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。