交叉编译(基础原理篇)

先来看一下,如果要在PC上运行一个二进制程序(以源码的方式进行编译,不要以包管理工具的方式来安装),需要怎样做。

首先,要有这个二进制程序的源代码(有可能是直接下载的,也有可能是自己编写的代码),然后在PC上进行编译链接生成可执行文件,最后在Terminal下面去执行该可执行文件。

上述流程中包含了几个角色,首先是要有源代码,然后是要知道最终运行该二进制程序的机器是哪一个(其实就是本机器),当然,其中最重要的就是编译器和链接器了,对于C或者C++程序来讲,就是使用 gcc 和 g++,而该编译器是需要预先安装在机器上的。分析了这么多角色,总结成一句话就是:使用本机器的编译器,将源代码编译链接成为 一个可以在本机器上运行的程序。这就是正常的编译过程,也称为 Native Compilation 本机编译。

了解了本机编译之后,再来看一下何谓交叉编译。所谓交叉编译, 就是在一个平台(如PC)上生成另外一个平台(Android、iOS或者其他 嵌入式设备)的可执行代码。相较于正常编译,下面来看一下交叉编译的相应角色。首先,最终程序运行的设备就是Android或者iOS设备,源代码就是从第三方开源网站上下载的源代码,编译机器就是我们的 PC,而编译器也必须要安装到该PC上。但是这里对编译器是有特殊需求的,最终程序运行的系统必须要提供可运行在PC上的编译器,而该编译器就是大家常说的交叉工具编译链。

了解了交叉编译之后,大家应该能够理解交叉编译存在的必要性了。在一般的嵌入式系统开发中,运行程序的目标平台其存储空间和运算能力都是有限的,尽管现在的iOS和Android设备拥有越来越强劲的计算能力,但是在这种嵌入式设备中进行本地编译是不太可能的,一是因为计算能力的问题,还有一个重要的原因就是编译工具以及整个编译 过程异常繁琐,所以在这种情况下,直接在ARM平台下进行本机编译几乎是不可能的。而具有更加强劲的计算能力与更大存储空间的PC才是理想的选择,所以大部分的嵌入式开发平台都提供了本身平台交叉编 译所需要的交叉工具编译链,通过该交叉工具编译链,开发者就能在 PC 上编译出可以运行在ARM平台下的程序了。

无论是自行安装PC上的编译器,还是下载其他平台(Android或者 iOS)的交叉工具编译链,它们都会提供以下几个工具:CC、AS、 AR、LD、NM、GDB。那么,这几个工具到底是做什么用的呢?下面就来逐一解释一下。

  • CC:编译器,对C源文件进行编译处理,生成汇编文件。
  • AS:将汇编文件生成目标文件(汇编文件使用的是指令助记符, AS将它翻译成机器码)。
  • AR:打包器,用于库操作,可以通过该工具从一个库中删除或者增加目标代码模块。
  • LD:链接器,为前面生成的目标代码分配地址空间,将多个目标文件链接成一个库或者是可执行文件。
  • GDB:调试工具,可以对运行过程中的程序进行代码调试工作。
  • STRIP:以最终生成的可执行文件或者库文件作为输入,然后消除掉其中的源码。
  • NM:查看静态库文件中的符号表。
  • Objdump:查看静态库或者动态库的方法签名。

了解了这些之后,再进行交叉编译或者使用交叉编译工具链提供的工具时,就不会感到陌生了。

编译器对比
正常编译一个程序的过程如下:
编译:gcc -c main.cpp ./utils/utils.cpp -I ./utils/include
打包:ar cr ../prebuilt/libutils.a test.o
链接:g++ -o main main.o -L ../prebuilt -l utils

在这个过程中,gcc、ar、g++是我们用到的三个编译工具,在这里没有用到的ranlib、gdb、nm、strip等都会包含在PC的编译器中,同样 他平台提供的交叉工具编译链中也会包含这些命令行工具,比如 Android 提供的NDK,其交叉工具编译链中的 prebuilt 中,就包含了对应的gcc、ar、g++、gdb、strip、nm、ranlib等工具。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 213,417评论 6 492
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 90,921评论 3 387
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 158,850评论 0 349
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 56,945评论 1 285
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 66,069评论 6 385
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 50,188评论 1 291
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 39,239评论 3 412
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 37,994评论 0 268
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 44,409评论 1 304
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 36,735评论 2 327
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 38,898评论 1 341
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 34,578评论 4 336
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 40,205评论 3 317
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 30,916评论 0 21
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,156评论 1 267
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 46,722评论 2 363
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 43,781评论 2 351

推荐阅读更多精彩内容