Tips: 2017-03

2017-03-06

安裝 ARM ToolChain on Debian

in Synaptic, install

1. crossbuild-essential-arm64 : 64 bits
2. crossbuild-essential-armel : 32 bits, soft floating point
3. crossbuild-essential-armhf : 32 bits, hard floating

為了方便未來我們使用, 三個不同版本的工具，可在 ~/.bashrc 中新增底下設定：

alias makearmel='make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabi-'
alias makearmhf='make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-'
alias makearm64='make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-'

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以 qemu-arm 測試:

: arm-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hello_arm
: qemu-arm -L /usr/arm-linux-armhf hello_arm

*** 善用 man qemu-arm ***

Kernel Building for Raspberry pi (ARM CPU)

1. [進階] 安裝 Raspberry Pi 的 Toolchain
2. [進階] 編譯 Raspberry Pi 的核心 OR KERNEL BUILDING : DOCUMENTATION > LINUX > KERNEL > BUILDING

raspberrypi-tools 是 32bits 的，所以在 debian wheezy amd64 要裝上 32bits 的程式庫。
$ sudo apt-get install libc6-i386 lib32stdc++6 lib32z1

裝好後，試試看指令能不能執行
$ arm-linux-gnueabihf-gcc
arm-linux-gnueabihf-gcc: fatal error: no input files
compilation terminated.

這樣 no input files 就是正常可執行的狀況

-bash: /opt/cross/arm-bcm2708/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-raspbian/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc: No such file or directory

若出現 No such file or directory 則應該是 32bits 程式庫沒裝好，再用 ldd 檢查一下。

armel和armhf區別選擇

source : armel和armhf區別選擇

出於低功耗、封裝限制等種種原因，之前的一些ARM架構處理器因為內部資源寶貴，加入浮點運算單元是十分奢侈的，因為需要額外的軟件實現。隨著技術發展，目前高端的ARM處理器已經具備了硬件執行浮點操作的能力。這樣新舊兩種架構之間的差異，就產生了兩個不同的嵌入式應用程序二進制接口（EABI）——軟浮點與矢量浮點（VFP）。但是軟浮點（soft float）和硬浮點（hard float）之間有向前兼容卻沒有向後兼容的能力，也就是軟浮點的二進制接口（EABI）仍然可以用於當前的高端ARM處理器。

fpu單元

在ARM體系架構內核中，有些有浮點運算單元（fpu），有些沒有。對於沒有fpu內核，是不能使用armel和armhf的。在有fpu的情況下，就可以通過gcc的選項-mfloat-abi來指定使用哪種，有如下三種值：

soft：不用fpu計算，即使有fpu浮點運算單元也不用。
armel：也即softfp，用fpu計算，但是傳參數用普通寄存器傳，這樣中斷的時候，只需要保存普通寄存器，中斷負荷小，但是參數需要轉換成浮點的再計算。
armhf：也即hard，用fpu計算，傳參數用fpu中的浮點寄存器傳，省去了轉換性能最好，但是中斷負荷高。

kernel、rootfs和app編譯的時候，指定的必須保持一致才行。

使用softfp模式，會存在不必要的浮點到整數、整數到浮點的轉換。而使用hard模式，在每次浮點相關函數調用時，平均能節省20個CPU週期。對ARM這樣每個週期都很重要的體系結構來說，這樣的提升無疑是巨大的。

在完全不改變源碼和配置的情況下，在一些應用程序上，雖然armhf比armel硬件要求（確切的是指fpu硬件）高一點，但是armhf能得到20-25%的性能提升。對一些嚴重依賴於浮點運算的程序，更是可以達到300%的性能提升。

armel與armhf

之前EABI中，armel（低端ARM硬件，支持armv4以上版本），在執行浮點運算之前，浮點參數必須首先通過整數寄存器，然後傳遞到浮點運算單元。新的EABI ，也就是armhf，通過直接傳遞參數到浮點寄存器優化了浮點運算的調用約定。

相比我們熟悉的armel，armhf代表了另一種不兼容的二進制標準。在一些社區的支持下，armhf目前已經得到了很大的發展。像Ubuntu，已經計畫在之後的發行版中放棄armel，轉而支持armhf編譯的版本。正如目前依然很火熱的Raspberry Pi（ARM11），由於ubuntu只支持armv7架構的編譯，Raspberry Pi將不能直接安裝ubuntu系統。而BB Black（Cortex-A8）和Cubietruct（Cortex-A7）則同時支持ubuntu的armel與armhf的編譯。

安裝armel和armhf

以上就是armel與armhf的比較。相信大家也應該有個大概的瞭解了。在Ubuntu系統下，如何根據需求分別實現兩種交叉編譯器的安裝呢？

arm-linux-gnueabi的安裝 (debian synaptic supported)

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi

按操作下載即可，沒啥好說的。

arm-linux-gnueabihf的安裝 (debian synaptic supported)

兩種方法，

linaro開源組織有相關的交叉工具鏈下載，點擊進入網頁選擇下載即可，地址：https://launchpad.net/linaro-toolchain-binaries。
到本站工具鏈頁面下載，地址：http://www.veryarm.com/arm-linux-gnueabihf-gcc。

然後就是解壓到自定義目錄中，並添加bin環境變量。

armhf 使用

armhf的開啟需要硬件的支持，在Debian的wiki上要求ARMv7 CPU、Thumb-2指令集以及VFP3D16浮點處理器。

在gcc的編譯參數上，使用-mfloat-abi=hard -mfpu=vfp即可。

在工具上，CodeSourcery最早支持hard模式。或者，也可已自己編譯工具鏈。