目录

• 1. 背景介绍
• 2. 环境准备
• 3. 项目结构分析
• 4. 问题诊断与解决
• 5. 详细修改步骤
• 6. 构建验证
• 7. 使用示例
• 8. 总结与最佳实践

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1. 背景介绍

1.1 bc 工具简介

bc (Basic Calculator) 是 GNU 项目开发的一个任意精度数值处理语言，类似于 C 语言的语法，支持交互式执行和脚本模式。它提供了强大的数学计算能力，常用于：

• 精确的数学计算（不受浮点数精度限制）
• Shell 脚本中的数值处理
• 科学计算和工程计算
• 进制转换和数值格式化
• 数学教学和学习工具
  

1.2 适配目标

将 GNU bc 1.08.2 版本适配到鸿蒙PC（HarmonyOS PC）平台，实现：

• 交叉编译支持（macOS/Linux → aarch64-linux-ohos）
• 使用鸿蒙SDK工具链进行编译
• 生成HNP格式的安装包
• 生成tar.gz格式的发布包
• 零外部运行时依赖（静态链接）

1.3 技术栈

• 编译工具链: OHOS SDK Native LLVM
• 目标平台: aarch64-linux-ohos
• 打包格式: HNP (HarmonyOS Native Package)
• 构建系统: Autotools (autoconf + automake)
• 链接方式: 静态链接

1.4 基本信息

项目	信息
项目名称	bc (GNU bc)
版本	1.08.2（适配版本）<br>1.08.2（原始版本）
许可证	GPL v3
目标平台	鸿蒙PC (aarch64-linux-ohos)
源码仓库	https://ftp.gnu.org/gnu/bc/
鸿蒙化版本	2025-12-09

项目特点

• ✅ 任意精度计算：支持任意精度的数值计算，不受浮点数精度限制
• ✅ C 语言语法：语法类似 C 语言，易于学习和使用
• ✅ 交互式与脚本模式：支持交互式执行和脚本文件执行
• ✅ 零外部依赖：静态链接，无需外部运行时库
• ✅ 双工具支持：同时提供 bc 和 dc（逆波兰计算器）两个工具

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2. 环境准备

2.1 系统要求

• 开发环境: macOS / Linux / Windows (WSL)
• 构建工具: autoconf, automake, libtool
• 鸿蒙SDK: OHOS SDK (包含native工具链)

2.2 SDK安装

1. 下载SDK

# 下载鸿蒙SDK
cd ~
wget https://cidownload.openharmony.cn/version/Master_Version/ohos-sdk-full_ohos/20250819_020817/version-Master_Version-ohos-sdk-full_ohos-20250819_020817-ohos-sdk-full_ohos.tar.gz

# 解压SDK
tar -zvxf version-Master_Version-ohos-sdk-full_ohos-20250819_020817-ohos-sdk-full_ohos.tar.gz

2. SDK目录结构

ohos-sdk/
├── native/
│   ├── llvm/bin/          # 编译器工具链
│   ├── sysroot/           # 系统根目录（头文件和库）
│   └── build-tools/       # 构建工具
└── toolchains/
    └── hnpcli            # HNP打包工具

2.3 项目结构

HarmonyOSPC/build/
├── build.sh              # 主构建脚本
├── code/
│   └── bc-1.08.2/        # bc工具源码
│       ├── bc/           # bc主程序源码
│       ├── dc/           # dc计算器源码
│       ├── lib/          # 共享库
│       ├── configure.ac  # Autotools配置
│       ├── build_ohos.sh # 鸿蒙构建脚本
│       └── hnp.json      # HNP包配置
└── output/               # 构建输出目录

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3. 项目结构分析

3.1 源码文件分析

bc 采用传统的 Autotools 构建系统，主要组件包括：

bc-1.08.2/
├── bc/              # bc 主程序源码
│   ├── main.c       # 主程序入口
│   ├── execute.c    # 表达式执行
│   └── ...
├── dc/              # dc 计算器源码
│   ├── main.c       # dc主程序
│   └── ...
├── lib/             # 共享库
│   ├── getopt.c     # 命令行参数解析
│   ├── vfprintf.c   # 格式化输出
│   └── number.c     # 数值处理
├── doc/             # 文档和手册页
├── configure.ac     # Autotools配置
├── Makefile.am      # Makefile模板
├── build_ohos.sh    # 鸿蒙构建脚本
└── hnp.json         # HNP 包配置

3.2 构建系统分析

bc 使用 Autotools 构建系统：

• configure.ac: 定义构建配置和依赖检查
• Makefile.am: 定义编译规则和安装规则
• autoreconf: 生成 configure 脚本

3.3 交叉编译配置

3.3.1 构建环境变量设置

# 目标平台
export TARGET_PLATFORM=aarch64-linux-ohos

# 编译器配置
export CC="${OHOS_SDK}/native/llvm/bin/clang"
export CPP="${CC} -E --target=${TARGET_PLATFORM} --sysroot=${SYSROOT}"
export AR="${OHOS_SDK}/native/llvm/bin/llvm-ar"
export RANLIB="${OHOS_SDK}/native/llvm/bin/llvm-ranlib"

# 编译选项
export CFLAGS="-fPIC -D__MUSL__=1 -D__OHOS__ -fstack-protector-strong \
               --target=${TARGET_PLATFORM} -fuse-ld=${LD} --sysroot=${SYSROOT}"

# 链接选项（静态链接）
export LDFLAGS="-fuse-ld=${LD} --target=${TARGET_PLATFORM} \
                --sysroot=${SYSROOT} -static"

3.3.2 Configure 配置

./configure \
    --host=aarch64-unknown-linux-musl \
    --prefix=${BC_INSTALL_HNP_PATH} \
    --without-readline \
    --without-libedit \
    --disable-dc-bang-shell \
    CC="${CC}" \
    CPP="${CPP}" \
    CFLAGS="${CFLAGS}" \
    LDFLAGS="${LDFLAGS} -static"

关键配置说明：

• --host=aarch64-unknown-linux-musl：指定目标平台为 ARM aarch64，使用 musl libc
• --without-readline --without-libedit：禁用交互式编辑功能，避免外部依赖
• -static：静态链接，确保零运行时依赖

3.3.3 构建脚本关键步骤

build_ohos.sh 脚本的主要步骤：

1. 环境检查：检查 autoconf、automake、libtool 等构建工具
2. 生成 configure：如果从 git 构建，运行 autoreconf -fi
3. 清理构建：执行 make clean 清理之前的构建产物
4. 配置交叉编译：运行 configure 配置构建系统
5. 修复 config.h：修复交叉编译时 configure 未正确设置的宏定义
6. 编译：执行 make 编译 bc 和 dc
7. 安装：执行 make install 安装到 HNP 目录
8. 打包：生成 HNP 包和 tar.gz 压缩包

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4. 问题诊断与解决

4.1 问题诊断

在交叉编译过程中，我们遇到了以下主要问题：

1. config.h 文件创建问题
2. 交叉编译时宏定义缺失
3. CPP 环境变量设置问题
4. 静态链接配置问题

4.2 解决方案

4.2.1 config.h 文件创建问题

问题：configure 执行后，config.h 文件可能没有被正确创建。

解决方案：

# 验证并确保 config.h 已创建
if [ ! -f "config.h" ]; then
    echo "Warning: config.h not found, trying to create it..."
    ./config.status --file=config.h 2>&1 || {
        echo "Error: Failed to create config.h"
        exit 1
    }
fi

4.2.2 交叉编译时宏定义缺失

问题：交叉编译时，configure 可能无法正确检测某些系统功能，导致 config.h 中关键宏定义缺失。

解决方案：在构建脚本中添加宏定义修复逻辑：

# 修复 config.h 中缺失的宏定义
echo "Fixing missing macro definitions in config.h..."

# 1. 修复 HAVE_UNISTD_H（避免 proto.h 中的语法错误）
if grep -q "^#undef HAVE_UNISTD_H" config.h 2>/dev/null; then
    echo "  - Fixing HAVE_UNISTD_H..."
    sed -i '' 's/^#undef HAVE_UNISTD_H$/#define HAVE_UNISTD_H 1/' config.h
fi

# 2. 修复 HAVE_VPRINTF（避免 vfprintf.c 编译错误）
if grep -q "^#undef HAVE_VPRINTF" config.h 2>/dev/null; then
    echo "  - Fixing HAVE_VPRINTF..."
    sed -i '' 's/^#undef HAVE_VPRINTF$/#define HAVE_VPRINTF 1/' config.h
fi

# 3. 修复 PACKAGE, VERSION 等宏
if grep -q "^#undef PACKAGE$" config.h 2>/dev/null; then
    echo "  - Fixing PACKAGE, VERSION, BC_COPYRIGHT macros..."
    sed -i '' \
        -e 's/^#undef PACKAGE$/#define PACKAGE "bc"/' \
        -e 's/^#undef PACKAGE_NAME$/#define PACKAGE_NAME "bc"/' \
        -e 's/^#undef PACKAGE_VERSION$/#define PACKAGE_VERSION "1.08.2"/' \
        -e 's/^#undef VERSION$/#define VERSION "1.08.2"/' \
        -e 's/^#undef BC_COPYRIGHT$/#define BC_COPYRIGHT "Copyright (C) 2024 Free Software Foundation, Inc."/' \
        config.h
fi

修复的宏定义：

• HAVE_UNISTD_H：确保 unistd.h 头文件可用，避免 proto.h 中的语法错误
• HAVE_VPRINTF：确保 vprintf 函数可用，避免 vfprintf.c 编译失败
• PACKAGE, VERSION, BC_COPYRIGHT：确保程序信息宏定义正确

4.2.3 CPP 环境变量设置

问题：configure 脚本需要 C 预处理器，但默认可能使用 C++ 编译器。

解决方案：

# 修复 CPP 环境变量（configure 脚本需要 C 预处理器，而不是 C++ 编译器）
export CPP="${CC} -E --target=${TARGET_PLATFORM} --sysroot=${SYSROOT}"

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5. 详细修改步骤

5.1 HNP 包配置

hnp.json 配置文件：

{
    "type": "hnp-config",
    "name": "bc",
    "version": "1.08.2",
    "install": {
        "links": [
            {
                "source": "bin/bc",
                "target": "bc"
            },
            {
                "source": "bin/dc",
                "target": "dc"
            }
        ]
    }
}

配置说明：

• name: 包名称（bc）
• version: 版本号（1.08.2）
• links: 创建符号链接，将 bin/bc 和 bin/dc 链接到系统 PATH

5.2 安装路径结构

/data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/
├── bin/
│   ├── bc          # bc 可执行文件
│   └── dc          # dc 可执行文件
├── share/
│   ├── man/man1/
│   │   ├── bc.1    # bc 手册页
│   │   └── dc.1    # dc 手册页
│   └── info/
│       ├── bc.info  # bc info 文档
│       └── dc.info  # dc info 文档
└── hnp.json        # HNP 包配置

5.3 构建脚本关键修改

在 build_ohos.sh 中的关键修改：

1. 设置 CPP 环境变量
2. 修复 config.h 宏定义
3. 确保静态链接

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6. 构建验证

6.1 构建命令

cd /Users/lijiajun/ohos-sdk/HarmonyOSPC/build
SPECIFIC_DIR=bc-1.08.2 ./build.sh --sdk /Users/lijiajun/ohos-sdk

6.2 构建输出

构建成功后，在 output/ 目录下生成：

output/
├── bc.hnp                    # HNP 包文件
└── ohos_bc_1.08.2.tar.gz     # tar.gz 压缩包

6.3 构建日志关键信息

Configuring bc for cross-compilation...
Target platform: aarch64-linux-ohos
Sysroot: /Users/lijiajun/ohos-sdk/native/sysroot

checking for vprintf... yes
checking for getopt_long... yes

Fixing missing macro definitions in config.h...
  - Fixing HAVE_UNISTD_H...
  - Fixing HAVE_VPRINTF...
  - Fixing PACKAGE, VERSION, BC_COPYRIGHT macros...

Building bc...
make -j4

Installing bc...
make install DESTDIR=build_temp

bc and dc installed successfully
Binary file types:
bin/bc: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked
bin/dc: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, version 1 (SYSV), statically linked

Packing HNP package...
Build completed successfully!

6.4 安装与使用

6.4.1 方式一：使用 HNP 包安装

# 在 鸿蒙PC 上执行
hnp install bc.hnp

# 或使用 tar.gz 包
tar -xzf ohos_bc_1.08.2.tar.gz
cp -r bc_1.08.2/* /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/

6.4.2 方式二：手动安装

# 创建安装目录
sudo mkdir -p /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/{bin,share/man/man1,share/info}

# 复制文件
sudo cp bc /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/
sudo cp dc /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/
sudo cp bc.1 /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/share/man/man1/
sudo cp dc.1 /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/share/man/man1/
sudo cp hnp.json /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/

# 设置执行权限
sudo chmod +x /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/bc
sudo chmod +x /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/dc

# 添加到 PATH
export PATH=$PATH:/data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin

6.4.3 验证安装

# 检查二进制文件
ls -la /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/bc
ls -la /data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/dc

# 检查版本
/data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/bc --version
/data/service/hnp/bc.org/bc_1.08.2/bin/dc --version

# 测试基本功能
echo "2 + 2" | bc
echo "4" | dc

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7. 使用示例

7.1 基本算术运算

# 加法
echo "10 + 20" | bc
# 输出: 30

# 减法
echo "100 - 50" | bc
# 输出: 50

# 乘法
echo "5 * 6" | bc
# 输出: 30

# 除法
echo "100 / 4" | bc
# 输出: 25

# 幂运算
echo "2 ^ 8" | bc
# 输出: 256

7.2 精度控制

# 设置小数位数（scale）
echo "scale=10; 22/7" | bc
# 输出: 3.1428571428

# 高精度计算
echo "scale=50; 4*a(1)" | bc -l
# 输出: 3.14159265358979323846264338327950288419716939937510
# （计算 π，使用数学库）

7.3 变量和表达式

# 使用变量
echo "a=10; b=20; a+b" | bc
# 输出: 30

# 复杂表达式
echo "x=5; y=3; x^y + x*y" | bc
# 输出: 140

7.4 脚本模式

创建 calc.bc 文件：

#!/usr/bin/bc -q

# 计算圆的面积
define circle_area(r) {
    return 3.14159 * r * r
}

# 计算圆的周长
define circle_circumference(r) {
    return 2 * 3.14159 * r
}

# 使用示例
r = 5
print "半径: ", r, "\n"
print "面积: ", circle_area(r), "\n"
print "周长: ", circle_circumference(r), "\n"

执行脚本：

bc calc.bc
# 输出:
# 半径: 5
# 面积: 78.53975
# 周长: 31.41590

7.5 交互式模式

# 启动交互式 bc
bc

# 在交互式环境中执行：
# bc> 10 + 20
# 30
# bc> scale=5
# bc> 22/7
# 3.14285
# bc> quit

7.6 使用数学库

# 计算平方根
echo "sqrt(16)" | bc -l
# 输出: 4

# 计算正弦值
echo "s(3.14159/2)" | bc -l
# 输出: .99999999999999999998

# 计算自然对数
echo "l(2.71828)" | bc -l
# 输出: .99999932734753190476

7.7 进制转换

# 十进制转二进制
echo "obase=2; 255" | bc
# 输出: 11111111

# 二进制转十进制
echo "ibase=2; 11111111" | bc
# 输出: 255

# 十六进制转十进制
echo "ibase=16; FF" | bc
# 输出: 255

7.8 条件语句和循环

创建 factorial.bc：

#!/usr/bin/bc -q

# 计算阶乘
define factorial(n) {
    if (n <= 1) return 1
    return n * factorial(n - 1)
}

# 计算 10 的阶乘
print "10! = ", factorial(10), "\n"

执行：

bc factorial.bc
# 输出: 10! = 3628800

7.9 文件处理

# 从文件读取表达式
echo "10 + 20" > expr.txt
bc expr.txt
# 输出: 30

# 处理多个表达式
cat > calc.txt << EOF
scale=2
10/3
20/7
30/11
EOF

bc calc.txt
# 输出:
# 3.33
# 2.85
# 2.72

7.10 与其他命令组合

# 计算文件大小总和（字节转 MB）
ls -l | awk '{sum+=$5} END {print sum}' | bc
echo "scale=2; $(ls -l | awk '{sum+=$5} END {print sum}') / 1024 / 1024" | bc
# 输出文件总大小（MB）

# 在脚本中使用
#!/bin/sh
result=$(echo "10 * 20" | bc)
echo "计算结果: $result"

7.11 dc（逆波兰计算器）示例

# dc 使用逆波兰表示法（RPN）
echo "10 20 + p" | dc
# 输出: 30
# 说明: 10 和 20 入栈，+ 执行加法，p 打印结果

# 复杂计算
echo "10 20 * 5 + p" | dc
# 输出: 205
# 说明: 10*20+5 = 205

# 使用变量
echo "10 sa 20 sb sa lb + p" | dc
# 输出: 30
# 说明: sa 存储到寄存器 a，lb 加载寄存器 b

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8. 总结与最佳实践

8.1 技术挑战总结

8.1.1 主要挑战

1. config.h 创建问题：configure 执行后 config.h 可能未正确创建
2. 宏定义缺失：交叉编译时 configure 无法正确检测系统功能
3. CPP 环境变量：需要正确设置 C 预处理器
4. 静态链接：确保零运行时依赖

8.1.2 解决方案

1. 强制创建 config.h：使用 config.status --file=config.h
2. 宏定义修复：在构建脚本中自动修复缺失的宏定义
3. CPP 设置：明确设置 CPP="${CC} -E --target=..." --sysroot=...
4. 静态链接：使用 -static 链接选项

8.2 测试验证

8.2.1 功能测试

# 基本算术测试
echo "2+2" | bc
# 预期输出: 4

# 精度测试
echo "scale=10; 22/7" | bc
# 预期输出: 3.1428571428

# 数学库测试
echo "sqrt(16)" | bc -l
# 预期输出: 4

8.2.2 兼容性测试

• ✅ 基本算术运算
• ✅ 高精度计算
• ✅ 数学库函数
• ✅ 脚本执行
• ✅ 交互式模式
• ✅ 进制转换

8.3 项目总结

8.3.1 成功要点

1. 零外部依赖：通过静态链接实现，无需安装额外的运行时库
2. 完整功能：支持 bc 和 dc 两个工具，功能完整
3. 易于使用：遵循 POSIX 标准，语法简单易学
4. 高性能：任意精度计算，满足复杂数学计算需求

8.3.2 应用场景

1. 系统脚本：在 shell 脚本中进行精确的数学计算
2. 数据处理：处理需要高精度的数值计算任务
3. 教学工具：作为数学教学和学习的辅助工具
4. 科学计算：进行科学计算和工程计算

8.3.3 后续优化建议

1. 性能优化：针对 ARM 架构进行编译优化
2. 功能扩展：考虑添加更多数学函数
3. 文档完善：补充中文使用文档和示例

8.4 相关资源

• GNU bc 官方文档：https://www.gnu.org/software/bc/manual/

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📎 附录

A. 📁 完整文件清单

📝 创建的文件:

• 🔧 build_ohos.sh - OpenHarmony构建脚本
• 📝 hnp.json - HNP包配置文件
• 📄 CHANGELOG - 变更日志（添加鸿蒙PC适配信息）
• 📄 README.OPENSOURCE - 开源说明文档

📝 修改的文件:

• 🔧 build_ohos.sh - 配置交叉编译、修复config.h宏定义、静态链接

📦 生成的文件:

• 📦 output/bc.hnp - HNP格式安装包
• 📦 output/ohos_bc_1.08.2.tar.gz - tar.gz格式发布包

B. 💻 参考命令

# 构建命令
cd /Users/lijiajun/ohos-sdk/HarmonyOSPC/build
SPECIFIC_DIR=bc-1.08.2 ./build.sh --sdk /Users/lijiajun/ohos-sdk

# 查看构建输出
ls -lh output/ | grep bc

# 验证安装目录
tree ${HNP_PUBLIC_PATH}/bc.org/bc_1.08.2/

# 验证二进制文件格式（在macOS上）
file ${HNP_PUBLIC_PATH}/bc.org/bc_1.08.2/bin/bc
file ${HNP_PUBLIC_PATH}/bc.org/bc_1.08.2/bin/dc
# 应该显示: ELF 64-bit LSB executable, ARM aarch64, statically linked

# 测试命令（在鸿蒙PC上）
export PATH=${HNP_PUBLIC_PATH}/bc.org/bc_1.08.2/bin:$PATH
bc --version
dc --version
echo "2+2" | bc
echo "10 20 + p" | dc

# 如果出现"cannot execute binary file"错误，检查：
# 1. 二进制文件格式是否正确（应为ELF格式）
# 2. 是否使用了交叉编译（--host=aarch64-unknown-linux-musl）
# 3. 链接方式是否为静态链接（-static）

C. 📌 版本信息

• 📁 bc版本: 1.08.2
• 📅 适配日期: 2025-12-09
• 🎯 目标平台: aarch64-linux-ohos
• 🔧 构建系统: Autotools (autoconf + automake)
• 📦 依赖数量: 零外部运行时依赖（静态链接）
• 🔗 源仓库地址: https://www.gnu.org/software/bc/
• 🔗 适配完成仓库地址: https://gitcode.com/szkygc/bc4oh

D. 📚 相关资源

• 🌐 GNU bc官方文档: https://www.gnu.org/software/bc/manual/
• 💻 GNU bc下载: https://ftp.gnu.org/gnu/bc/
• 🌐 OpenHarmony PC开发者专区: https://gitcode.com/OpenHarmonyPCDeveloper
• 🌐 HarmonyOS PC 开发者社区: https://harmonypc.csdn.net/content

E. 💡 技术说明

任意精度计算简介：

bc提供了强大的任意精度数值计算能力：

1. 精度控制: 通过scale变量设置小数位数，不受浮点数精度限制
2. 数学库: 使用-l选项加载数学库，支持sin、cos、sqrt、log等函数
3. 脚本支持: 支持函数定义、条件语句、循环等编程特性
4. 进制转换: 支持二进制、八进制、十进制、十六进制之间的转换

bc的优势：

• ✅ 任意精度：不受浮点数精度限制
• ✅ 零依赖：静态链接，无需外部运行时库
• ✅ 双工具：同时提供bc和dc两个工具
• ✅ POSIX兼容：遵循POSIX标准，易于使用

---

🎉 结语

本文档详细介绍了bc任意精度计算器在鸿蒙PC平台上的适配过程。通过配置交叉编译、修复config.h宏定义、实现静态链接等问题，成功实现了bc和dc在鸿蒙PC平台上的部署。

bc工具为终端应用开发提供了强大的数学计算支持，是开发脚本工具和数据处理的重要基础工具。希望本文档能够帮助开发者：

• 📊 理解任意精度计算的使用
• 🔧 掌握Autotools项目适配OpenHarmony的方法
• 📦 了解HNP包的构建和打包流程
• 💻 学习命令行工具的开发实践

💬 如有问题或建议，欢迎反馈！