linux-gnu --target=arm-linux-gnueabihf
Thread model: posix
Supported LTO compression algorithms: zlib
gcc version 13.0.0 20221001 (experimental) [master revision 5299155bb80e90df822e1eebc9f9a0c8e4505a46] (GCC) 

到了這里，關(guān)于嵌入式系統(tǒng)——交叉編譯概念與環(huán)境搭建的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！