ii. Verktøykjedens tekniske merknader

Om Krysskompilering

Krysskompilering involverer noen begreper som fortjener en seksjon for seg selv. Selv om denne delen kan utelates i en første lesning, å komme tilbake til det senere vil være gunstig for din fulle forståelse av prosessen.

La oss først definere noen begreper som brukes i denne sammenhengen.

Som et eksempel, la oss forestille oss følgende scenario (noen ganger referert til som “Canadian Cross”). vi har en kompilator bare på en treg maskin, la oss kalle det maskin A, og kompilatoren ccA. Vi kan også ha en rask maskin (B), men uten kompilator, og vi ønsker å produsere kode for en annen treg maskin (C). Å bygge en kompilator for maskin C, ville vi ha tre trinn:

Deretter kan alle de andre programmene som trengs av maskin C kompileres ved å bruke cc2 på den raske maskinen B. Merk at med mindre B kan kjøre programmer produsert for C, er det ingen måte å teste de bygde programmene før maskinen C selv kjører. For eksempel, for å teste ccC, vil vi kanskje legge til en fjerde trinn:

I eksemplet ovenfor er bare cc1 og cc2 krysskompilatorer, det vil si de produserer kode for en annen maskin enn de de kjører på. De andre kompilatorene ccA og ccC produserer kode for maskinen de kjører på. Slike kompilatorer kalles lokale kompilatorer.

Implementering av Krysskompilering for LFS

For å forfalske en krysskompilering i LFS, navnet på vertstripletten justeres litt ved å endre "vendor" feltet i LFS_TGT variabel så det står "lfs". Vi bruker også --with-sysroot alternativet når du bygger krysslenkeren og krysskompilatoren for å fortelle dem hvor de skal finne de nødvendige vertsfilene. Dette sikrer at ingen av de andre programmene bygget i Kapittel 6 kan lenke til biblioteker på byggemaskinen. Kun to trinn er obligatoriske, og ett til for tester:

I tabellen ovenfor, “på pc” betyr at kommandoene kjøres på en maskin som bruker den allerede installerte distribusjonen. “på lfs” betyr at kommandoene kjøres i et chroot-miljø.

Dette er ennå ikke slutten på historien. C-språket er ikke bare en kompilator; den definerer også et standardbibliotek. I denne boken er det GNU C-biblioteket, kalt glibc, som brukes (det finnes et alternativ, "musl"). Dette biblioteket må kompileres for LFS-maskinen; det vil si å bruke krysskompilatoren cc1. Men kompilatoren selv bruker et internt bibliotek som gir komplekse subrutiner for funksjoner som ikke er tilgjengelige i assembler-instruksjonssettet. Dette interne biblioteket heter libgcc, og det må være koblet til glibc for at biblioteket skal være fullt funksjonelt. Videre standardbiblioteket for C++ (libstdc++) må også være koblet til glibc. Løsningen på dette kylling og egg problemet er først å bygge en nedgradert cc1-basert libgcc, mangler noen funksjoner som tråder og unntakshåndtering, og da å bygge glibc ved å bruke denne nedgraderte kompilatoren (glibc selv er ikke nedgradert), og også for å bygge libstdc++. Dette siste biblioteket vil mangle noe av funksjonaliteten til libgcc.

Resultatet av det foregående avsnittet er at cc1 ikke er i stand til å bygge et fullt funksjonell libstdc++ med den nedgraderte libgcc, men cc1 er den eneste kompilatoren som er tilgjengelig for å bygge C/C++-bibliotekene under fase 2. Det er to grunner til at vi ikke umiddelbart bruker kompilator bygget i trinn 2, cc-lfs, for å bygge disse bibliotekene.

Så når vi bygger gcc trinn 2, instruerer vi byggesystemet til å gjenoppbygge libgcc og libstdc++ med cc1, men vi kobler libstdc++ til den nye gjenoppbygde libgcc i stedet for den gamle, nedgraderte konstruksjonen. Dette gjør den ombygde libstdc++ fullt funksjonell.

I Kapittel 8 (eller “stage 3”), alle pakkene som trengs for LFS systemet er bygget. Selv om en pakke allerede er installert i LFS systemet i et tidligere kapittel, bygger vi fortsatt pakken på nytt. Hovedårsaken til å gjenoppbygge disse pakkene er å gjøre dem stabile: hvis vi installerer en LFS pakke på nytt på et fullført LFS system, det reinstallerte innholdet i pakken skal være det samme som innholdet i den samme pakken når den først installeres i Kapittel 8. De midlertidige pakkene installert i Kapittel 6 eller Kapittel 7 kan ikke tilfredsstille dette kravet, fordi noen av dem er bygget uten valgfrie avhengigheter, og autoconf kan ikke utføre noen funksjonsinnsjekker Kapittel 6 på grunn av krysskompilering, forårsaker at de midlertidige pakkene mangler valgfrie funksjoner, eller bruker suboptimale koderutiner. I tillegg en mindre grunn til gjenoppbygging av pakkene er å kjøre testpakkene.

Andre prosedyredetaljer

Krysskompilatoren vil bli installert i en separat $LFS/tools mappe, siden den ikke vil være en del av det endelige systemet.

Binutils installeres først fordi configure kjøringer av både GCC og Glibc utfører forskjellige funksjonstester på assembleren og lenker for å bestemme hvilke programvarefunksjoner som skal aktiveres eller deaktiveres. Dette er viktigere enn man kanskje først er klar over. En feilkonfigurert GCC eller Glibc kan resultere i en subtilt ødelagt verktøykjede, hvor virkningen av et slikt brudd ikke vises før mot slutten av konstruksjonen av hele distribusjonen. En feil i testserien vil vanligvis fremheve denne feilen før det utføres for mye tilleggsarbeid.

Binutils installerer sin assembler og lenker på to steder, $LFS/tools/bin og $LFS/tools/$LFS_TGT/bin. Verktøyene i en plassering er hardlenket til den andre. En viktig fasett av lenkeren er bibliotekets søkerekkefølge. Detaljert informasjon kan fås fra ld ved å gi den --verbose flagget. For eksempel, $LFS_TGT-ld --verbose | grep SEARCH vil illustrere gjeldende søkestier og rekkefølgen deres. (Merk at dette eksempelet kan kjøres som vist kun mens du er logget på som bruker lfs. Hvis du kommer tilbake til denne siden senere, bytt ut $LFS_TGT-ld med ld).

Den neste pakken som er installert er GCC. Et eksempel på hva som kan bli sett under kjøringen av configure er:

checking what assembler to use... /mnt/lfs/tools/i686-lfs-linux-gnu/bin/as
checking what linker to use... /mnt/lfs/tools/i686-lfs-linux-gnu/bin/ld

Dette er viktig av grunnene nevnt ovenfor. Det viser også at GCCs konfigureringsskript ikke søker i STI (PATH) mapper for å finne hvilke verktøy det skal bruke. Imidlertid under selve kjøringen av gcc er ikke de samme søkestiene nødvendigvis brukt. For å finne ut hvilke standardlenker gcc vil bruke, kjør: $LFS_TGT-gcc -print-prog-name=ld. (En gang til, fjern $LFS_TGT- prefikset hvis du kommer tilbake til dette seinere.)

Detaljert informasjon kan fås fra gcc med å gi alternativet -v på kommandolinjen under kompilering av et program. For eksempel, $LFS_TGT-gcc -v example.c (eller uten $LFS_TGT- hvis du kommer tilbake senere) vises detaljert informasjon om forprosessoren, kompileringen og sammenstillings stadier, inkludert gcc sine søkestier for inkluderte deklarasjoner og deres rekkefølge.

Neste, desinfiserte Linux API deklarasjoner (headers). Disse tillater standard C-bibliotek (Glibc) å bruke funksjoner som Linux kjernen vil gi.

Neste kommer glibc. Det viktigste hensynet for å bygge glibc er kompilatoren, binære verktøy og kjernedeklarasjoner. Kompilatoren og binære verktøy er generelt ikke et problem siden glibc vil alltid bruke kompilatoren som er relatert til --host parameteret sendt til konfigureringsskriptet; f.eks. i vårt tilfelle vil kompilatoren være $LFS_TGT-gcc og readelf verktøyet vil være $LFS_TGT-readelf. Kjerne deklarasjonene kan være litt mer komplisert. Derfor tar vi ingen risiko og bruker den tilgjengelige konfigurasjonsbryteren for å fremtvinge riktig valg. Etter kjøring av configure, sjekk innholdet i config.make filen i build mappen for alle viktige detaljer. Disse elementene fremhever et viktig aspekt ved glibc pakken—en er veldig selvforsynt med tanke på byggemaskineriet og er generelt ikke avhengig av standardinnstillinger for verktøykjeder.

Som nevnt ovenfor, blir standard C++-biblioteket kompilert som neste, etterfulgt i Kapittel 6 av andre programmer som må krysskompileres for å bryte sirkulære avhengigheter på byggetidspunktet. Installasjonstrinnet for alle disse pakkene bruker DESTDIR variabel for å tvinge installasjonen inn i LFS filsystemet.

Ved slutten av Kapittel 6 den lokale lfs kompilatoren er installert. Første binutils-pass2 blir bygget, med den samme DESTDIR mappen som de andre programmene, deretter konstrueres den andre passeringen av GCC, og utelater libstdc++ og andre ikke-viktige biblioteker. På grunn av en merkelig logikk i GCC konfigureringsskript, CC_FOR_TARGET ender opp som cc når verten er den samme som målet, men er forskjellig fra byggesystemet. Det er derfor CC_FOR_TARGET=$LFS_TGT-gcc er erklært eksplisitt som et av konfigurasjonsalternativene.

Når du kommer inn i chroot-miljøet i Kapittel 7, de midlertidige installasjonene av programmer som trengs for riktig betjening av verktøykjeden utføres. Fra dette tidspunktet og fremover er kjerneverktøykjeden selvstendig og selvhostet. I Kapittel 8, endelige versjoner av alle pakker som trengs for et fullt funksjonelt system bygges, testes og installert.