轉載整理自：http://www.veryarm.com/cross-tools
從授權上，ARM交叉編譯工具鏈分爲免費授權版和付費授權版。
免費版目前有三大主流工具商提供，第一是GNU（提供源碼，自行編譯製作），第二是 Codesourcery，第三是Linora。
收費版有ARM原廠提供的armcc、IAR提供的編譯器等等，因爲這些價格都比較昂貴，不適合學習用戶使用，所以不做講述。
· arm-none-linux-gnueabi-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已經被Mentor收購）基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM（32位）系統中所有環節的代碼，包括裸機程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應用程序。
· arm-none-elf-gcc：是 Codesourcery 公司（目前已經被Mentor收購）基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。
· arm-none-eabi-gcc：是 GNU 推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM MCU（32位）芯片，如ARM7、ARM9、Cortex-M/R芯片程序。
· arm-linux-gnueabihf-gcc：是由 Linaro 公司基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARM（32位）系統中所有環節的代碼，包括裸機程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應用程序。
· aarch64-linux-gnu-gcc：是由 Linaro 公司基於GCC推出的的ARM交叉編譯工具。可用於交叉編譯ARMv8 64位目標中的裸機程序、u-boot、Linux kernel、filesystem和App應用程序。
Linaro交叉編譯器下載地址：http://releases.linaro.org/
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一、 什麼是ABI和EABI
1 、ABI
ABI(二進制應用程序接口-Application Binary Interface (ABI) for the ARM Architecture)
在計算機中，應用二進制接口描述了應用程序（或者其他類型）和操作系統之間或其他應用程序的低級接口.
ABI涵蓋了各種細節，如：
1> 數據類型的大小、佈局和對齊;
2> 調用約定（控制着函數的參數如何傳送以及如何接受返回值）；例如，是所有的參數都通過棧傳遞，還是部分參數通過寄存器傳遞；哪個寄存器用於哪個函數參數；通過棧傳遞的第一個函數參數是最先push到棧上還是最後；系統調用的編碼和一個應用如何向操作系統進行系統調用；
以及在一個完整的操作系統ABI中，目標文件的二進制格式、程序庫等等。
一個完整的ABI，像Intel二進制兼容標準 (iBCS) ，允許支持它的操作系統上的程序不經修改在其他支持此ABI的操作體統上運行。
ABI不同於應用程序接口（API），API定義了源代碼和庫之間的接口，因此同樣的代碼可以在支持這個API的任何系統中編譯，ABI允許編譯好的目標代碼在使用兼容ABI的系統中無需改動就能運行。
2、EABI: 嵌入式ABI
嵌入式應用二進制接口指定了文件格式、數據類型、寄存器使用、堆積組織優化和在一個嵌入式軟件中的參數的標準約定。
開發者使用自己的彙編語言也可以使用EABI作爲與兼容的編譯器生成的彙編語言的接口。支持EABI的編譯器創建的目標文件可以和使用類似編譯器產生的代碼兼容，這樣允許開發者鏈接一個由不同編譯器產生的庫。
EABI與關於通用計算機的ABI的主要區別是應用程序代碼中允許使用特權指令，不需要動態鏈接（有時是禁止的），和更緊湊的堆棧幀組織用來節省內存。廣泛使用EABI的有Power PC和ARM.
二、 gnueabi相關的兩個交叉編譯器: gnueabi和gnueabihf
在debian源裏這兩個交叉編譯器的定義如下:
gcc-arm-Linux-gnueabi – The GNU C compiler for armel architecture
gcc-arm-linux-gnueabihf – The GNU C compiler for armhf architecture
可見這兩個交叉編譯器適用於armel和armhf兩個不同的架構, armel和armhf這兩種架構在對待浮點運算採取了不同的策略(有fpu的arm才能支持這兩種浮點運算策略)。
其實這兩個交叉編譯器只不過是gcc的選項-mfloat-abi的默認值不同。 gcc的選項-mfloat-abi有三種值soft,softfp,hard(其中後兩者都要求arm裏有fpu浮點運算單元,soft與後兩者是兼容的，但softfp和hard兩種模式互不兼容)：
soft: 不用fpu進行浮點計算，即使有fpu浮點運算單元也不用,而是使用軟件模式。
softfp : armel架構(對應的編譯器爲gcc-arm-linux-gnueabi)採用的默認值，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。
hard: armhf架構(對應的編譯器gcc-arm-linux-gnueabihf)採用的默認值，用fpu計算，傳參數也用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。
把以下測試使用的c文件內容保存成mfloat.c：
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#include <stdio.h> int main(void) { double a,b,c; a = 23.543; b = 323.234; c = b/a; printf(“the 13/2 = %f\n”, c); printf(“hello world !\n”); return 0; } |
1> 使用arm-linux-gnueabihf-gcc編譯，使用“-v”選項以獲取更詳細的信息:
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$ arm-linux-gnueabihf-gcc -v mfloat.c COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=hard’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’ |
-mfloat-abi=hard，可看出使用hard硬件浮點模式。
2> 使用arm-linux-gnueabi-gcc編譯:
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$ arm-linux-gnueabi-gcc -v mfloat.c COLLECT_GCC_OPTIONS=’-v’ ‘-march=armv7-a’ ‘-mfloat-abi=softfp’ ‘-mfpu=vfpv3-d16′ ‘-mthumb’ |
-mfloat-abi=softfp，可看出使用softfp模式。
三、 拓展閱讀
下文闡述了ARM代碼編譯時的軟浮點(soft-float)和硬浮點(hard-float)的編譯以及鏈接實現時的不同。從VFP浮點單元的引入到軟浮點(soft-float)和硬浮點(hard-float)的概念。
1、VFP (vector floating-point)
從ARMv5開始，就有可選的 Vector Floating Point (VFP) 模塊，當然最新的如 Cortex-A8, Cortex-A9 和 Cortex-A5 可以配置成不帶VFP的模式供芯片廠商選擇。
VFP經過若干年的發展，有VFPv2 (一些 ARM9 / ARM11)、 VFPv3-D16（只使用16個浮點寄存器，默認爲32個）和VFPv3+NEON (如大多數的Cortex-A8芯片) 。對於包含NEON的ARM芯片，NEON一般和VFP公用寄存器。
1.1、硬浮點Hard-float
編譯器將代碼直接編譯成發射給硬件浮點協處理器（浮點運算單元FPU）去執行。FPU通常有一套額外的寄存器來完成浮點參數傳遞和運算。使用實際的硬件浮點運算單元FPU當然會帶來性能的提升。因爲往往一個浮點的函數調用需要幾個或者幾十個時鐘週期。
1.2、軟浮點 Soft-float
編譯器把浮點運算轉換成浮點運算的函數調用和庫函數調用，沒有FPU的指令調用，也沒有浮點寄存器的參數傳遞。浮點參數的傳遞也是通過ARM寄存器或者堆棧完成。
現在的Linux系統默認編譯選擇使用hard-float，即使系統沒有任何浮點處理器單元，這就會產生非法指令和異常。因而一般的系統鏡像都採用軟浮點以兼容沒有VFP的處理器。
2、armel ABI和armhf ABI
在armel中，關於浮點數計算的約定有三種。以gcc爲例，對應的-mfloat-abi參數值有三個：soft,softfp,hard。
soft是指所有浮點運算全部在軟件層實現，效率當然不高，會存在不必要的浮點到整數、整數到浮點的轉換，只適合於早期沒有浮點計算單元的ARM處理器；
softfp是目前armel的默認設置，它將浮點計算交給FPU處理，但函數參數的傳遞使用通用的整型寄存器而不是FPU寄存器；
hard則使用FPU浮點寄存器將函數參數傳遞給FPU處理。
需要注意的是，在兼容性上，soft與後兩者是兼容的，但softfp和hard兩種模式不兼容。
默認情況下，armel使用softfp，因此將hard模式的armel單獨作爲一個abi，稱之爲armhf。
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，使用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。
3、Soft-float和hard-float的編譯選項
在CodeSourcery gcc的編譯參數上，使用-mfloat-abi=name來指定浮點運算處理方式。-mfpu=name來指定浮點協處理的類型。可選類型如fpa，fpe2，fpe3，maverick，vfp，vfpv3，vfpv3-fp16，vfpv3-d16，vfpv3-d16-fp16，vfpv3xd，vfpv3xd-fp16，neon，neon-fp16，vfpv4，vfpv4-d16，fpv4-sp-d16，neon-vfpv4等。
使用-mfloat-abi=hard (等價於-mhard-float) -mfpu=vfp來選擇編譯成硬浮點。使用-mfloat-abi=softfp就能兼容帶VFP的硬件以及soft-float的軟件實現，運行時的連接器ld.so會在執行浮點運算時對於運算單元的選擇，是直接的硬件調用還是庫函數調用，是執行/lib還是/lib/vfp下的libm。-mfloat-abi=soft （等價於-msoft-float）直接調用軟浮點實現庫。
在ARM RVCT工具鏈下，定義fpu模式：
–fpu softvfp
–fpu softvfp+vfpv2
–fpu softvfp+vfpv3
–fpu softvfp+vfpv_fp16
–fpu softvfp+vfpv_d16
–fpu softvfp+vfpv_d16_fp16.
定義浮點運算類型
–fpmode ieee_full : 所有單精度float和雙精度double的精度都要和IEEE標準一致，具體的模式可以在運行時動態指定；
–fpmode ieee_fixed ： 舍入到最接近的實現的IEEE標準，不帶不精確的異常；
–fpmode ieee_no_fenv ：舍入到最接近的實現的IEEE標準，不帶異常；
–fpmode std ：非規格數flush到0、舍入到最接近的實現的IEEE標準，不帶異常；
–fpmode fast ： 更積極的優化，可能會有一點精度損失。
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