在Ubuntu虚拟机上编译ARMv8代码失败，寻求技术帮助

我有一套包含C代码、Makefile和ARMv8汇编代码的项目，想在谷歌云的Ubuntu 20.04虚拟机上编译。这台虚拟机原本用来运行C课程代码，装的是GNU g编译器，但编译ARMv8相关代码时失败了。这些代码在64位树莓派4上能正常运行，我希望能在虚拟机上完成编译，方便用笔记本开发。

执行Makefile后报错如下：

gcc -g -O0 -c main.c  -o main.o
gcc -g -O0 -c test.S -o test.o
test.S: Assembler messages:
test.S:6: Error: no such instruction: `adrp X0,msg1'
test.S:7: Error: too many memory references for `add'
test.S:8: Error: no such instruction: `adr X1,msg2'
test.S:9: Error: no such instruction: `adrp X6,num1'
test.S:10: Error: too many memory references for `add'
test.S:11: Error: no such instruction: `ldurb w2,[X6,0]'
test.S:12: Error: no such instruction: `ldursh X3,[X6,1]'
test.S:13: Error: no such instruction: `ldursw X4,[X6,3]'
test.S:14: Error: no such instruction: `ldur X5,[X6,7]'
test.S:15: Error: no such instruction: `br X30'
test.S:21: Warning: value 0xcafebabe truncated to 0xbabe
make: *** [Makefile:24: test.o] Error 1

相关代码 #

C代码（main.c）

extern long long int test();

int main(void)
{
    test();
    return 0;
}

ARMv8汇编代码（test.S）

.section .text
globl test

test:
    ADRP X0, msg1
    ADD X0,X0, :lo12:msg1
    ADR X1, msg2
    ADRP X6, num1
    ADD X6,X6, :lo12:num1
    LDURB w2, [X6,0]
    LDURSH X3,[X6,1]
    LDURSW X4,[X6,3]
    LDUR X5,[X6,7]
    BR X30
 .section       .data
        msg1:   .asciz "A 17 byte message"
        msg2:   .asciz "Another message of 27 bytes"
        num1:   .byte 45
        num2:   .hword 0xf654
        num3:   .word 0xcafebabe
        num4:   .quad 0xfeedface

Makefile

TARGET=Lab02
CC=gcc
LD=gcc

FLAGS=-g -O0

all: $(TARGET)

clean:
    rm *.o
    rm $(TARGET)

main.o: main.c
# Compile for best debug view (lowest optimization)
    $(CC) $(FLAGS) -c $^  -o $@

test.o: test.S
# Compile for best debug view (lowest optimization)
    $(CC) $(FLAGS) -c $^ -o $@

$(TARGET): main.o test.o
    $(LD) main.o test.o -o $@

问题核心是当前使用的gcc是x86架构的编译器，无法识别ARMv8（64位）的汇编指令，需要安装ARMv64交叉编译工具链来编译目标代码。

步骤1：安装ARMv64交叉编译工具 #

在Ubuntu 20.04终端执行以下命令：

sudo apt update
sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu g++-aarch64-linux-gnu

步骤2：修改Makefile #

将编译器替换为ARMv64交叉编译工具：

TARGET=Lab02
CC=aarch64-linux-gnu-gcc
LD=aarch64-linux-gnu-gcc

FLAGS=-g -O0

all: $(TARGET)

clean:
    rm *.o
    rm $(TARGET)

main.o: main.c
# Compile for best debug view (lowest optimization)
    $(CC) $(FLAGS) -c $^  -o $@

test.o: test.S
# Compile for best debug view (lowest optimization)
    $(CC) $(FLAGS) -c $^ -o $@

$(TARGET): main.o test.o
    $(LD) main.o test.o -o $@

步骤3：编译与验证 #

1. 执行make命令编译项目，编译成功后会生成ARMv64架构的可执行文件。
2. 用以下命令确认文件架构：

file Lab02

输出应类似：Lab02: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-aarch64.so.1, BuildID[sha1]=..., for GNU/Linux 3.7.0, with debug_info, not stripped

3. 若要在x86虚拟机上运行该ARM程序，需安装QEMU模拟器：

sudo apt install qemu-user

运行程序：

qemu-aarch64 ./Lab02

额外说明 #

• 汇编代码中的LDUR*等是ARMv8专属指令，交叉编译器配套的汇编器能正确识别，而x86架构的汇编器无法解析。
• 关于num3: .word 0xcafebabe的警告：.word是32位类型，0xcafebabe本身就是32位值，该警告不影响编译与程序运行，若需消除可确保值符合有符号32位范围，或改用对应类型声明。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jedi1308