3.2 交叉工具链介绍

Target triplet （目标三元组）

在准备交叉编译工具链时，需要确定目标机器的架构、环境，才能选择出合适的工具链配置。工具链的配置以Target triplet表示。其基本格式为：

machine-vendor-os

machine代表目标的架构，即目标所使用的CPU类型和配置。需要注意的是，同样的CPU，在不同字节序下工作时所对应的machine并不相同。具体可以参照Installing GCC。常见的machine列表如下：

CPU	machine
80386	i386
64位PC CPU	x86_64或amd64
MIPS32 Big endian	mips
MIPS32 Little endian	mipsel

vendor可以用来对工具链的架构进行细节的配置。当不需要深入配置时，可以将其设为unknown或直接省略。在ucore开发中，需要注意的是，如果使用的CPU没有浮点运算指令，vendor需要包括softfloat，避免工具链生成不支持的指令。

os指定目标的操作系统环境，一般包括系统名称以及基础C库名称。该项可以设定工具链的一些默认行为，例如目标文件格式和连接时自动使用的C库等。ucore运行不依赖于外部的软件，因此该项影响不大，可以直接设为常见的linux-gnu，也可以设为ucore-elf。

需要注意的是，对应同样的目标可能有多种不同的Target triplet。在选择具体的工具链时，只需要一种满足需要的即可。例如，在准备对应于MIPS32 Big endian算的ucore工具链时，可以选择如下的Target triplet:

• mips-softfloat-linux-gnueabi

• mipsel-linux-gnu (Debian/Ubuntu)

在Debian/Ubuntu下，可以直接执行apt-get install binutils-mipsel-linux-gnu gcc-mipsel-linux-gnu安装需要的工具。

Binutils

GNU Binutils包括汇编器、连接器以及许多用来操作目标文件的工具。常用的工具有：

命令	说明
ld	GNU连接器
as	GNU汇编器
objdump	可以查看目标文件内容、进行反汇编等
objcopy	可以复制、修改目标文件

使用交叉编译工具链时，需要在命令前附加目标的Target triplet，例如，要使用mips-linux-gnu的as，应该使用的命令为mips-linux-gnu-as。

ld

GNU连接器，可以根据连接器脚本进行连接。文档

• ld连接多个目标文件。作为参数的目标文件的先后顺序对连接结果有影响。

• 需要生成静态文件时，输入只能包括静态库（.a）或目标文件（.o)。

格式：ld [选项] 目标文件

常用选项：

• -o <文件> 设置输出文件

• -L <目录> 设置库搜索路径

• -l <库名> 在库搜索路径中寻找对应的库并加入链接

• -T <脚本> 使用自定义连接器脚本

as

GNU汇编器，根据汇编程序产生目标文件。文档

• as需要不含预处理的汇编程序（一般以.s作为文件名结尾）。如果需要进行预处理（文件名以.S结尾），可以使用gcc汇编或自行调用cpp预处理。

• 不同架构的汇编语言有不同的语法。

格式：as [选项] [文件] 当不指定输入文件时，as从标准输入读入源程序。

常用选项：

• -o <文件> 设置输出文件

objdump

显示目标文件信息。文档

格式：objdump [选项] [文件]

当不制定输入文件时，默认使用a.out。

常用选项：

• -h 查看Section headers。列出目标文件内所有段的信息。

• -t 查看符号表。

• -x 查看所有区块信息。相当于-a -f -h -p -r -t（Archive信息、文件头、Section headers、文件格式特有的信息、重定位信息、符号表）。

• -d 反汇编所有可执行段。该操作会产生相当多的输出，一般应将输出重定向到文件或编辑器。

• -j 限定仅处理某个段。

• -s 输出段的内容。一般与-j连用。

objcopy

修改目标文件。文档

格式：objcopy [选项] <输入> [输出]

若不指定输出文件，将会直接删除输入文件并使用输入的文件名。

常用选项：

• -I <bfdname> 指定输入格式

• -O <bfdname> 指定输出格式

• -j <段名> 限定仅处理某个段

常见用法：

提取.text段：

$ objcopy -Obinary -j .text bootsect.elf bootsect.mbr

该命令从bootsect.elf中提取.text段（代码段），存入bootsect.mbr，对段的内容不进行改动。

GCC

GCC(GNU Compiler Collection)包括一系列编程语言的编译器以及语言的底层库。在ucore的开发中，仅使用其C编译器(gcc)。

与Binutils相同，使用交叉编译工具链时，需要在命令前附加目标的Target triplet。要使用mips-linux-gnu的gcc，应该使用的命令为mips-linux-gnu-gcc。

gcc

GCC的C编译器。一般用来编译C程序，也可以进行连接或汇编带预处理的汇编语言。GCC所支持的选项根据不同版本有所不同。

格式：gcc [选项] 输入

常用选项：

• -o <输出> 指定输出文件名

• -c 仅进行编译而不连接

• -I 设定预处理include搜索路径

• -Wall 开启大部分警告

• -std=<标准> 设定C语言标准

• -ffreestanding 设定运行环境为freestanding，即无标准库

常见用法：

编译程序至目标文件：

$ gcc -std=c99 -I ../include -Wall -c -o mm.o mm.c

该命令编译mm.c，在../include以及系统头文件中搜索#include所引用的头文件，并且对大多数可能存在问题的地方提出警告，最终将结果输出至mm.o。