1.1 交叉編譯器制作

默認安裝的 GCC 編譯系統所產生的代碼適用於本機，即運行 GCC 的機器，但也可將 GCC 安裝成能夠生成其他的機器代碼。安裝一些必須的模塊，就可產生多種目標機器代碼，而且可通過命令行選擇一種希望使用的代碼。

1.1.1 目標機

從網站 http://gcc.gnu.org/install/specific.html 可以得到有可能的最新目標機列表。在此站點中可找到更新過的目標機列表，以及向各種目標機進行移植的最新信息。關於每種可能的目標機都有一個簡短介紹，可以查找說明得到有關移植的一些特殊需求。已知目標的列表非常長，而且也總在加入一些新端口。

1.1.2 創建交叉編譯器---crosstool-ng

當前已經不需要我們從源碼上進行編譯安裝一個交叉編譯器了，我們可以通過工具crosstool-ng 或是 buildroot 工具來進行交叉編譯器的制作

（1）下載

可以在官網上面直接下載

官網：http://crosstool-ng.github.io/

也可以通過git命令直接進行clone下載：

git clone https://github.com/crosstool-ng/crosstool-ng

直接執行git clone命令會在你的工作目錄中建立一個crosstool-ng目錄，裏面存放的是源碼。

（2）安裝

可以進入如下網站查看具體的安裝幫助信息：http://crosstool-ng.github.io/docs/

• 進入crosstool-ng的源碼目錄，執行如下命令進行配置：./configure --prefix=/some/place
  • /some/place是自己的主機上的路徑。
  • ./configure命令會檢查出自己的主機上缺少哪些軟件環境，檢查出來了逐一安裝即可。
• 執行make命令
• 執行make install命令
  • 註意以上兩個命令可能會報權限不足，在命令前面加sudo解決
• 將編譯出來的bin文件加入到臨時環境變量：export PATH="${PATH}:/some/place/bin"
  • 此環境變量只在當前終端中有效，關閉或者切換終端後立即失效。
  • 若要在主機的任何地方任何終端上使用，必須將環境變量寫入 .bashrc中去：
    • 可以通過echo命令將其寫入 .bashrc中，如下所示：
      • export PATH=/some/place/bin:$PATH
      • 使之生效：source /etc/bash.bashrc
    • 或者執行軟鏈接也可以：sudo ln -s /some/place/bin/ct-ng /usr/local/bin/ct-ng

（3）測試

安裝成功後，執行 ct-ng 命令會打印如下信息：

（4）建立S3C2440交叉編譯工具鏈

【1】建立文件夾

建立工作文件夾：

rk3399@rk3399:~/work/tools/toolchain$ mkdir S3C2440_work src S3C2440

• S3C2440_work：為S3C2440交叉編譯工具鏈的工作目錄
• Src：存放下載下來的工具軟件源碼包
• S3C2440：存放交叉編譯工具鏈

【2】查看支持的交叉編譯工具鏈類型

執行命令：ct-ng list-samples

裏面會列出很多的交叉編譯工具樣本。介紹ARM的幾種：

• arm-unknown-eabi：基於裸板的，即無操作系統
• arm-unknown-linux-gnueabi 是基於linux的
• arm-unknown-linux-uclibcgnueabi是為uclinux用的。
• arm-cortex_a8-linux-gnueabi為cortex-a8用的。
• arm-cortexa9_neon-linux-gnueabihf：為cortex-a9帶neon用的，exynos4412就可以用此種

S3C2440選擇arm-unknown-linux-gnueabi 此種編譯器。

所有的支持的編譯器存放在rk3399@rk3399:~/work/tools/crosstool-ng/samples 此目錄下。將其arm-unknown-linux-gnueabi 中的文件拷貝到我們建立的S3C2440_work目錄下。

【3】工程配置

進入S3C2440_work目錄中，將crosstool.config 文件改名為 .config，然後執行 ct-ng menuconfig命令進行配置

• Paths and misc options：
  • Local tarballs directory：源碼包存放位置，修改為 /home/rk3399/work/tools/toolchain/src
  • Prefix directory ：交叉編譯工具鏈存放位置，home/rk3399/work/tools/toolchain/S3C2440
  • Number of parallel jobs：工作線程，根據自己的CPU是多少核來選。
• Target options：
  • Target Architecture：默認是ARM
  • Default instruction set mode：指令集模式，默認為ARM
  • Architecture level：架構指令集，S3C2440為armv4t
  • Emit assembly for CPU：指定目標處理器的名稱，GCC通過這個名字來決定通過匯編代碼來生成哪種指令。填入 arm9tdmi
  • Tune for CPU：新版本中填入上面兩個選項就沒有這個選項了，就管了。
  • Floating point：浮點類型，可以看芯片手冊的方框圖，看找不找不到對應的浮點數類型，S3C2440沒有硬件浮點，選擇軟件浮點。softfp (FPU)
• Toolchain options：
  • Tuple‘s vendor string：編譯器前綴，設為s3c2440，編譯之後就為arm-s3c2440-linux-gnueabi-
  • Tuple‘s alias：給產生的交叉編譯工具起個別名，設置別名，這樣會給每個工具創建一個軟鏈接，比如arm-linux-gcc鏈接到到 arm-unknown-linux-gnueabi-gcc，可以省去自己建立軟鏈接的功夫。設置為
• Operating System：
  • Source of linux：linux源碼，這裏沒有自己需要的源碼包，可以在 .config中修改配置，系統會自動去下載。
• 剩余的其他選項保持默認即可。

架構和處理器名稱，可以在芯片手冊的方框圖中找到，如下：

【4】編譯

執行命令 ct-ng build 即可開始編譯。

制作完成會打印出下面的語句：

（5）制作 exynos 4412 編譯器

基本步驟與上面類似，不同的是在crosstool-ng中編譯器的選擇方面和工程配置上面。

Exynos 4412 選擇的是 arm-cortexa9_neon-linux-gnueabihf 編譯器，exynos 4412本身就是帶neon的，處理器本身就是屬於cortexa9系列。

配置上只是更改下Target options 中的內容：

• Target options：
  • Architecture level：架構指令集為armv7a
  • Emit assembly for CPU：指定目標處理器的名稱為cortex-a9
  • Floating point：與2440不同的是，a9系列帶應浮點，也就是neon，這裏要選擇硬件浮點
  • Use specific FPU：這裏要填上 neon

之後就是保存編譯了。

1.1.3 編譯程序的功能

編譯程序是一個翻譯器。它讀入一種語言格式的指令（通常是文本形式的編程語言），並將它們翻譯成可在計算機上運行的指令集合（通常是二進制硬件指令的集合）。

• 編譯程序可以分為兩部分：前端和後端。
  • 前端讀出程序的源代碼，將找到的內容以樹的形式轉換到內存駐留表（memory-resident table）中。一旦構造了該樹，編譯程序的後端就會讀出樹中保存的信息，並將它們轉換成目標機器上的匯編語言。
  • 將源文件翻譯成可執行程序的大致步驟：
    • 詞法分析是編譯程序前端的最開始部分。它從輸入中讀出字符，確定哪些是在一起的，形成符號、數字和標點符號。
    • 語法分析處理會讀入來自詞法瀏覽器的符號流，以及後面跟著的一個規則集合，確定它們之間的關系。 語法分析器的輸出結果是樹結構， 會被傳遞給編譯程序的後端。
    • 語法分析樹結構會被翻譯成偽匯編語言（psuedo-assembly language） ，叫做寄存器傳送語言（Register Transfer Language，RTL）。
    • 編譯程序的後端由分析 RTL 代碼開始，然後執行一些優化操作。代碼中冗余和未被使用的部分會被去掉。樹中有些部分會被移動到其他位置以防止語句被不必要地多次執行。總的說來，有十個以上的優化操作，而且有些優化操作會多次瀏覽代碼。
    • RTL 被翻譯成目標機器上的匯編語言。
    • 激活匯編器去將匯編語言翻譯成目標文件。該文件不是可執行格式——它包括可執行的目標代碼，但並不是最終運行的形式。另外，它更可能包括未解析的到其他模塊例程和數據的引用。
    • 連接程序將來自匯編器的目標文件（其中有些可能保存在包含目標文件的庫中）組合成可執行程序。
• 所有的命令行選項大致可分為三類：
  • 指定語言 GCC 編譯程序有能力編譯多種語言，有些選項只可用於其中的一兩種。例如，-C89 選項只應用於 C 語言，指定適用於 1989 年的標準。
  • 指定平臺 GCC 編譯程序可以為多種平臺生成目標代碼，而有些選項只能應用於為某個指定平臺生成代碼。例如，如果輸出平臺是 Intel 386，那麽-fp-ret-in-387 選項可用來指出要將函數調用返回的浮點數保存在硬件的浮點寄存器中。
  • 普適 很多選項對所有語言和平臺都適用。例如，-O 選項指示編譯程序要優化輸出代碼。

例子：gcc -ansi -c muxit.c -o muxit.o

• -ansi 即是指定語言

1.2 GCC組件及命令

1.2.1 GCC組件

GCC 是由許多組件組成的，但它們也並不總是出現的。有些部分是和語言相關的，所以如果沒有安裝某種特定語言，系統中就不會出現相關的文件。

1.2.2 GCC 編譯器命令

GCC的命令很多，常用的選項如下：

GCC編譯器原理（一）------交叉編譯器制作和GCC組件及命令