详细了解一下ARM的主流编译器（armcc、iar、gcc for arm）(下)

uperrua

GCC for ARM
  GCC 全称为 GNU Compiler Collection。 GCC 是几种主要编程语言的编译器的集成分发。 这些语言目前包括 C，C ++，Objective-C，Objective-C ++，Fortran，Ada，Go 和 BRIG（HSAIL）。
  GCC 原名为 GNU C 语言编译器（GNU C Compiler），因为它原本只能处理 C语言。GCC 很快地扩展，变得可处理 C++。后来又扩展能够支持更多编程语言，如 Fortran、Pascal、Objective-C、Java、Ada、Go 以及各类处理器架构上的汇编语言等，所以改名GNU编译器套件（GNU Compiler Collection）。 更名之后，原来的针对于 C 语言的编译器名字还叫 gcc，针对 C++ 的编译器叫做 g++ 。
  GCC for ARM 则是基于 GCC 开发的，用来编译生成 ARM 内核可执行文件的编译套件，俗称 ARM 交叉编译套件。 相比于以上两个巨贵的编译器，GCC for ARM 因为是基于开源的 GCC 的，因此是免费的。目前主要由三大主流工具商提供，第一是 ARM，第二是 Codesourcery，第三是 Linora。目前我们用的针对 ARM 芯片的集成开发环境（IDE），除了 IAR 和 ARM 自己的 Keil、DS 等都是使用 GCC for ARM 的编译器！

5 x, p' I4 Q% V: H! l首先，看看 ARM 交叉编译工具链的命名规则：arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi] [-gcc]

• arch： 体系架构，如 ARM，MIPS
• vendor： 工具链提供商，没有 vendor 时，用 none 代替；
• os： 目标操作系统，没有 os 支持时，也用 none 代替
• eabi： 嵌入式应用二进制接口（Embedded Application Binary InteRFace）
    `9 |" M( N# ^+ i9 w4 }

6 s: ^  ^& V/ R/ d如果同时没有 vendor 和 os 支持，则只用一个 none 代替。例如 arm-none-eabi 中的 none 表示既没有 vendor 也没有 os 支持。 前面说过，GCC for ARM 则是基于 GCC 开发的。因此，其和 GCC 一样是一套命令行工具的集合，理论上可以将它集成到其他任何集成开发环境中，从而不直接使用命令行。GCC for ARM 中的各命令行工具与 GCC 中的各命令行工具都是对应的，功能基本一致，仅仅是名字有些改变！

: m" T8 k; U+ RCodesourcery Toolchain
% M5 C6 s6 N) R, p; Y  Codesourcery推出的产品叫 Sourcery G++ Lite Edition，其中基于 command-line 的编译器是免费的，在官网上可以下载，而其中包含的 IDE 和 debug 工具是收费的。Codesourcery 公司（目前已经被mentor收购）基于GCC推出的ARM交叉编译工具。可用于交叉编译 ARM mcu 芯片，如 ARM7、ARM9、Cortex-M/R 芯片程序。
, ]0 k2 G. J/ U; d" S  目前 CodeSourcery 已经由明导国际(Mentor Graphics)收购，所以原本的网站风格已经全部变为 Mentor 样式，这货被收之后，不知道怎么下载其编译工具链。。。

7 R8 e7 Q9 p, Y$ n$ h& p" p

• arm-none-linux-gnueabi-gcc： 用于交叉编译ARM（32位）系统中所有环节的代码，包括裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App应用程序。
• arm-none-elf-gcc： 用于交叉编译ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。
  

Linaro Toolchain
   Linaro 是在 2010 年台北国际计算机展( COMPUTEX )期间，ARM、Freescale、Samsung ,ST-Ericsson、德州仪器(TI)与IBM等6家大厂，宣布合资成立的非赢利 Linux 基础架构软件研发商。其基于 GCC 推出的 ARM 交叉编译工具如下图所示：
: ~& T/ A* R) n3 _4 `

5 ^$ t8 y+ ~) g) J

. M2 {: _+ D1 m( m: W1 x从上图不难看出，Linaro 提供的交叉编译环境，仅针对于Cortex-A 内核，其他 ARM 内核则需要去 ARM 官网下载！
- I" d( b. D9 Y4 R2 C. x
/ _: m; `; ]0 y9 X* k0 [

• aarch64-linux-gnu： 针对于目标平台是 Linux 系统，用于交叉编译 ARMv8 64位目标中的裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem 和 App 应用程序。
• arm-linux-gnueabihf： 针对于目标平台是 Linux 系统，用于交叉编译ARM（32位）系统中所有环节的代码，包括裸机程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和 App 应用程序。
• arm-eabi-gcc： 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
• aarch64-elf： 用于编译 ARM v8 64位 架构的裸机系统，包括 ARM Linux 的 boot、kernel，不适用编译 Linux 应用 Application
  9 q- ~+ u9 ?' I* Z$ M: W0 N

" b5 I$ k0 W0 I  正如官网的说明，官方发布的编译好二进制可执行编译器文件，仅在 Linux 系统（ Ubuntu LTS）进行了测试。 目前，官方没有提供其他平台的可执行程序！
) y7 B" g, q. Q4 O
6 Q: o6 x- K9 h/ M
ARM Toolchain
% z8 |& O3 K* v
! {5 l  y& T1 l: N2 p. H- p% ?  ARM 除了有自己的专用编译器之外，还维护了一套基于 GCC 的交叉编译工具链。估计是为了能更有效的占有市场吧！绝大多数第三方的 IDE 都是使用这一套交叉编译工具链。
+ n$ N5 M& ^: n, R6 v
arm-none-eabi
0 F  \6 X; u2 o0 ^3 {" c9 u
' G2 b3 ~8 c6 x5 g2 ?0 }6 y) B0 R  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），所以不支持那些跟操作系统关系密切的函数，比如fork，它使用的是 newlib 这个专用于嵌入式系统的C库。
  作为维持和增强 GCC 编译器支持 ARM 架构的持续承诺的一部分，ARM 正在维护一个 GNU 工具链，其 GCC 源分支针对嵌入式 ARM 处理器，即 Cortex-R / Cortex-M处理器系列，覆盖 Cortex-M0 ，Cortex-M3，Cortex-M4，Cortex-M0 +，Cortex-M7，Armv8-M基线和主线，Cortex-R4，Cortex-R5，Cortex-R7和Cortex-R8。
" @5 B8 @/ ~' V% i9 x; w  作为其中的一部分，ARM 定期发布来自 ARM 嵌入式分支的预构建和测试二进制文件。 这些改进可以免费集成到第三方工具链中，也可以由最终用户直接下载。整套工具链包含以下组件：
# P3 h! M. f+ p% {

• gcc : gcc-8-branch revision 267074
    ~8 l6 A2 K8 x) W% w$ dsvn://gcc.gnu.org/svn/gcc/branches/gcc-8-branch
• binutils : 2.31 with mainline backports
  git://sourceware.org/git/binutils-gdb.git commit fe554d200d1befdc3bddc9e14f8593ea3446c351
• newlib and newlib-nano :
  - b9 l% O4 I& i% lgit://sourceware.org/git/newlib-cygwin.git commit df6915f029ac9acd2b479ea898388cbd7dda4974
• gdb : 8.2 without target sim support
  ' Q, \5 G! u2 _  b& W) k/ Sgit://sourceware.org/git/binutils-gdb.git commit fe554d200d1befdc3bddc9e14f8593ea3446c351
  . D+ X/ [& X. P7 `

& }7 U/ s  a  y" n3 \   目前由 ARM 来维护开发。使用 launchpad 来维护该项目源码。但是根据之前的公告，launchpad 上不发布编译好的程序和源码包（"As previously announced all new binary and source packages will not be released on Launchpad henceforth, they can be found on:
https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm."），只能从 ARM 官网：https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads 进行下载。下面是，版本发布时间线：
4 K8 _0 t! h: |% u  o. I" R; i
6 e$ e6 A8 B' o+ ]' p: f
6 y9 x% K* b/ T5 R2 X
9 h% s& L/ L. D) z3 p% |6 w2 e* ?
这是目前，我们编写 ARM 裸机程序时，使用最多的交采编译工具链！ 安装/解压 之后，目录如下图所示：

) M4 H8 D4 }# |, [" k
. e) ?  Z' y) Z) X
编译器工具中的各工具，与标准的GCC没有太多区别，主要就是针对的平台变了。各工具的功能是一样的！比如：arm-none-eabi-gcc.exe 是C 语言编译器、arm-none-eabi-g++.exe 是 C++ 编译器、arm-none-eabi-ld.exe 是连接器、arm-none-eabi-gdb.exe 是调试器等等。
, ?3 m4 v  `) ~' q# s
5 L0 H; a5 G; Y+ R  `9 q' Q
Cortex-A 专用
4 h! s6 e0 `+ N) u3 L
' V; s9 u4 j0 w, n4 T& f  以上交叉编译工具链只支持 ARM Cortex-M/R等系列的核，ARM 官网还提供了针对于 ARM Cortex-A 系列内核的交叉编译工具链，可以从以下地址下载
; O- Y% {) y( ~https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-a/downloads。 具体如下所示：
9 `: ?$ A' k- H/ p  z# W


; ^, C' Q& l1 u4 G" R* n: d
; ]5 [& P) T" T8 k9 ?; R" p需要注意的是，上图中红框全称的就是编译工具链的名字。以 gcc-arm-8.3-2019.03-i686-mingw32-arm-eabi 为例，解压后如下图所示：
, C/ q& \: c2 k+ ]& F6 q8 P* u3 Q9 _7 \

1 Z: }6 B( Q4 K& h* s0 M( H
各命令行工具与标准 GCC 也没啥区别！
  再一个需要注意的是，上图中的 i686-mingw32 host 指定是运行平台为 Windows 7 32/64 bits or later；x86_64 host 指定是运行平台为 Ubuntu 14.04 LTS x86_64 or later or RHEL 6 x86_64。也就是说，仅支持 Windows 和 Linux 平台！ 整套工具包含以下组件：



再再一个需要注意的是，编译器的目标平台。

! H$ C2 _1 ]2 }" h* L8 q5 t

• AArch32 bare-metal target：32位纯裸机平台
• AArch64 ELF bare-metal target：64位纯裸机平台
• AArch64 ELF bare-metal, big-endian target：64位纯裸机平台（大端模式）
• AArch64 GNU/Linux target：64位 Linux 平台
• AArch64 GNU/Linux big-endian target：64位 Linux 平台（大端模式）
• AArch32 target with soft float：32位带软件模式浮点运算
• AArch32 target with hard float：32位带硬件模式浮点运算
  7 _6 W& \, M2 k6 n* `) _

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