本文是對《深度探索linux操作系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)建和原理解析》的筆記，目的是為了理解操作系統(tǒng)，重點放在了各種依賴關(guān)系上，沒有刻意去記錄細(xì)節(jié)。

1.疑惑構(gòu)建目標(biāo)系統(tǒng)的時候，即使目標(biāo)系統(tǒng)和宿主系統(tǒng)運行在同一個體系架構(gòu)上，為什么也不能使用宿主系統(tǒng)的工具鏈？

編譯程序時，如果使用了宿主系統(tǒng)的鏈接器，鏈接器將在宿主系統(tǒng)的文件系統(tǒng)中找依賴的動態(tài)庫，會導(dǎo)致目標(biāo)系統(tǒng)的程序鏈接宿主系統(tǒng)的某些庫，導(dǎo)致目標(biāo)系統(tǒng)依賴宿主系統(tǒng)。

直觀表現(xiàn)為程序編譯順利通過，在目標(biāo)系統(tǒng)運行的時候，出現(xiàn)未定義符號錯誤。 目標(biāo)系統(tǒng)使用的工具鏈的版本通常不同于宿主系統(tǒng)，這也要求為目標(biāo)系統(tǒng)構(gòu)建一套新的工具鏈。

2.構(gòu)建工具鏈的意義和目的

工具鏈在開發(fā)中占據(jù)位置非常重要，實際中經(jīng)常用到的是別人構(gòu)建好的工具鏈，別人的普遍使用保證了正確性，缺點是沒有針對具體的硬件平臺優(yōu)化，有時候也要借助某些輔助工

只對特定硬件進(jìn)行配置優(yōu)化，半自動為系統(tǒng)構(gòu)建編譯工具鏈。對我來說也就是為了了解操作系統(tǒng)。

3.工具鏈組成：

Binutils：包含所有二進(jìn)制相關(guān)的工具，as，ld，objdump，strip還有預(yù)處理器cpp

GCC:各種編譯器C，C++,Fortan，C++啟動文件

Glibc：C庫，動態(tài)連接器。C的啟動文件。

內(nèi)核頭文件，C庫的大多數(shù)函數(shù)是對內(nèi)核服務(wù)的封裝，C庫的很大一部分函數(shù)是對內(nèi)核服務(wù)的封裝，內(nèi)核頭文件是C庫和內(nèi)核的橋梁。

4.構(gòu)建步驟工具鏈的步驟

1.構(gòu)建交叉的Binutils，包括匯編器as，鏈接器ld等

2.構(gòu)建臨時的交叉編譯器僅僅支持freestanding

3.安裝目標(biāo)內(nèi)核頭文件

4.構(gòu)建目標(biāo)系統(tǒng)的C庫

5.構(gòu)建完整的交叉編譯器。

步驟確定的原因：GNU把編譯器和C庫放在了兩個不同的軟件包里面，使得工具鏈可選擇不同的C庫，但是帶來了編譯器和C庫的循環(huán)依賴問題，編譯C庫需要編譯器，編譯器

也依賴C庫，但是C99針對運行在操作系統(tǒng)上的程序和運行在沒有操作系統(tǒng)上的程序提供了兩種實現(xiàn)方式，分別是hosted implementation和freestanding implementation，后

者不依賴C庫，解決了雞和蛋的問題，但是Binutils 什么也不依賴，所以先構(gòu)建它。

5.編譯器為什么會依賴C庫，不是翻譯為匯編語言嗎？

C編譯器需要知道C庫的某些特性，來決定支持那些特性。C++庫和編譯器需要C庫的支持，如異常處理部分和?；厮莶糠?。GCC不僅包含編譯器還包含一些庫，這些庫通常依

賴C庫，C編譯器本身也會使用C庫的一些函數(shù)。

6.編譯目標(biāo)的C庫安裝了什么？

C庫

Glibc除了將最基本、最常用的函數(shù)封裝在libc中外，又將功能相近的一些函數(shù)封裝到一些子庫里，比如將線程相關(guān)函數(shù)封裝在libpthread中，將與加密算法相關(guān)的函數(shù)封裝在

libcrypt中，等等。

Glibc除了安裝庫文件本身外，還建立了符號鏈接，動態(tài)鏈接時使用的共享庫符號鏈接。其命名格式一般為：libLIBRARY_NAME. ?so.MAJOR_REVISION_VERSION

比如數(shù)學(xué)庫的共享庫及其符號鏈接如下：
vita@baisheng:/vita/sysroot/lib$ ls -l libm*
-rwxr-xr-x 1 vita vita 792815 Jan 23 10:29 libm-2.15.so
lrwxrwxrwx 1 vita vita 12 Jan 23 10:29 libm.so.6 -> libm-2.15.so
-rwxr-xr-x 1 vita vita 42195 Jan 23 10:29 libmemusage.so
lrwxrwxrwx 1 vita vita 17 Jan 29 17:17 libmount.so.1 ->
libmount.so.1.1.0
-rwxr-xr-x 1 vita vita 746758 Jan 29 17:17 libmount.so.1.1.0

其中，libm-2.15.so是數(shù)學(xué)庫的共享庫本身，libm.so.6是運行時使用的符號鏈接，libm.so
是編譯鏈接時使用的符號鏈接

動態(tài)鏈接器
Glibc亦提供了加載共享庫的工具——動態(tài)加載器

頭文件
Glibc為應(yīng)用程序的開發(fā)提供了頭文件，安裝在$SYSROOT/usr/include目錄下。

工具
Glibc也提供了一些可執(zhí)行的便利工具，這類工具一般安裝在sbin、usr/bin、usr/sbin目錄下，比如用來轉(zhuǎn)換文件字符編碼的工具iconv。

啟動文件

Glibc提供了啟動文件，包括crt1.o、crti.o、crtn.o等，這類文件在編譯鏈接時將被鏈接，器鏈接到最后的可執(zhí)行文件中，Glibc將其安裝在$SYSROOT/usr/lib目錄下。

7.最終的交叉編譯器安裝的主要文件如下：

驅(qū)動程序
GCC安裝的最主要的是交叉編譯器的驅(qū)動程序，包括i686-none-linux-gnu-gcc、i686-none-linux-gnu-g++等。

目標(biāo)系統(tǒng)的庫和頭文件，GCC中也包含了一些用于目標(biāo)系統(tǒng)的運行時庫及頭文件，它們安裝在$CROSS_TOOL/，i686-none-linux-gnu目錄下。在該目錄下，子目錄lib存放包括目標(biāo)系統(tǒng)的運行時庫以及供目標(biāo)系統(tǒng)編譯程序使用的靜態(tài)庫，子目錄include下包含開發(fā)目標(biāo)系統(tǒng)上的程序需要的C++頭文件。

helper program
前面我們提到，gcc僅僅是一個驅(qū)動程序，它將調(diào)用具體的程序完成具體的任務(wù)，這些
程序被GCC安裝在libexec目錄下，典型的有編譯器cc1，鏈接過程調(diào)用的collect2等

freestanding實現(xiàn)文件

啟動文件
與C++相關(guān)的啟動文件在GCC中，包括crtbegin.o、crtend.o等