簡單交叉編譯學習-有解無憂

交叉編譯

交叉編譯是在一個平臺上生成另一個平臺上的可執行代碼，同一個體系結構可以運行不同的作業系統；同樣，同一個作業系統也可以在不同的體系結構上運行，
通常是自己的電腦寫好代碼編譯之后發到嵌入式設備或者盒子之類的去執行，或者另一個版本系統沒有的東西，例如opencv，從有的系統版本編譯到沒有的系統版本中

本文目標

在x86_64服務器上編譯一個arm或者aarch64的檔案，并且在對應的機器上可以執行

簡單概念了解（來源）

GCC 的命名規則為：arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]-gcc
比如 arm-linux-gnueabi-gcc ， arm-none-eabi-gcc， aarch64-linux-gnu-gcc
1. arch：芯片架構，比如 32 位的 Arm 架構對應的 arch 為 arm，64 位的 Arm 架構對應的 arch 為 aarch64
2. vendor ：工具鏈提供商，大部分工具鏈名字里面都沒有包含這部分
3. os ：編譯出來的可執行檔案(目標檔案)針對的作業系統，比如 Linux
arm-none-eabi-gcc 一般適用用于 Arm Cortex-M/Cortex-R 平臺，它使用的是 newlib 庫
arm-linux-gnueabi-gcc 和 aarch64-linux-gnu-gcc 適用于 Arm Cortex-A 系列芯片，前者針對 32 位芯片，后者針對 64 位芯片，它使用的是 glibc 庫，可以用來編譯 u-boot、linux kernel 以及應用程式
32 位的 Arm 和 64 位的 Arm，它們的指令集是不同的，所以需要使用不同的工具鏈，當然，Arm64 為了保證前向兼容，提供了一個 32 位的兼容模式，所以我們用 arm-linux-gnueabi-gcc 編譯的應用程式也是可以直接在Arm64 的系統上運行的，但是 Linux Kernel 和 U-Boot 就不行，除非你提前把 CPU 切換到 32 位模式，曾經有個專案使用了一顆四核的 Arm64 芯片，但是記憶體只有64M，為了節省空間，在 CPU 運行到 U-Boot 之前，我們就把它切到了 32 位模式，后面的 U-Boot、Linux Kernel，應用全部都用 32 位編譯，加上 Thumb 指令集，節省了不少空間
make：類似批處理的程式，來批處理編譯源檔案
makefile：make批處理編譯規則檔案
cmake：讀入所有源檔案之后，自動生成makefile
cmakelist：cmake所依據的規則

圖片來源

工具鏈的下載安裝

下載
推薦直接使用國內的鏡像下載

## 來源https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/   //對比原文的少了一個s，清華把檔案庫路徑進行了整理
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
wget https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/armbian-releases/_toolchain/gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz

名詞解釋來源
* abi：二進制應用程式介面，允許編譯好的目標代碼在使用兼容ABI的系統中無需改動就能運行
* eabi：嵌入式的abi，可以看作是一種簡化的abi，體積小，運行快，適合嵌入式設備的
* gnueabi：The GNU C compiler for armel architecture,適用于armel架構針對舊的 32 位 ARM 處理器，而不支持硬體浮點單元（FPU）
* gnueabihf: The GNU C compiler for armhf architecture,適用于armhf架構，僅適用于較新的 32 位 ARM 處理器，其至少實作了 ARMv7 架構，且支持 ARM 矢量浮點規范（VFPv3）
第 3 版，開啟需要硬體的支持，在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮點處理器，
* arm64：適用于 64 位 ARM 處理器，其至少實作了 ARMv8 架構

gnueabi和gnueabihf其實是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,而是使用軟體模式，
softfp : armel架構(對應的編譯器為gcc-arm-linux-gnueabi)采用的默認值，用fpu計算，但是傳引數用普通暫存器傳，這樣中斷的時候，只需要保存普通暫存器，中斷負荷小，但是引數需要轉換成浮點的再計算，
hard : armhf架構(對應的編譯器gcc-arm-linux-gnueabihf)采用的默認值，用fpu計算，傳引數也用fpu中的浮點暫存器傳，省去了轉換, 性能最好，但是中斷負荷高，

解壓

xz -d gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar.xz
xz -d gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar.xz

安裝

sudo mkdir -p /usr/local/toolchain  //目錄可以更改，但是更改之后后續的目錄也需要一起更改
tar -xvf gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf.tar -C /usr/local/toolchain/
sudo tar -xvf gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu.tar -C /usr/local/toolchain/
ls /usr/local/toolchain/
//輸出gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf  gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu

添加環境變數

vim ~/.bashrc
PATH=$PATH:/usr/local/toolchain/gcc-linaro-6.3.1-2017.02-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin:/usr/local/toolchain/gcc-linaro-6.4.1-2017.11-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin //將這句話加到檔案的末尾
source ~/.bashrc //使配置生效
arm-linux-gnueabihf-gcc -v //輸出gcc的版本號
aarch64-linux-gnu-gcc -v //輸出gcc的版本號

編譯

我們在/root下添加一個c檔案并寫入內容

sudo cd /root && cat << EOF > hello.c
#include <stdio.h>

int main()
{
  printf("hello world \n");
  return 0;
}
EOF

執行編譯
make編譯和arm-linux-gnueabihf- 編譯是一個效果，make命令執行的時候會去找makefile，在makefile中找到需要編譯的版本，然后去執行對應的編譯命令，而arm-linux-gnueabihf-這種是直接指定了編譯版本

arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o armHello //編譯arm版本的armHello檔案，在arm服務器上可以使用./armHello執行
aarch64-linux-gnu-gcc hello.c -o aarch64Hello //編譯aarch64版本的aarch64Hello檔案，在aarch64服務器上可以使用./aarch64Hello執行

執行

上傳檔案到指定的服務器

scp -P 22 /root/armHello [email protected]:/root/armHello  //-P 22 可以省略，指定埠號，假設192.168.1.66是arm的服務器,需要輸入登陸密碼
ssh [email protected] //輸入密碼登陸
cd /root && ./armHello
## aarch64Hello測驗執行也是上面的順序，最后的輸出應該是
hello world

小白學習，錯誤之處歡迎指正

參考鏈接

https://cloud.tencent.com/developer/article/1571937
https://www.runoob.com/linux/linux-comm-scp.html
https://blog.csdn.net/forgetjoker/article/details/116295386
https://zhuanlan.zhihu.com/p/340444117 //推薦閱讀
https://openskill.cn/article/1780 //推薦閱讀
https://www.cnblogs.com/xiaotlili/p/3306100.html //推薦閱讀
https://www.cnblogs.com/zhangjiankun/p/4852899.html //推薦閱讀

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