Linux交叉编译工具链-平芜编程栈

Linux交叉编译工具链

前言

Linux交叉编译工具链是在一种计算机架构（如x86个人电脑）上，编译生成能在另一种不同架构（如ARM处理器）上运行代码的整套开发工具。

1. 交叉编译工具链的命名规则

1.1 命名规则

arch[-vendor][-os][-abi]

1.2 详细说明

arch (架构): 目标处理器架构，如 arm, aarch64，mips, riscv, x86_64。
vendor (提供商/厂商): 工具链提供商名称。unknown或none表示无厂商
os(操作系统): 目标操作系统，如linux。none或者不填表示无操作系统(裸机)
abi(应用二进制接口): 指定库函数和映像的规范
- eabi: 无操作系统(裸机)的嵌入式 ABI
- gnu: 使用 glibc 库 + oabi (old abi, 旧版 ABI)
- gnueabi: 使用 glibc 库 + eabi (embedded abi, 嵌入式 ABI)
- gnueabihf: 使用 glibc 库 + eabi (embedded abi, 嵌入式 ABI)，支持硬件浮点 (hard float)
- musl: 使用 musl 库 + oabi
- musleabi: 使用 musl 库 + eabi
- musleabihf: 使用 musl 库 + eabi，支持硬件浮点

1.3 示例

arm-none-eabi：无操作系统arm编译器，不支持与操作系统有关的函数，如fork
aarch64-none-linux-gnu：Linux系统aarch64编译器

2. 交叉编译工具链的组成

编译器：gcc/g++交叉编译器将源代码编译成目标文件
Binutils：提供二进制文件处理的基础工具集，包括链接器ld，汇编器as，静态库打包工具ar，目标文件查看工具readelf，去除符号strip等
C标准库：标准C函数（如malloc printf）的实现，如C标准库函数malloc通过封装系统调用brk和mmap，来更便捷的实现用户态内存分配
sysroot系统根目录：sysroot是目标平台文件系统结构的目录，包含了目标设备所需的头文件、库文件、配置文件等开发资源和运行时依赖

名称	描述	典型应用场景
GNU C Library (glibc)	Linux系统的标准C库。功能最完整、遵循标准最严格、对POSIX和Linux特有API支持最好。但体积最大，动态链接依赖较多	标准Linux桌面/服务器
musl	轻量、快速、优雅的C库。专注于静态链接，体积极小，遵循标准严格。静态链接是其最大优势，但某些非标准/历史兼容API支持不如glibc	对体积敏感的嵌入式Linux、容器基础镜像、静态编译发行版
uClibc-ng	为资源极度受限的嵌入式系统设计。高度可配置，可裁剪到非常小。更注重“能用”而非严格遵循标准，性能与兼容性权衡较多	老式路由器、IoT设备、内存/存储极小的Linux系统
newlib	专为嵌入式“裸机”系统设计。不依赖操作系统，需要用户自行实现底层系统调用接口。非常轻量，是许多RTOS的默认C库	Cortex-M等微控制器程序、无操作系统的嵌入式系统
Bionic	由Google为Android开发。源自BSD C库，但经过大量修改。不完整支持POSIX，添加了Android特有API	仅用于Android系统及应用开发
BSD libc	如 FreeBSD/OpenBSD 的`libc`。是GNU/Linux系统外的一个重要分支，代码和质量很高	BSD系列操作系统
Microsoft C run-time library	Windows操作系统的C运行库。实现了C标准库和Windows特有的运行时支持。	仅用于Windows平台原生程序开发