知识架构及层次 — 程序编译及调试

嵌入式交叉编译器安装配置

• 宿主机

执行编译、链接嵌入式软件的计算机

• 目标机

运行嵌入式软件的硬件平台

• “本地”编译器

用来生成在与编译器本身所在的计算机和操作系统（平台）相同的环境下运行的目标代码，例如 Windows 环境生成 Windows 目标代码。

• 交叉编译器

用来生成在其它平台上运行的目标代码，例如 Windows

ARM微处理器/Linux系统下编译器

编译器命名规则

• arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi]-工具名称
• arch – 体系架构，如 ARM，MIPS
• vendor – 工具链提供商，CPU名称或者开发板厂商
• os – 目标操作系统，如 linux
• (gnu) eabi – 使用的库，包括 glibc、eabi、uclibc 三种

例: arm-none-eabi-gcc

用于编译 ARM 架构的裸机系统

例：arm-none-linux-gnueabi-gcc

用于基于 ARM 架构的 Linux 系统，基于GCC，使用 Glibc 库

经过Codesourcery 公司优化过推出的编译器，用于编译 ARM 架构的 u-boot、Linux内核、linux应用等。

几个重要目录：
编译器工具所在目录：FriendlyARM/toolchain/4.9.3/bin

编译器头文件所在目录：FriendlyARM/toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/sys-root/usr/include

库文件所在目录：FriendlyARM/toolchain/4.9.3/arm-cortexa9-linux-gnueabihf/sys-root/usr/lib

编译器下载及安装

可以去官网下载，http://www.linaro.org/downloads/

但是速度比较慢，可以直接用我下载好的。

链接: https://pan.baidu.com/s/1jL_G6kbTC9h_bF8HHXBWxw 提取码: 67u4

1.先把下载好的安装包移动到根目录下的tmp目录中（/tmp）

2.使用tar命令解压安装包，即在Terminal中输入以下命令：（前面的sudo表示使用root权限执行该命令）

sudo tar -xjvf /tmp/arm-linux-gcc-4.6.4-arm-x86_64.tar.bz2 -C /

注意是大写的字母C，此命令会把安装包解压到根目录下的opt的TuxamitoSoftToolchains里面（/opt/TuxamitoSoftToolchains）

3.解压完成后，再在（/usr/local）中创建一个新目录arm，即在Terminal中输入以下命令：

sudo mkdir /usr/local/arm

创建arm目录成功后，还需要给它解放全部权限，即在Terminal中输入以下命令：

sudo chmod 777 /usr/local/arm

4.在解压出来的目录中找到并把整个gcc-4.6.4目录复制到刚刚建好的arm目录中，命令如下：

先cd切换到gcc-4.6.4所在目录（切换后先ls看一下有没有gcc-4.6.4目录）：

cd /opt/TuxamitoSoftToolchains/arm-arm1176jzfssf-linux-gnueabi/

在执行 cp 复制命令，-r 表示整个目录以及里面的任何东西

sudo cp -r gcc-4.6.4 /usr/local/arm

5.打开（/etc/profile）配置环境变量和库变量，目的是以后可以在任何位置使用该交叉编译器，命令如下：

sudo vi /etc/profile

用vi或者vim打开后，在文件最后添加两行，并输入以下代码：第一行是添加执行程序的环境变量，第二行是库文件的路径

export PATH=$PATH:/usr/local/arm/gcc-4.6.4/bin
export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/arm/gcc-4.6.4/lib

然后保存退出即可。

6.使用source命令重新加载生效该配置文件

source /etc/profile
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7.检验是否安装成功，在 Terminal 输入以下命令输出版本信息：

arm-linux-gcc -v

arm-linux-gcc工具使用

arm-linux-gcc语法形式：arm-linux-gcc [ option | filename ]...

通常情况下，产生一个新的程序需要经过四个阶段：预处理、编译、汇编，链接

当然我们可以通过参数决定该编译操作执行到何步结束

参数繁多，在Linux环境下寻求帮助：man arm-linux -gcc

-E

• 只对文件进行预处理，但不进行编译、汇编和链接。

例:arm-linux -gcc -E hello.c -o hello1.c

预处理后，hello1.c 中的内容：

-S

• 只对文件进行编译(产生汇编文件.s)，但是并不进行汇编和链接。

例： arm-linux -gcc -S hello.c
上例中就会产生一个汇编文件 hello.s

-c

只对文件进行编译和汇编，但是并不进行链接，也就是说只把程序做成 obj 文件。

例: arm-linux -gcc -c hello.c –o hello.o

-o

指定目标名称，缺省的时候，gcc 编译出来的文件是 a.out

例：

arm-linux -gcc hello.c 默认编译出 hello.out

arm-linux -gcc -o hello.bin hello.c 指定目标名词是 hello.bin

arm-linux -gcc -o hello.s -S hello.c

-include file

包含某个代码，简单来说，就是编译某个文件时需要另一个文件的时候，就可以用它设定，功能就相当于在代码中使用#include。

例：arm-linux -gcc hello.c -include type.h

-I dir

如果使用#include"file"的时候，gcc/g++ 会先在当前目录查找你所指定的头文件，如果没有找到，编译器会到缺省的头文件目录找；

如果使用-I指定了目录， 编译器会先到你所指定的目录查找，然后再按常规的顺序去找。

例： arm-linux -gcc -o hello -I/xxx/include hello.c

-I

就是取消前一个参数的功能，所以一般在-I dir之后使用

-iprefix prefix 和 -iwithprefix dir

这两个参数一般一起使用，当-I的目录查找失败,会到prefix+dir下查找

-l库名

指定编译的时候使用的库（静态库.a / 动态库.so）

例：arm-linux-gcc -lpthread hello.c

指定用到了 phtread.c 库

-L目录

指定编译的时候，搜索库的路径。比如自己的库，就可以用-L指定到你的库所在的目录，不然编译器将只在标准库的目录找。这个dir就是目录的名称。

例：arm-linux-gcc –L./ hello.c –o hello

gcc 优化

gcc 提供了为了满足用户不同程度的的优化需要，提供了近百种优化选项，用来对 {编译时间，目标文件长度，执行效率} 这个三维模型进行不同的取舍和平衡。优化的方法不一而足，总体上将有以下几类：

精简操作指令；

尽量满足cpu的流水操作；

通过对程序行为的猜测，重新调整代码的执行顺序；

充分使用寄存器；

对简单的调用进行展开等

-O0，-O1，-O2，-O3

O0：不做任何优化，这是默认的编译选项

O3：优化级别最高

-g

• 编译器在编译的时候产生调试信息。

例：arm-linux –gcc –o hello -g hello.c

课后作业

(1) 看门狗部件属于（硬件模块），其核心功能为（侦测软件代码跑飞）和（当系统“跑飞”而进入死循环时，恢复系统的运行）。

(2) 假设C程序代码 fun.c，将其编译成目标代码 fun.o，编译命令为arm-linux-gcc -c fun.c -o fun.o；如果 fun.c 使用了库函数 libcurses.a，将其和 main.c 一起编译成可执行文件 smartfun，则编译命令为arm-linux-gcc -c fun.c main.c -lcurses -o smartfun。