arm-elf與arm-linux的區別

    作者: forest  出自: http://www.linuxdiyf.com
    在基於ARM的嵌入式系統開發中，常常用到交叉編譯的GCC工具鏈有兩種：arm-linux-*和 arm-elf-*，兩者區別主要在於使用不同的C庫文件。arm-linux-*使用GNU的Glibc，而arm-elf-*一般使用 uClibc/uC-libc或者使用REDHAT專門爲嵌入式系統的開發的C庫newlib.Glibc。uClibc/uC-libc以及 newlib都是C語言庫文件，只是所應用的領域不同而已，Glibc是針對PC開發的，uClibc/uC-libc是與Glibc API兼容的小型化C語言庫，實現了Glibc部分功能。
關於uClibc/uC-libc的說明，詳見如下：
There are two libc libraries commonly used with uClinux. uC-libc and uClibc. They are quite different despite their similar names. Here is a quick overview of how they are different.
uC-libc is the original library for uClinux. It was based on sources from the Linux-8086 C library which was part of the ELKs project with m68000 support added by Jeff Dionne and Kenneth Albanowski. It is a fairly complete libc implementation, however, some of the API's are a little non-standard and quite a few common libc routines are not present. Currently it has stable support for m68000, ColdFire and ARM (Non-MMU) architectures. It was primary design goal is to be small and light weight. It does try to conform to any standards, although its API tries to be compatible with most libcs, it is not always exactly the same.
The uClinux distribution provides an environment that can compile using either uC-libc or uClibc depending on your needs. For m68000 and Coldfire platforms it is generally better to chose uC-libc as it supports shared libraries and is the most commonly used libc for these CPUs. uClibc also works quite well with almost all platforms supported by the distribution. Which libc you choose to use will be decided by your requirements
uClinux有兩個經常使用的libc庫：uC-libc和uClibc。雖然兩者名字很相似，其實有差別，下面就簡單的介紹一下二者的不同之處。uC -libc是最早爲uClinux開發的庫，是Jeff Dionne和Kenneth Albanowski爲在EKLs項目中支持m68000在Linux-8086 C庫源碼上移植的。uC-libc是一個完全的libc實現，但其中有一些api是非標準的，有些libc的標準也沒有實現。uC-libc穩定地支持 m68000，ColdFire和沒有MMU的ARM。其主要設計目標是“小”、"輕"，並儘量與標準一致，雖然它的API和很多libc兼容，但是似乎並不像它期望的那樣和所有標準一致。
uClibc就是爲了解決這個問題從uC-libc中發展出來的。它的所有API都是標準的(正確的返回類型，參數等等)，它彌補了uC-libc中沒有實現的libc標準，現在已經被移植到多種架構中。一般來講，它儘量兼容glibc以便使應用程序用uClibc改寫變的容易。uClibc能夠在標準的 VM linux和uClinux上面使用。爲了應用程序的簡潔，它甚至可以在許多支持MMU的平臺上被編譯成共享庫。Erik Anderson在uClibc背後做了很多的工作。uClibc支持許多系列的處理器：m68000，Coldfire，ARM，MIPS，v850， x86，i960，Sparc，SuperH，Alpha，PowerPC和Hitachi 8。不斷增加的平臺支持顯示uClibc能夠很容易的適應新的架構。uClinux發行版提供了環境能夠讓你選擇使用uC-libc或是uClibc編譯。對於m68000和Coldfire平臺來說，選擇uC-libc還是稍微好一點，因爲它支持共享庫，而共享庫是這些cpu經常使用的 libc.uClibc也幾乎和所有的平臺都能很好的工作。選擇哪種libc取決於你的需求。
newlib 是一個用於嵌入式系統的開放源代碼的C語言程序庫，由libc和libm兩個庫組成，特點是輕量級，速度快，可移植到很多CPU結構上。newlib實現了許多複雜的功能，包括字符串支持，浮點運算，內存分配(如malloc)和I/O流函數(printf，fprinf()等等)。其中libc提供了c 語言庫的實現，而libm提供了浮點運算支持。
在爲ARM交叉編譯gcc編譯器時，對gcc指定不同的配置選項時，使用的C語言庫就不同，gcc編譯器默認使用Glibc，也可以使用 uClibc/uC-libc(基本兼容Glibc API)，當使用--with-newlib時，gcc編譯器不使用Glibc。當沒有交叉編譯Glibc時，可以使用--with-newlib禁止連接Glibc而編譯bootstrap gcc編譯器。從gcc源目錄下的config/arm中的t-linux和t-arm-elf中可以看出，不同的--target也影響gcc連接C語言庫，t-linux(--target=arm-linux)默認使用Glibc，-arm-elf(--target=arm-elf)使用- Dinhibit_libc禁止連接Glibc，這時我們就可以使用newlib等其他C語言庫編譯GCC工具鏈。
雖然GCC工具鏈配置了不同的的C語言庫，但由於這些C語言庫都可以用來支持GCC，它們對核心數據的處理上不存在較大出入。因而arm-linux-* 和 arm-elf-*區別主要表現在C語言庫的實現上，例如不同系統調用，不同的函數集實現，不同的ABI\啓動代碼以及不同系統特性等微小的差別。
arm-linux-*和 arm-elf-*的使用沒有一個絕對的標準，排除不同庫實現的差異，gcc可以編譯任何系統。arm-linux-*和 arm-elf-*都可以用來編譯裸機程序和操作系統，只是在遵循下面的描述時系統程序顯得更加協調：
arm-linux-*針對運行linux的ARM機器，其依賴於指定的C語言庫Glibc，因爲同樣使用Glibc的linux而使得arm-linux-*在運行linux的ARM機器上編譯顯得更加和諧。
arm-elf-*則是一個獨立的編譯體系，不依賴於指定的C語言庫Glibc，可以使用newlib等其他C語言庫，不要求操作系統支持，當其使用爲嵌入式系統而設計的一些輕巧的C語言庫時編譯裸機程序(沒有linux等大型操作系統的程序)，如監控程序，bootloader等能使得系統程序更加小巧快捷。