嵌入式開(kāi)發(fā) | 什么是交叉編譯(CROSS_COMPILE)
在嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中，經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到一個(gè)詞：交叉編譯。到底什么是"交叉編譯"呢？為什么要使用"交叉編譯"呢？今天這篇文章，我們來(lái)討論下這個(gè)話(huà)題。
在討論交叉編譯之前，我們先來(lái)聊聊編譯。
1、編譯
在程序開(kāi)發(fā)中，使用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的代碼被稱(chēng)為源代碼，比如用C語(yǔ)言編寫(xiě)的后綴名為.c的文件，或者C++編寫(xiě)的后綴名為.cpp的文件。源代碼不能被機(jī)器執(zhí)行，必須轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的機(jī)器代碼（指令+數(shù)據(jù)）才能被CPU執(zhí)行。將源代碼轉(zhuǎn)換成機(jī)器代碼的過(guò)程稱(chēng)為編譯（Compile），編譯的工作需要編譯器（Complier）來(lái)完成。
編譯器對(duì)源代碼進(jìn)行語(yǔ)法檢查，只有沒(méi)有語(yǔ)法錯(cuò)誤的源代碼才能被編譯通過(guò)。源代碼經(jīng)過(guò)編譯后，并沒(méi)有生成最終的可執(zhí)行文件，而是生成一種被稱(chēng)為目標(biāo)文件(Object File)的中間文件。比如，Visual C++的目標(biāo)文件后綴名為.obj，而GCC的目標(biāo)文件后綴名為.o
源代碼可能包含多個(gè)源文件，比如main.c/fun1.c/fun2.c等等，編譯器會(huì)對(duì)源文件逐個(gè)進(jìn)行編譯。因此，有幾個(gè)源文件，就會(huì)生成幾個(gè)目標(biāo)文件；
目標(biāo)文件并不能被執(zhí)行，因?yàn)樗赡艽嬖谝恍﹩?wèn)題，比如源文件之間的引用關(guān)系導(dǎo)致的問(wèn)題。
舉個(gè)例子：文件A.c引用了文件B.c中的變量"EXT_someflag"，A.c和B.c分別編譯生成A.o和B.o，A.o中并沒(méi)有變量"EXT_someflag"的定義，必須依靠B.o才能形成完整的代碼。
同樣的情況表現(xiàn)在源代碼對(duì)庫(kù)函數(shù)的引用。
把經(jīng)過(guò)編譯后生成的目標(biāo)文件，按照其內(nèi)在引用關(guān)系彼此相連接而生成一個(gè)完整的、可執(zhí)行的文件的過(guò)程稱(chēng)為鏈接。
鏈接工作由鏈接器完成。
因此，源文件生成可執(zhí)行文件要經(jīng)過(guò)編譯和鏈接兩個(gè)步驟才能完成。為了方便，我們也把這個(gè)過(guò)程統(tǒng)稱(chēng)為編譯。本文的主題"交叉編譯"也是包含了編譯和鏈接的步驟，不再贅述。
與交叉編譯相對(duì)應(yīng)的是"本地編譯（native compile"）。
理解本地編譯有助于更好地理解交叉編譯，所以，我們先來(lái)看看什么是本地編譯？
2、本地編譯
所謂"本地編譯"，是指編譯源代碼的平臺(tái)和執(zhí)行源代碼編譯后程序的平臺(tái)是同一個(gè)平臺(tái)。這里的平臺(tái)，可以理解為CPU架構(gòu)+操作系統(tǒng)。比如，在Intel x86架構(gòu)/Windows 10平臺(tái)下、使用Visual C++編譯生成的可執(zhí)行文件，在同樣的Intel x86架構(gòu)/Windows 10下運(yùn)行。
3、交叉編譯
所謂"交叉編譯（Cross_Compile）"，是指編譯源代碼的平臺(tái)和執(zhí)行源代碼編譯后程序的平臺(tái)是兩個(gè)不同的平臺(tái)。比如，在Intel x86架構(gòu)/Linux（Ubuntu）平臺(tái)下、使用交叉編譯工具鏈生成的可執(zhí)行文件，在A(yíng)RM架構(gòu)/Linux下運(yùn)行。
交叉編譯是相對(duì)復(fù)雜的，必須考慮如下幾個(gè)問(wèn)題：
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CPU架構(gòu)：比如ARM，x86，MIPS等等；
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字節(jié)序：大端（big-endian）和小端（little-endian）；
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浮點(diǎn)數(shù)的支持；
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應(yīng)用程序二進(jìn)制接口（Application Binary Interface,ABI）；
為什么要使用交叉編譯呢？主要有兩個(gè)原因：
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交叉編譯的目標(biāo)系統(tǒng)一般都是內(nèi)存較小、顯示設(shè)備簡(jiǎn)陋甚至沒(méi)有，沒(méi)有能力在其上進(jìn)行本地編譯；
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有能力進(jìn)行源代碼編譯的平臺(tái)CPU架構(gòu)或操作系統(tǒng)與目標(biāo)平臺(tái)不同；
交叉編譯工具鏈?zhǔn)沁M(jìn)行交叉編譯的必不可少的工具，是嵌入式開(kāi)發(fā)人員必須熟練掌握的技能。我們會(huì)在后續(xù)文章中對(duì)交叉編譯工具鏈進(jìn)行介紹。