- 为什么交叉编译能直接生成 ARM 架构的可执行文件,而 Windows 和 Linux 不行
交叉编译和不同平台的二进制格式
交叉编译的关键是 目标平台和主机平台的架构差异,比如你从 x86_64 (Ubuntu) 交叉编译到 ARM。这里的 交叉编译工具链(比如 arm-linux-gnueabihf-gcc)会将你的源代码编译成特定架构(如 ARM)的二进制代码。这些代码直接与目标平台的架构兼容,因此可以在 ARM 设备上运行。
但是,Windows 和 Linux 的二进制格式和运行时环境不同。Windows 上的程序依赖于 PE(Portable Executable)格式 和 DLL(动态链接库),而 Linux 则使用 ELF(Executable and Linkable Format)格式 和 SO(共享库)。这意味着,即使你的代码完全相同,操作系统本身如何加载和执行程序的方式是不同的。
Windows 使用 DLL(Dynamic-Link Library) 文件,它们在运行时动态加载所需的库。
Linux 使用 SO(Shared Object) 文件,它们也有相同的动态加载功能。
这就是为什么你在 Linux 上生成的 可执行文件 是 ELF 格式,而在 Windows 上是 PE 格式。这两者完全不兼容,不能直接交换或互操作。你需要分别针对这两个平台编译不同的文件格式和库。
交叉编译器的角色
交叉编译器的作用是根据你所选择的目标平台,生成对应架构和操作系统要求的二进制文件。对于 ARM 设备,交叉编译工具链生成的代码会符合 ARM 的架构要求,而对于 Windows,则需要使用适用于 Windows 的工具链(如 MinGW)来生成 Windows 可执行文件(.exe)。
- 为什么 Windows 用 DLL,Linux 用 SO,不能统一吗?
动态链接库的概念和实现
DLL(Windows)和 SO(Linux)都是动态链接库,允许程序在运行时加载外部的代码库。两者在功能上基本是等价的,都是为了避免程序在每次运行时都加载重复的库,节省内存空间,并支持库的共享。
不同操作系统的设计理念
Windows 的 DLL: Windows 使用 PE 格式(Portable Executable)来管理程序的二进制文件,包括可执行文件和 DLL。DLL 是 Windows 上的动态链接库,它在程序运行时被加载并链接到程序的地址空间。
Linux 的 SO: Linux 使用 ELF 格式(Executable and Linkable Format)来管理二进制文件,SO 是 Linux 上的共享库,它的工作原理和 DLL 类似,但与 Windows 的二进制格式不同。
这些差异并非完全出于技术困难,而是两种操作系统在设计时采取了不同的实现方案。Windows 和 Linux 都选择了最适合它们操作系统架构的方式来处理动态链接库。
为什么不能统一?
二进制格式的不同: 正如前面提到的,Windows 使用 PE 格式,而 Linux 使用 ELF 格式。这两种格式是操作系统设计的一部分,涉及内存管理、执行流程、符号链接等。
系统调用和 ABI(应用二进制接口)的差异: 不同的操作系统有不同的系统调用接口和 ABI。即使在二进制文件格式上可以有类似之处,但其底层如何处理内存、如何调用系统功能等方面也存在巨大差异。
历史原因和向后兼容性: Windows 的 DLL 和 Linux 的 SO 是基于不同历史背景和生态系统发展的。为了兼容旧有的程序和库,操作系统需要保留这些机制。
工具链和运行时的不同: Windows 和 Linux 在库的链接、加载、管理等方面使用了不同的工具链(如链接器、加载器)和运行时环境,这也导致了它们使用不同类型的库文件。
- 总结:
交叉编译:交叉编译时,Windows 和 Linux 的二进制文件格式和系统要求不同,因此需要分别为每个平台编译。
DLL 和 SO:Windows 和 Linux 都使用动态链接库(DLL 和 SO),但它们的底层实现机制和文件格式不同。无法完全统一,主要因为操作系统架构的不同、历史背景的差异以及系统调用的不同。
跨平台开发:Qt 提供跨平台开发支持是通过源代码兼容,让你可以用相同的代码在不同平台上运行,但最终需要针对不同平台编译出不同的二进制文件和库。
所以,简单来说,Windows 和 Linux 用不同的库格式,是因为这两种操作系统在设计和实现上有根本的区别,不能像 ARM 和 x86 架构那样直接交叉编译