本文记录在 aarch64 目标下使用命令 OHOS_ARCH=aarch64 OHOS_ABI=arm64-v8a sh ./create-hnp.sh 构建 GCC 15.1 的完整过程，涵盖环境、包配置与工具链、关键日志、镜像回退、安装与打包细节、常见问题处理。

📖 GCC 简介

GCC（GNU Compiler Collection）是一个开源的编译器集合，支持多种编程语言（C、C++、Fortran、Ada、Go 等）和多种硬件架构。GCC 是 Linux 系统中最常用的编译器，也是许多开源项目的标准编译工具。GCC 15.1 是最新版本，提供了更好的优化、更多的语言特性和更好的错误诊断。

🎯 GCC 的作用与重要性

GCC 是软件开发的核心工具，提供了：

  • 多语言支持：支持 C、C++、Fortran、Ada、Go、D、Objective-C、Objective-C++ 等多种编程语言
  • 跨平台编译：支持 x86、ARM、PowerPC、MIPS、RISC-V 等多种硬件架构
  • 优化编译：提供多种优化级别（-O0 到 -O3、-Os、-Ofast），生成高效的代码
  • 标准兼容：支持 C11、C17、C++11、C++14、C++17、C++20、C++23 等标准
  • 调试支持：生成调试信息（-g），支持 GDB 调试
  • 静态分析：提供警告和静态分析功能（-Wall、-Wextra、-Werror）
  • 链接器集成：与 binutils 工具链集成，支持静态和动态链接

🔧 GCC 核心特性

1. 编程语言支持
  • C 语言：完整的 C11/C17 标准支持
  • C++ 语言：完整的 C++11/C++14/C++17/C++20/C++23 标准支持
  • Fortran：Fortran 77/90/95/2003/2008 支持
  • Ada：Ada 83/95/2005/2012 支持
  • Go：Go 1.x 支持
  • D：D 语言支持
  • Objective-C/C++：macOS/iOS 开发支持
2. 优化功能
  • 优化级别：
    • -O0：无优化，用于调试
    • -O1：基本优化
    • -O2：标准优化（推荐）
    • -O3：高级优化
    • -Os：代码大小优化
    • -Ofast：快速优化（可能违反标准）
  • 链接时优化（LTO）：-flto 选项，跨文件优化
  • 配置文件引导优化（PGO）：-fprofile-generate 和 -fprofile-use
  • 自动向量化：-ftree-vectorize，利用 SIMD 指令
3. 调试和诊断
  • 调试信息：-g、-g3 生成详细的调试信息
  • 警告选项：-Wall（所有警告）、-Wextra（额外警告）、-Werror（警告视为错误）
  • 静态分析：-fanalyzer 静态分析器
  • 代码覆盖：--coverage 生成覆盖率信息
  • 地址清理器：-fsanitize=address 检测内存错误
4. 架构和平台支持
  • 目标架构：x86、x86_64、ARM、AArch64、PowerPC、MIPS、RISC-V 等
  • 交叉编译：支持为不同架构交叉编译
  • ABI 支持：支持多种 ABI（Application Binary Interface）
  • 操作系统支持：Linux、macOS、Windows（MinGW）、FreeBSD 等
5. 标准库集成
  • libgcc：GCC 运行时库
  • libstdc++：C++ 标准库
  • libgfortran：Fortran 运行时库
  • libgo：Go 运行时库
6. 应用场景
  • 系统开发：操作系统、驱动程序、内核模块
  • 应用开发：桌面应用、服务器应用、嵌入式应用
  • 科学计算：数值计算、科学模拟、数据分析
  • 游戏开发：游戏引擎、图形渲染、物理模拟
  • 编译器开发：编译器、解释器、代码生成器

🚀 构建入口与顶层组织

  • 📝 执行命令：OHOS_ARCH=aarch64 OHOS_ABI=arm64-v8a sh ./create-hnp.sh
  • 🔧 入口脚本：create-hnp.sh 导出 SDK 路径并触发顶层构建
  • 顶层 Makefile：build-hnp/Makefile 已将工具链阶段纳入 PKGS（gmp/mpfr/mpc/binutils/gcc），base.hnp 依赖所有包的完成标记 STAMP 并完成打包与拷贝

⚙️ 包配置与工具链

  • 包 Makefile：build-hnp/gcc/Makefile
    • 构建步骤：
      • 下载 gcc-15.1.0.tar.xz → 解包 → 进入 build 目录
      • ../configure --host $(OHOS_ARCH)-unknown-linux-musl --enable-host-shared
      • 先执行 make all-gcc -k，随后应用修补 0001-fix-gcc.diff，再执行 make all-gcc
      • make install-gcc DESTDIR=$(pwd)/build → strip 二进制与 libexec → 复制到 ../sysroot
    • 下载策略增强：为防止镜像问题，已改为"主镜像 + GNU 官方 + ftpmirror + curl 兜底"的级联重试
  • 通用工具链：build-hnp/utils/Makefrag
    • 指向 OHOS SDK LLVM 工具（clang/llvm-ar/llvm-ranlib/llvm-strip）
    • PKG_CONFIG_LIBDIR 指向 ../sysroot 的 .pc 路径；下载规则已统一具备回退与兜底策略

📋 关键执行与日志（摘要）

  • 预检查与依赖：
    • 需先完成并安装 gmp、mpfr、mpc 与 binutils，保证 configure 与编译阶段链接检查通过
  • 配置阶段要点：
    • host 为 aarch64-unknown-linux-musl，启用 host 共享库构建；多目录同时配置（libiberty/libcpp/zlib/lto-plugin/...）
    • 忽略文档缺失（makeinfo 缺失仅跳过 Info 文档生成，不影响编译）
  • 编译阶段要点：
    • 首次 make all-gcc -k 允许继续到可应用补丁的状态
    • 应用补丁后再次完整构建 all-gcc；编译日志包含大量 libtool、CC 与 C/C++ 源文件处理
  • 安装与拷贝：
    • 安装至临时前缀 build/usr/local 后 strip 二进制与 libexec；复制到 ../sysroot 并记录文件列表（file.lst）

✅ 产物验证

📦 检查打包文件

ls build-hnp/base.hnp  # 应存在
ls entry/hnp/arm64-v8a/*.hnp  # 应包含 base.hnp 与 base-public.hnp

🔍 检查 GCC 可执行文件和库

# 检查 GCC 可执行文件
ls -lh build-hnp/sysroot/bin/gcc*
ls -lh build-hnp/sysroot/bin/cpp
file build-hnp/sysroot/bin/gcc

# 检查 GCC 内部工具
ls -lh build-hnp/sysroot/libexec/gcc/aarch64-unknown-linux-musl/15.1.0/
ls -lh build-hnp/sysroot/lib/gcc/aarch64-unknown-linux-musl/15.1.0/

✅ 构建验证结果：

  • ✅ GCC 可执行文件已安装：
    • gcc (1.7M) - C 编译器
    • cpp (1.7M) - C 预处理器
    • gcc-ar (27K) - GCC 归档工具包装器
    • gcc-nm (27K) - GCC 符号表工具包装器
    • gcc-ranlib (27K) - GCC 归档索引工具包装器
    • aarch64-unknown-linux-musl-gcc - 交叉编译器
    • aarch64-unknown-linux-musl-gcc-15.1.0 - 版本化交叉编译器
  • ✅ 文件类型：ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64
  • ✅ 动态链接：dynamically linked, interpreter /lib/ld-musl-aarch64.so.1
  • ✅ 已剥离符号：stripped
  • ✅ GCC 内部工具已安装：
    • libexec/gcc/aarch64-unknown-linux-musl/15.1.0/ - 内部工具和插件
    • lib/gcc/aarch64-unknown-linux-musl/15.1.0/ - GCC 运行时库
  • ✅ HNP 包产物：entry/hnp/arm64-v8a/base.hnp 与 base-public.hnp
  • ✅ 已打包到 base.hnp 中

🐛 常见问题与处理

❌ 问题 1：镜像问题

  • 🔍 症状：下载 gcc-15.1.0.tar.xz 失败
  • 🔎 原因：TUNA 镜像返回 403 或不可达
  • ✅ 解决方法：
    • 启用 GNU 官方与 ftpmirror，或使用 curl 兜底
    • 下载失败需清理坏归档后重试
    • 检查网络连接和代理设置
    • 位置：build-hnp/gcc/Makefile:19-27

❌ 问题 2：文档工具缺失

  • 🔍 症状：makeinfo 缺失会打印 WARNING
  • 🔎 原因：系统未安装 texinfo 包
  • ✅ 解决方法：
    • makeinfo 缺失仅跳过 Info 文档生成，不影响 GCC 的可执行编译与安装
    • 如需文档，可安装 texinfo 包
    • 位置：configure 阶段会自动检测

❌ 问题 3：交叉环境兼容

  • 🔍 症状：使用 LLVM/Clang 作为宿主工具链时出现兼容性问题
  • 🔎 原因：GCC 构建需要特定的工具链支持
  • ✅ 解决方法：
    • 使用 LLVM/Clang 作为宿主工具链
    • GCC 构建的内部工具路径位于 libexec，strip 后体积显著下降
    • 确保 binutils、gmp、mpfr、mpc 已正确安装
    • 位置：build-hnp/gcc/Makefile:8

❌ 问题 4：Patch 应用

  • 🔍 症状：构建失败或功能异常
  • 🔎 原因：需要适配 OHOS 交叉环境的差异
  • ✅ 解决方法：
    • 采用 -k 允许容错的初次构建，随后应用 0001-fix-gcc.diff 再完成构建
    • 补丁修复了 selftest 和 specs 生成问题
    • 位置：build-hnp/gcc/Makefile:9-11、build-hnp/gcc/0001-fix-gcc.diff

❌ 问题 5：依赖缺失

  • 🔍 症状：configure 或编译阶段提示找不到库或头文件
  • 🔎 原因：GMP、MPFR、MPC 未正确安装
  • ✅ 解决方法：
    • 确保 gmp、mpfr、mpc 已构建并安装到 sysroot
    • 检查 PKGS 中依赖顺序：gmp → mpfr → mpc → gcc
    • 确保 PKG_CONFIG_PATH 正确设置
    • 位置：build-hnp/Makefile 的 PKGS 列表

❌ 问题 6：链接错误

  • 🔍 症状：链接时出现未定义符号错误
  • 🔎 原因：库路径未正确设置或库未找到
  • ✅ 解决方法：
    • 设置 LD_LIBRARY_PATH=/data/app/base.org/base_1.0/lib
    • 使用 -L 选项指定库路径
    • 检查库文件是否存在且可读
    • 使用 ldd 检查依赖关系

❌ 问题 7：运行时错误

  • 🔍 症状：编译成功但运行时出错
  • 🔎 原因：动态链接器未找到库或 ABI 不匹配
  • ✅ 解决方法：
    • 设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量
    • 使用静态链接：gcc -static
    • 检查目标架构和 ABI 是否匹配
    • 使用 file 和 readelf 检查二进制文件

❌ 问题 8：优化问题

  • 🔍 症状：优化后程序行为异常
  • 🔎 原因：优化级别过高或代码有未定义行为
  • ✅ 解决方法：
    • 使用 -O0 进行调试
    • 启用 -fsanitize=undefined 检测未定义行为
    • 检查代码是否符合 C/C++ 标准
    • 使用 -Wall -Wextra 启用更多警告

🔄 重建与清理

  • 🔧 重建单包：

    make -C build-hnp rebuild-gcc  # 触发子包重新编译并刷新 .stamp

  • 🧹 清理：

    make -C build-hnp clean  # 清理 sysroot、所有 .stamp 和 PKGS_MARKER

  • 📦 扩展：GCC 是工具链的核心组件，适合用于编译各种应用程序

  • 🔄 自动重建机制：

    • 修改 PKGS 后，check-pkgs 会自动检测变化并触发重新构建
    • 新增外部 HNP 包到 external-hnp 目录后，会自动合并到 base.hnp

💡 实践建议

  • 🔧 构建配置：确保依赖（binutils、gmp、mpfr、mpc）已正确安装，交叉编译参数正确
  • 🚀 使用场景：GCC 适合用于编译 C/C++ 程序、创建静态/共享库、交叉编译等场景
  • 📦 依赖管理：注意 GCC 是工具链的核心组件，需要 binutils、gmp、mpfr、mpc 支持
  • 🔗 编译建议：使用 -Wall -O2 作为默认编译选项，根据需求调整优化级别
  • 🌐 调试建议：使用 -g -O0 进行调试，使用 -fsanitize=address 检测内存错误
  • 🔒 安全建议：启用警告选项（-Wall -Wextra），使用静态分析工具（-fanalyzer）

📝 结论与建议

  • ✅ GCC 15.1 在 aarch64 目标下完成交叉构建，工具与内部组件安装到 sysroot/bin 和 sysroot/libexec 并纳入 HNP 打包。
  • 💡 为保证构建稳定：
    • 使用 Autotools 构建系统，配置清晰
    • 依赖 binutils、gmp、mpfr、mpc，确保它们先于 GCC 构建
    • 使用补丁适配 OHOS 交叉环境
    • 确保通过 create-hnp.sh 触发构建以获得完整环境变量
    • 利用 check-pkgs 机制自动检测包列表变化，无需手动清理
    • GCC 为软件开发提供了强大的编译工具链
    • 常见陷阱包括镜像下载失败、依赖缺失、patch 应用、链接错误；当前已通过构建配置和补丁处理
    • 建议工具链阶段顺序保持为：binutils → gmp → mpfr → mpc → gcc
    • 对镜像与网络做多重回退，减少不确定性；对于大型包，建议开启构建缓存以提升重复构建效率
    • 安装后在 sysroot/bin 与 libexec/gcc/<triple>/<version> 路径进行健全性检查，确保可执行与内部工具齐备
    • 构建过程简洁，Autotools 交叉参数清晰，产物安装路径明确
    • 产物开箱即用，适合在设备上进行 C/C++ 程序编译和开发
# gnu # 鸿蒙 # 开源
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