編譯工具鏈和cpu的關系

A. CPU指令集和CPU架構之間的關系是什麼

這是我自己早期在貼吧的回復

解釋一下幾個名詞：
指令集架構，即ISA：CPU物理硬體和上層軟體之間的一個介面。設計一個cpu，他能執行的所有指令集合就稱為指令集。ISA方便了編譯器開發者，開發者不需要知道cpu的硬體設計（指令在cpu中怎麼變成電流，時鍾信號如何控制時序，指令如何被執行等等），只要知道這個cpu兼容的指令集就可以製作編譯器了。
[好好理解「介面」的意思，學計算機的都一定要弄清楚介面，無論是學軟體還是硬體]微架構，學術界里稱為微結構，其實是一個東西。描述cpu核心的一切邏輯設計。可以說是CPU所有邏輯的草圖，不過現在的CPU都是用HDL寫的了verilog之類吧

我自作主張地把他分為兩個層面吧，我從網路圖片里搜了張圖作解釋。
硬體抽象層（HAL）

一個簡單的一位帶進位加法器

PLL層面是用一切邏輯部件去描述HAL層面上的東西，所以這層面上的當然要比HAL要復雜得多啦。

即使兼容一個指令集，CPU也可以有多種不同的設計。加速加法器，部件重用等等。


例如：用某些簡單的控制部件去控制一個部件的寄存器寫入源，這樣就可以少一個寄存器的硬體開銷了。

我再舉一個通俗點的例子：
就像你買來一個燈泡你並不需要知道燈泡裡面的電路時如何布局的，只是簡單的看看說明書，怎樣裝上，怎樣通電就能實現發光的供能了。燈泡好比CPU，裡面的所有設計就是微架構，ISA就是說明書，人就（編譯器）的角色。

B. 硬體與內核的關系，或者說 硬體與編譯器的關系

INT的數據存放與別的類型數據存放沒有不同（數據長短會區別）
真正的不同是在調用該段數據時所進行的處理（編譯時就已經決定了）
也許可以嘗試下一個數據和指向它的指針用不同數據類型調用會有何不同
（由於本人長期使用的是匯編，上面只是猜想而已）

C. 關於linux上的arm-linux交叉編譯工具鏈的問題：但是arm也有很多種啊！ 這個工具是對所有的ARM都支持嗎

由於交叉編譯器中每個組件都有各自的版本，所以可以使用不同版本的組件來製作交叉編譯器。但是，組件之間會因版本不匹配的問題而產生錯誤。為了避免這種麻煩，建議直接使用製作好的arm-linux交叉編譯器。你優化arm9，應該是想升級內核吧，升級內核有相應的命令的。

D. Linux嵌入式交叉編譯工具鏈問題 淺談

簡介

交叉編譯工具鏈是一個由編譯器、連接器和解釋器組成的綜合開發環境，交叉編譯工具鏈主要由binutils、gcc和glibc 3個部分組成。有時出於減小libc庫大小的考慮，也可以用別的c庫來代替glibc，例如uClibc、dietlibc和newlib。交叉編譯工具鏈主要包括針對目標系統的編譯器gcc、目標系統的二進制工具binutils、目標系統的標准c庫glibc和目標系統的Linux內核頭文件。第一個步驟就是確定目標平台。每個目標平台都有一個明確的格式，這些信息用於在構建過程中識別要使用的不同工具的正確版本。因此，當在一個特定目標機下運行GCC時，GCC便在目錄路徑中查找包含該目標規范的應用程序路徑。GNU的目標規范格式為CPU-PLATFORM-OS。例如，建立基於ARM平台的交叉工具鏈，目標平台名為arm-linux-gnu。

交叉編譯工具鏈的製作方法

1. 分步編譯和安裝交叉編譯工具鏈所需要的庫和源代碼，最終生成交叉編譯工具鏈。

2. 通過Crosstool腳本工具來實現一次編譯生成交叉編譯工具鏈。

3. 直接通過網上（ftp.arm.kernel.org.uk）下載已經製作好的交叉編譯工具鏈。

方法1相對比較困難，適合想深入學習構建交叉工具鏈的讀者。如果只是想使用交叉工具鏈，建議使用方法2或方法3構建交叉工具鏈。方法3的優點不用多說，當然是簡單省事，但與此同時該方法有一定的弊端就是局限性太大，因為畢竟是別人構建好的，也就是固定的沒有靈活性，所以構建所用的庫以及編譯器的版本也許並不適合你要編譯的程序，同時也許會在使用時出現許多莫名的錯誤，建議你慎用此方法。

方法1：分步構建交叉編譯工具鏈

1. 下載所需的源代碼包

2. 建立工作目錄

3. 建立環境變數

4. 編譯、安裝Binutils

5. 獲取內核頭文件

6. 編譯gcc的輔助編譯器

7. 編譯生成glibc庫

8. 編譯生成完整的gcc

由於在問答中的篇幅，我不能細述具體的步驟，興趣的同學請自行閱讀開源共創協議的《Linux from scratch》，網址是：linuxfromscratch dot org

。

方法2:用Crosstool工具構建交叉工具鏈（推薦）

Crosstool是一組腳本工具集，可構建和測試不同版本的gcc和glibc，用於那些支持glibc的體系結構。它也是一個開源項目，下載地址是kegel dot com/crosstool。用Crosstool構建交叉工具鏈要比上述的分步編譯容易得多，並且也方便許多，對於僅僅為了工作需要構建交叉編譯工具鏈的你，建議使用此方法。

運行which makeinfo，如果不能找見該命令，在解壓texinfo-4.11.tar.bz2，進入texinfo-4.11目錄，執行./configure&&make&&make install完成makeinfo工具的安裝

• 准備文件：

下載所需資源文件linux-2.4.20.tar.gz、binutils-2.19.tar.bz2、gcc-3.3.6.tar.gz、glibc- 2.3.2.tar.gz、glibc-linuxthreads-2.3.2.tar.gz和gdb-6.5.tar.bz2。然後將這些工具包文件放在新建的$HOME/downloads目錄下，最後在$HOME/目錄下解壓crosstool-0.43.tar.gz，命

令如下：
#cd$HOME/
#tar–xvzfcrosstool-0.43.tar.gz

• 建立腳本文件

接著需要建立自己的編譯腳本，起名為arm.sh，為了簡化編寫arm.sh，尋找一個最接近的腳本文件demo-arm.sh作為模板，然後將該腳本的內容復制到arm.sh，修改arm.sh腳本，具體操作如下：

# cd crosstool-0.43

# cp demo-arm.sh arm.sh

# vi arm.sh

修改後的arm.sh腳本內容如下：

#!/bin/sh
set-ex
TARBALLS_DIR=$HOME/downloads#定義工具鏈源碼所存放位置。
RESULT_TOP=$HOME/arm-bin#定義工具鏈的安裝目錄
exportTARBALLS_DIRRESULT_TOP
GCC_LANGUAGES="c,c++"#定義支持C,C++語言
exportGCC_LANGUAGES
#創建/opt/crosstool目錄
mkdir-p$RESULT_TOP
#編譯工具鏈，該過程需要數小時完成。
eval'catarm.datgcc-3.3.6-glibc-2.3.2.dat'shall.sh--notest
echoDone.

• 建立配置文件

在arm.sh腳本文件中需要注意arm-xscale.dat和gcc-3.3.6-glibc-2.3.2.dat兩個文件，這兩個文件是作為Crosstool的編譯的配置文件。其中arm.dat文件內容如下，主要用於定義配置文件、定義生成編譯工具鏈的名稱以及定義編譯選項等。

KERNELCONFIG='pwd'/arm.config#內核的配置
TARGET=arm-linux#編譯生成的工具鏈名稱
TARGET_CFLAGS="-O"#編譯選項

gcc-3.3.6-glibc-2.3.2.dat文件內容如下，該文件主要定義編譯過程中所需要的庫以及它定義的版本，如果在編譯過程中發現有些庫不存在時，Crosstool會自動在相關網站上下載，該工具在這點上相對比較智能，也非常有用。

BINUTILS_DIR=binutils-2.19
GCC_DIR=gcc-3.3.6
GLIBC_DIR=glibc-2.3.2
LINUX_DIR=linux-2.6.10-8(根據實際情況填寫)
GDB_DIR=gdb-6.5

• 執行腳本

將Crosstool的腳本文件和配置文件准備好之後，開始執行arm.sh腳本來編譯交叉編譯工具。具體執行命令如下：

#cdcrosstool-0.43
#./arm.sh

經過數小時的漫長編譯之後，會在/opt/crosstool目錄下生成新的交叉編譯工具，其中包括以下內容：

arm-linux-addr2linearm-linux-g++arm-linux-ldarm-linux-size
arm-linux-ararm-linux-gccarm-linux-nmarm-linux-strings
arm-linux-asarm-linux-gcc-3.3.6arm-linux-objarm-linux-strip
arm-linux-c++arm-linux-gccbugarm-linux-objmpfix-embedded-paths
arm-linux-c++filtarm-linux-gcovarm-linux-ranlib
arm-linux-cpparm-linux-gprofarm-linux-readelf

• 添加環境變數

然後將生成的編譯工具鏈路徑添加到環境變數PATH上去，添加的方法是在系統/etc/ bashrc文件的最後添加下面一行，在bashrc文件中添加環境變數

export PATH=/home/jiabing/gcc-3.3.6-glibc-2.3.2/arm-linux-bin/bin:$PATH

至此，arm-linux下的交叉編譯工具鏈已經完成，現在就可以使用arm-linux-gcc來生成試驗箱上的程序了！

E. 腳本編譯速度和CPU有關嗎

有關的。CPU越強大，編譯越快咯，軟體的編譯也是這樣，做大工程的點完編譯就可以泡杯咖啡慢慢喝了

F. 關於操作系統與cpu之間的關系

這么晚竟然還在考慮技術問題，以後有前途啊...

回頭你可以看下OSI 7層模型的網路，肯定能解答你的困惑。

無論程序或者操作系統都是一層一層封裝而成的，即使是DRIVER也並非是直接和硬體打交道的語言。

拿WINDOWS來說，在他的最底層他已經封裝了intel，或者AMD cpu的machine code，但也並非WINDOWS可以安裝到任何CPU，比如有些用A系列CPU的apple電腦是不可以裝WINDOWS，因為APPLE為了某些安全和專利因素並沒有發布他的A系列CPU的machine code。

不知道這樣說你能明白么。

G. 編譯一段代碼的速度和CPU的線程核心和代碼的速度有關嗎如果編譯一個QQ大小的代碼需要多長時間啊

1cpu的速度跟核心數量有關嗎?是否數量越多就越快呢？只有在同一家族的CPU中進行比較，核心數量、主頻與CPU的運行速度才有正比關系，還有影響的因素是2、3級緩存的大小。核心版本和工藝的升級也有影響。一般在同一家族的CPU中，核心越多、主頻越高、緩存越多、版本越新的CPU越快。比如AMDAthlonIIX2250肯定要比AMDAthlonIIX2240要快，但是不是也一定強於主頻、緩存、核心數都與X2240差不多的IntelPentiumE6300呢？那就不能武斷的說了。需要用各種測試軟體去驗證。2同核心數目，同主頻，同二級緩存哪個快？主板配cpu是看針腳和前端匯流排,和cpu的二級緩存無關,865的主板如果是478介面的,那就支持P42.8E和P43.2C,何況主板和cpu前端匯流排都是800mhz,完美支持兩個比當然是P43.2C好了,雖然P42.8e是1024的二級緩存,但核心是Prescott內核,和A的核心一樣,發熱量大,功耗高,而C的核心是NORTHWOOD核心,比Prescott好

H. cpu架構 系統 和可執行程序之間的關系

這個話題其實挺大的，也挺小的。
cpu架構，
目前通用的桌面平台就是x86架構，也就是通用的復雜指令集，而power、arm是簡單指令集。
相比較而言，復雜指令集提供的平台更小，畢竟規定更多。而簡單指令集，提供的平台很寬廣。
但，cpu的架構不能說好與壞，只是應用環境不同。
操作系統，
與cpu架構差不多，最早的unix一直應用在高端領域，關鍵就是穩定，但價格昂貴，維護費用高。
linux就是為了降低維護費用，並提供一個相對穩定的平台，而出現的衍生品。
windows平台，好處就是圖形化，操作簡單，應用多，而且廣。
如果像unix或linux那種，編輯個文檔，都需要開發個軟體，對於絕大部分人來說，太復雜了。

I. LINUX交叉編譯工具鏈和GCC是什麼關系啊

編譯工具鏈一般最簡化的為
binutils
+
gcc
+
glibc
+
kernel-header
組合的環境。
GCC
就是編譯器，他的輸出每次安裝只能有針對一個架構的指令輸出。如果要多個架構輸出，那就要裝多個
GCC
，所以編譯工具鏈裡面會有一個
GCC
。
交叉編譯就是跨架構編譯，編譯出來的程序不能在本機執行(當然有例外情況)。所以這個時候就需要交叉編譯工具鏈。
工具鏈光有
GCC
是不行的，還需要一個
binutils
的二進制連接器，以及一個最基本的目標架構的
C
庫，C
庫還需要一個目標架構的內核源代碼才能完全工作(當然不是必須的，但編譯有的時候需要)
又因為
GCC
、binutils
不能實現單軟體同時多架構輸出，所以需要單獨另裝，又加上
C
庫和內核頭文件需要目標架構的東西而不能用本機本地架構的數據。
所以一個交叉編譯工具鏈就是針對目標架構准備的單獨安裝單獨使用的
binutils
+
gcc
+
glibc
+
kernel-header
的集合了。
PS:這個
kernel-header
並不一定就是
Linux
，他還可以是別的系統核心開發庫，比如
FreeBSD
。

J. c語言的編譯與處理器的指令集有關嗎一定要CISC嗎RISC可不可以

C語言只是用於描述問題和演算法的一種語言，而在實際機器上真實運行的卻是各處理器自己的機器指令。編譯器的工作就是將C語言翻譯為機器指令。對你的問題答復如下：1. C語言與指令系統沒有關系，但是編譯器翻譯的指令與指令系統有關系；2.無論CISC還是RISC，編譯器都可以將C語言翻譯為對應的機器指令。