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    本文基于《深度探索Linux操作系统：系统构建和原理解析》

一、GNU工具链组成

    编译过程分为4个阶段，分别是：编译预处理、编译、汇编以及链接。每个阶段都涉及了若干工具，GNU将这些工具分别包含在3个软件包中：Binutils、GCC、Glibc。

• Binutils：GNU将凡是与二进制文件相关的工具，都包括在软件包Binutils中。Binutils就是 Binary utilities 的简写，其中主要包括生成目标文件的汇编器（as），链接目标文件的链接器（ld）以及若干处理二进制文件的工具，如objdump、strip等。但是也不是Binutils中的所有的工具都是处理二进制文件的，比如处理文本文件的预编器（cpp）也包含在其中。

• GCC：GNU将编译器包含在GCC中，包括C编译器、C++编译器、Fortran编译器、Ada编译器等。GCC中还提供了C++的启动文件。

• Glibc：C库包含在Glibc中。除了C库外，动态链接器（dynamic loader/linker）也包含在这个包中。另外这个包中还提供C的启动文件。事实上，有很多C库的实现，比如适用于Linux桌面系统的Glibc、EGlibc、uClibc；在嵌入式系统上，可以使用EGlibc或者uClibc；对于没有操作系统的系统，也就是所说的 freestanding enviroment ，可以选择newlib、dietlibc，或者根本就不用C库。

    除了这三个软件包外，工具链中还需要包括内核头文件。用户空间中的很多操作需要借助内核来完成，但是通常用户程序不必直接和内核打交道，而是通过更易用的C库。C库中的很大一部分函数是对内核服务的封装。在某种意义上，内核头文件可以看作是内核与C库之间的协议。因此，构建C库之前，需要首先在工具链中安装内核头文件。

二、构建工具链的过程

    C99标准定义了两种运行环境，一种是 “hosted environment” ，针对的是具有操作系统的环境，程序一般是运行在操作系统之上的，因此这个操作系统不仅是内核，还包括外围的C库，对于程序来说，就是一个"hosted environment"。另外一种是 “freestanding environment”，就是程序不需要额外环境的支持，直接运行在裸机（bare metal）上，比如Linux内核，以及一些运行在没有操作系统的裸板上的程序，不再依赖操作系统内核和C库，所有的功能都在单个程序的内部实现。

构建工具链步骤：

1. 构建交叉 Binutils，包括汇编器as、链接器ld等。
2. 构建临时的交叉编译器（仅支持 freestanding）。
3. 安装目标系统的内核头文件。
4. 构建目标系统的 C 库。
5. 构建完整的交叉编译器（支持 hosted 和 freestanding ）。

三、准备工作

1、环境变量

unset LANG
export HOST=i686-pc-linux-gnu
export BUILD=$HOST
export TARGET=i686-none-linux-gnu
export CROSS_TOOL=/vita/cross-toolexport CROSS_GCC_TMP=/vita/cross-gcc-tmp
export SYSROOT=/vita/sysroot
export PATH=$CROSS_TOOL/bin:$CROSS_GCC_TMP/bin:/sbin:/usr/sbin:$PATH

2、Binutils

Linux下载安装Binutils工具集

Linux 编写 configure.ac 和 Makefile.am 示例
Linux命令详解./configure、make、make install 命令

../binutils-2.23/configure --prefix=$CROSS_TOOL --target=$TARGET --with-sysroot=$SYSROOTmake && make install

c: error: this statement may fall through [-Werror=implicit-fallthrough=]
报错解决：error: this statement may fall through [-Werror=implicit-fallthrough=]

make CFLAGS='-Wno-implicit-fallthrough'
make CFLAGS='-Wno-error'

-Wno-error取消编译选项-Werror
GCC详解

    Binutils 将二进制工具安装在 $CROSS_TOOL/bin 目录下，链接脚本安装在 $CROSS_TOOL/i686-none-linux-gnu/lib/ldscripts 目录下。

    其中 elf_i386.x 用于IA32上ELF文件的链接，elf_i386.xbn、elf_i386.xc 等分别对应ld使用不同的链接参数时使用的链接脚本，如果使用了 “-N” 参数，那么ld使用链接脚本elf_i386.xbn。

    Binutils 在 $CROSS_TOOL/i686-none-linux-gnu/bin 目录下也安装了一些二进制工具，这些是编译器内部使用的，我们不必关心，其实这个目录下的工具与 $CROSS_TOOL/bin 目录下的工具完全相同，只是名称不同而已。

四、编译freestanding的交叉编译器

1、GCC 下载

gcc7.3.0下载与安装
GCC FTP下载页
GCC Releases页

wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-4.7.2/gcc-4.7.2.tar.gz
wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-4.7.2/gcc-4.7.2.tar.bz2