ARM 处理器的 GNU 工具链是否提供对 ARM11 等经典处理器的支持？答案

【问题标题】：Does the GNU Toolchain for Arm Processors provide support for classic processors such as the ARM11?ARM 处理器的 GNU 工具链是否提供对 ARM11 等经典处理器的支持？
【发布时间】：2020-12-24 06:17:22
【问题描述】：

最近我对学习使用本机汇编的 ARM 处理器的“裸机”开发产生了兴趣。我买了一个具有 ARM11 处理器的 Raspberry Pi Zero，目前正在寻找一个工具链来组装和链接我的代码。它在this page 上说，ARM 处理器的 GNU 工具链仅支持 A、R 和 M 配置文件，但我遇到了this source，这表明 GCC 能够一直为 Arm 架构编译代码ARMv4，确实支持我要编译的处理器（ARM1176JZF-S）。我在这里缺少什么吗？这些是相互矛盾的来源，不是吗？如果 GNU 工具链实际上不支持 ARM11 处理器，我还有什么其他选择？

【问题讨论】：

标签： gcc raspberry-pi arm gnu-toolchain raspberry-pi-zero

【解决方案1】：

试试看

.cpu arm7tdmi
.globl _start
_start:
    bl main
    b .

.globl bounce
bounce:
    bx lr

int bounce ( int x );
int main ( void )
{
    return(bounce(3));
}

arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc (GCC) 9.3.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

arm-none-eabi-as --version
GNU assembler (GNU Binutils) 2.34
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This program is free software; you may redistribute it under the terms of
the GNU General Public License version 3 or later.
This program has absolutely no warranty.
This assembler was configured for a target of `arm-none-eabi'.

arm-none-eabi-as start.s -o start.o
arm-none-eabi-gcc -O2 -c -march=armv4t so.c -o so.o
arm-none-eabi-ld -Ttext=0x1000 start.o so.o -o so.elf
arm-none-eabi-objdump -d so.elf

Disassembly of section .text:

00001000 <main>:
    1000:   e92d4010    push    {r4, lr}
    1004:   e3a00003    mov r0, #3
    1008:   eb000003    bl  101c <bounce>
    100c:   e8bd4010    pop {r4, lr}
    1010:   e12fff1e    bx  lr

00001014 <_start>:
    1014:   ebfffff9    bl  1000 <main>
    1018:   eafffffe    b   1018 <_start+0x4>

0000101c <bounce>:
    101c:   e12fff1e    bx  lr

（不，这不是一个完整的功能程序，只是一个工具演示）

请记住，gnu binutils（汇编器、链接器和其他二进制实用程序）和 gnu gcc（c 编译器）是两个独立的项目，因此人们期望它们不完全同步，一个可能支持另一个不支持的东西。

我认为他们放弃了对 armv2/3 的支持，这是橡子，最近工具中的实际芯片材料可能是 gcc。

arm-none-eabi-gcc -O2 -c -mcpu=arm2 so.c -o so.o
arm-none-eabi-gcc: error: unrecognized -mcpu target: arm2
arm-none-eabi-gcc: note: valid arguments are: arm8 arm810 strongarm 

strongarm110 fa526 fa626 arm7tdmi arm7tdmi-s arm710t arm720t arm740t arm9 arm9tdmi arm920t arm920 arm922t arm940t ep9312 arm10tdmi arm1020t arm9e arm946e-s arm966e-s arm968e-s arm10e arm1020e arm1022e xscale iwmmxt iwmmxt2 fa606te fa626te fmp626 fa726te arm926ej-s arm1026ej-s arm1136j-s arm1136jf-s arm1176jz-s arm1176jzf-s mpcorenovfp mpcore arm1156t2-s arm1156t2f-s cortex-m1 cortex-m0 cortex-m0plus cortex-m1.small-multiply cortex-m0.small-multiply cortex-m0plus.small-multiply generic-armv7-a cortex-a5 cortex-a7 cortex-a8 cortex-a9 cortex-a12 cortex-a15 cortex-a17 cortex-r4 cortex-r4f cortex-r5 cortex-r7 cortex-r8 cortex-m7 cortex-m4 cortex-m3 marvell-pj4 cortex-a15.cortex-a7 cortex-a17.cortex-a7 cortex-a32 cortex-a35 cortex-a53 cortex-a57 cortex-a72 cortex-a73 exynos-m1 xgene1 cortex-a57.cortex-a53 cortex-a72.cortex-a53 cortex-a73.cortex-a35 cortex-a73.cortex-a53 cortex-a55 cortex-a75 cortex-a76 neoverse-n1 cortex-a75.cortex-a55 cortex-a76.cortex-a55 cortex-m23 cortex-m33 cortex-r52; did you mean ‘arm8’?

arm-none-eabi-gcc -O2 -c -march=armv2a so.c -o so.o
arm-none-eabi-gcc: error: unrecognized -march target: armv2a
arm-none-eabi-gcc: note: valid arguments are: armv4 armv4t armv5t armv5te armv5tej armv6 armv6j armv6k armv6z armv6kz armv6zk armv6t2 armv6-m armv6s-m armv7 armv7-a armv7ve armv7-r armv7-m armv7e-m armv8-a armv8.1-a armv8.2-a armv8.3-a armv8.4-a armv8.5-a armv8-m.base armv8-m.main armv8-r iwmmxt iwmmxt2; did you mean ‘armv4’?

旧版本的 gcc 可以使用它。

.cpu arm2
.globl _start
_start:
    bl main
    b .

没有警告/错误

    100c:   e8bd4010    pop {r4, lr}
    1010:   e12fff1e    bx  lr

这意味着 armv4t 与：

arm-none-eabi-gcc -O2 -c -march=armv5t so.c -o so.o
arm-none-eabi-objdump -D so.o

so.o:     file format elf32-littlearm


Disassembly of section .text.startup:

00000000 <main>:
   0:   e3a00003    mov r0, #3
   4:   eafffffe    b   0 <bounce>

嗯，他们竟然把它变成了尾部优化，好吧。

int bounce ( int x );
int main ( void )
{
    return(bounce(3)+2);
}
00000000 <main>:
   0:   e92d4010    push    {r4, lr}
   4:   e3a00003    mov r0, #3
   8:   ebfffffe    bl  0 <bounce>
   c:   e2800002    add r0, r0, #2
  10:   e8bd8010    pop {r4, pc}

armv4t 和 armv5t 之间的区别在于您可以弹出 pc，但不能将其用于 arm/thumb 互通，因此除非可能被告知，否则编译器将生成互通兼容代码。

所以是的，即使使用 gcc 9.3.0 它也受支持。我用错了电脑，我以为我有最新的，将用 10.2.0 编辑答案

编辑

是的，我应该重写这个，也许我会......

arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc (GCC) 10.2.0
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

arm-none-eabi-as --version
GNU assembler (GNU Binutils) 2.35
Copyright (C) 2020 Free Software Foundation, Inc.
This program is free software; you may redistribute it under the terms of
the GNU General Public License version 3 or later.
This program has absolutely no warranty.
This assembler was configured for a target of `arm-none-eabi'.


.cpu arm2
.globl _start
_start:
    bl main
    b .

.globl bounce
bounce:
@    bx lr
    mov pc,lr

arm-none-eabi-as start.s -o start.o
arm-none-eabi-objdump -d start.o

start.o:     file format elf32-littlearm


Disassembly of section .text:

00000000 <_start>:
   0:   ebfffffe    bl  0 <main>
   4:   eafffffe    b   4 <_start+0x4>

00000008 <bounce>:
   8:   e1a0f00e    mov pc, lr

或者试试原来的程序

arm-none-eabi-as start.s -o start.o
arm-none-eabi-gcc -O2 -c -march=armv4t so.c -o so.o
arm-none-eabi-ld -Ttext=0x1000 start.o so.o -o so.elf
arm-none-eabi-objdump -d so.elf
so.elf:     file format elf32-littlearm


Disassembly of section .text:

00001000 <main>:
    1000:   e92d4010    push    {r4, lr}
    1004:   e3a00003    mov r0, #3
    1008:   eb000003    bl  101c <bounce>
    100c:   e8bd4010    pop {r4, lr}
    1010:   e12fff1e    bx  lr

00001014 <_start>:
    1014:   ebfffff9    bl  1000 <main>
    1018:   eafffffe    b   1018 <_start+0x4>

0000101c <bounce>:
    101c:   e12fff1e    bx  lr

所以 10.2.0 和 2.35 都支持这个核心/cpu。

arm-none-eabi-gcc -O2 -c -march=arm2a so.c -o so.o
arm-none-eabi-gcc: error: unrecognized -march target: arm2a
arm-none-eabi-gcc: note: valid arguments are: armv4 armv4t armv5t armv5te armv5tej armv6 armv6j armv6k armv6z armv6kz armv6zk armv6t2 armv6-m armv6s-m armv7 armv7-a armv7ve armv7-r armv7-m armv7e-m armv8-a armv8.1-a armv8.2-a armv8.3-a armv8.4-a armv8.5-a armv8.6-a armv8-m.base armv8-m.main armv8-r armv8.1-m.main iwmmxt iwmmxt2
arm-none-eabi-gcc: error: missing argument to ‘-march=’

arm-none-eabi-gcc -O2 -c -mcpu=arm2 so.c -o so.o
arm-none-eabi-gcc: error: unrecognized -mcpu target: arm2
arm-none-eabi-gcc: note: valid arguments are: arm8 arm810 strongarm strongarm110 fa526 fa626 arm7tdmi arm7tdmi-s arm710t arm720t arm740t arm9 arm9tdmi arm920t arm920 arm922t arm940t ep9312 arm10tdmi arm1020t arm9e arm946e-s arm966e-s arm968e-s arm10e arm1020e arm1022e xscale iwmmxt iwmmxt2 fa606te fa626te fmp626 fa726te arm926ej-s arm1026ej-s arm1136j-s arm1136jf-s arm1176jz-s arm1176jzf-s mpcorenovfp mpcore arm1156t2-s arm1156t2f-s cortex-m1 cortex-m0 cortex-m0plus cortex-m1.small-multiply cortex-m0.small-multiply cortex-m0plus.small-multiply generic-armv7-a cortex-a5 cortex-a7 cortex-a8 cortex-a9 cortex-a12 cortex-a15 cortex-a17 cortex-r4 cortex-r4f cortex-r5 cortex-r7 cortex-r8 cortex-m7 cortex-m4 cortex-m3 marvell-pj4 cortex-a15.cortex-a7 cortex-a17.cortex-a7 cortex-a32 cortex-a35 cortex-a53 cortex-a57 cortex-a72 cortex-a73 exynos-m1 xgene1 cortex-a57.cortex-a53 cortex-a72.cortex-a53 cortex-a73.cortex-a35 cortex-a73.cortex-a53 cortex-a55 cortex-a75 cortex-a76 cortex-a76ae cortex-a77 neoverse-n1 cortex-a75.cortex-a55 cortex-a76.cortex-a55 cortex-m23 cortex-m33 cortex-m35p cortex-m55 cortex-r52; did you mean ‘arm8’?
arm-none-eabi-gcc: error: missing argument to ‘-march=’

您可以在其中看到 arm1176jzf-s 版本，其中一个在树莓派零中。

arm-none-eabi- vs arm-linux-gnueabi-, arm-whatever-whatever 除非可能在工具的构建中配置，都将支持相同版本的 gcc（或 binutils）的相同目标。

编辑注释

arm-linux-gnueabi-gcc --version
arm-linux-gnueabi-gcc (Ubuntu/Linaro 5.4.0-6ubuntu1~16.04.9) 5.4.0 20160609
Copyright (C) 2015 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

arm-linux-gcc -mno-thumb-interwork -O2 -c -mcpu=arm2 -march=armv2a so.c -o so.o

所以这与 gcc 是否支持 armxyz 类似。 arm2/3 最近被放弃了，但旧版本确实/确实支持它（至少有一个开放核心 armv2/3 我猜是免费的，所以如果你想使用它，你需要一些工具）。

但是从上面的演示来看，截至本文撰写时使用的当前工具（10.2.0 和 2.35），到目前为止，armv4/4t (armv7-a/r/m) 似乎都受到 gcc 和 binutils 的支持。

因此，由于他们确实在某一点清除了 arm2/3，这可能不太难，就机器代码而言，arm2/3 和当前的 armv4 到 armv7 之间存在重叠，有一些说明在 arm2/3 中，它没有跨越橡子/高级过渡（芯片到核心，不同的公司）一些/许多重叠。与从 armv4 到 armv7 的重叠一样。因此，从技术上讲，他们可能希望例如在某些时候删除 armv4 支持，因为它有一些如上所示的特殊情况。但如果你费心去挖掘源头，你会发现它们似乎是用胶带和钢丝绳固定在一起的，所以我无法想象会有强烈的欲望进去把东西撕掉，即使你只是搜索armv4 或 armv5 或 armv6 或标志的任何变量名称来指示这些。

他们以前做过，而且可能会再次这样做，因此请做好准备，在您切换到工具时测试每个构建，或者更好的是在构建中明确说明，以便如果/当工具失去支持时，它将无法构建.

在这种情况下，您所做的是使用较旧的。在 Debian/Ubuntu/Mint 等上

sudo apt-get -y install gcc-arm-linux-gnueabi binutils-arm-linux-gnueabi
sudo apt-get -y install gcc-5-arm-linux-gnueabi

这不会是最先进的，它们将是几个主要的转速。但是在 gcc 5.xx 之后有一个明显的变化，这使得它非常需要保持，gcc 的优化走下坡路，二进制文件更大等等。新版本的 Ubuntu 等可能没有 gcc-5，所以你可以尝试gcc-7 相反，除非您可以自己构建它，否则您会丢失 gcc 5.xx，它最终将变得过时，gnu 人不倾向于编写旨在编译多年的干净 C 代码，所以一段时间后，他们自己的工具不会构建自己的工具。因此，如果您深陷其中，那么您可以在虚拟机上运行较旧的 Linux，然后在该 Linux 中获取或构建较旧的工具链（或 windows 或其他）。

虽然 Raspberry Pi Zero 仍然存在，但我看不到 armv6 支持很快就会消失。这确实与维护者有关，也许与他们举办的这些会议有关。 pdp-11 支持是在几年前添加的，并且仍在维护中（pdp-11 至今仍在使用，尽管受到病毒对航空业的打击，将会看到，也许那里有升级的机会）。（pdp-11，一个很好的学习汇编语言的第一个处理器，很好的模拟器，很容易自己编写）。

仍然支持 ARM11（在 Pi Zero 中）吗？是的 gcc 和 binutils 仍然支持它。

如果/当他们不这样做时我该怎么办？使用旧的工具链，或者更糟糕的情况，运行支持构建/运行旧工具链的旧操作系统。

【讨论】：