GNU Toolchain的构建

作者:	A.TNG
邮箱:	tang.jiyu at gmail dot com
时间:	4/29/2008
参考:	http://www.gnu.org

My Story

先介绍一下我的Story：两台PC，分别安装了CentOS 4.5，安装的过程中都选择不安装任何开发工具，PC-1启动NFS服务，共享 Dir-1，并在其中安装GNU Toolchain；PC-2挂载Dir-1，设置好对应环境变量，即可使用GNU Toolchain进行开发；往后，有新的PC-3, PC-4等到来时，直接挂载Dir-1，设置好环境变量即可使用GNU Toolchain进行开发。

准备工作

如同鸡生蛋、蛋孵鸡，我们若想自己构建整套GNU Toolchain，必须有可以正常工作的GNU Toolchain。在PC-1上，我们需要安装下列软件包，来得到一个基础的编译环境：

cpp-4.1.1-52.el5.i386.rpm
glibc-headers-2.5-12.i386.rpm
glibc-devel-2.5-12.i386.rpm
libgomp-4.1.1-52.el5.i386.rpm
gcc-4.1.1-52.el5.i386.rpm
libstdc++-devel-4.1.1-52.el5.i386.rpm
gcc-c++-4.1.1-52.el5.i386.rpm
zlib-devel-1.2.3-3.i386.rpm

还有一些额外的软件包需要安装，编译完毕GCC时，进行测试时会用到。

expect-5.43.0-5.1.i386.rpm
dejagnu-1.4.4-5.1.noarch.rpm

至此，PC-1已经是一台具备了基本开发环境的机器，可以作为构建GNU Toolchain的火种了。

GNU Toolchain的族谱

构建GNU Toolchain之初，我简单的认为GCC能解决所有的问题，有了GCC，我就可以开始开发之旅了。随着对GCC了解的深入，我才发现了GCC身后庞大的家族，包括：

GNU Make：编译和构建程序的自动化工具，Linux中常用到的make命令。
GNU Compiler Collection (GCC)：一组编译器，支持多种语言，包括：C, C++, Java, Objective-C, fortran。
GNU Binutils：一组二进制工具，在编译完成后，链接并生成二进制的工具。包括：ld, as等。
GNU Lib C：标准的C库，软件开发的必需品。
GNU Debugger (GDB)：代码调试工具。
GNU Build System (Autotools)：一组自动化工具，在编译的时候经常能用到，包括：autoconf、automake和libtool。
GNU M4：宏预处理器，是最高级的文本宏处理系统之一。

编译和构建

上节提到的每种工具都需要下载源代码，并进行安装。曾经希望有一些捷径，例如使用RPM包等，但是为了到达完全定制的效果，最终只能选择下载源代码包，手动编译安装。

各工具的编译和安装大同小异，在PC-1上，configure/make/make install 三步曲，其中GCC的编译和安装最为复杂，耗时最长，具体可以参考之前的文章《Linux上编译和安装GCC》。
在configure的时候，一定要设置 prefix 参数，都指定到 Dir-1目录下，特别是在编译glibc等库的时候，一旦make install 完成，就不要将安装好的库文件移动到其他路径了，不然会造成很多关于路径的问题。

GNU Toolchain的配置和验证

配置

都安装好以后，并不能直接使用，配置也是个很重要的问题。首先，介绍有用的命令，能帮助检查咱们的GNU Toolchain是不是在正常的工作。

gcc的-v参数。gcc命令有一个很有用的参数， -v ，他表示在 gcc编译源代码的过程中，动态输出相关的信息。信息中，不仅仅包含源代码的error/warning，同时还包含gcc是在哪些路径下搜索头文件，在哪里路径下链接哪些库文件。
ldd。这是binutils下的一个工具，用来查看当前可执行文件中用到了哪些共享库。
readelf。这也是binutils下的工具，对二进制文件进行分析，可以输出很多有用信息。

需要修改gcc的specs文件，specs文件是指示gcc如何工作的一个配置文件。默认情况下，gcc的安装目录下是不包括specs的，gcc在编译的时候使用其内建的specs文件，当有特殊需求时，例如，在当前情况下，我需要gcc 默认链接我自己编译的glibc库，因此需要对specs进行修改。

首先使用gcc的 -dumpspecs 参数来输出specs，并保存至 /Dir-1/gcc-4.2.3/lib/gcc/i686-pc-linux-gnu/4.2.3/specs
找到/lib/ld-linux.so.2，修改成/Dir-1/glibc-2.3.4/lib/ld-linux.so.2

需要设置的环境变量包括：

C_INCLUDE_PATH=/Dir-1/glibc-2.3.4/include
CPLUS_INCLUDE_PATH=/Dir-1/glibc-2.3.4/include
LIBRARY_PATH=/Dir-1/glibc-2.3.4/lib
LD_LIBRARY_PATH=/Dir-1/gcc-4.2.3/lib

这样才可以在编译的时候找到需要的头文件和库。同时，别忘了把安装好的软件的bin目录设置到环境变量PATH中。

验证

可以编写一个超级简单的输出hello world的小程序。

C语言版：

#include 
int main() {
     printf("hello world.\n");
     return 0;
}

保存为hello.c，用下列命令编译：

gcc hello.c -o hello -v

通过分析gcc的输出，查看gcc所搜索头文件的路径是否是你设置的环境变量的路径；查看gcc链接的路径是否是你环境变量设置的路径，以及gcc 链接使用的库，都是你之前编译好的那些，如果使用到了系统的一些动态库，你就要小心了，应该是什么地方设置出现错误了。

使用下列命令，查看动态链接库的路径是否正确：

ldd hello

输出：

libc.so.6 => /Dir-1/glibc-2.3.4/lib/libc.so.6 (0x00356000)
/Dir-1/glibc-2.3.4/lib/ld-linux.so.2 (0x00e79000)

表示链接到之前编译的glibc中。

对于C++，也可以使用类似的方法进行验证。

结束语

至此，工作告一段落了，希望对大家有所帮助。

Enjoy your trip!

A.TNG(阿唐)的博客

2008年4月29日星期二