为 i686-elf 交叉编译和链接 libstdc++（在 Ubuntu 16.04 上使用 g++）

Question

相信我，我已经花了很长时间在谷歌上搜索，但没有什么结果。

我正在编写一个非常基本的操作系统作为一个有趣的项目。由于显而易见的原因，它需要编译成一个独立的形式（在我的例子中是 i686-elf）。但是我已经决定纯 C 对我来说是不够的，我很想使用 C++。所以我写了一些代码，它似乎工作了，所以我继续，尽管代码没有明显的问题，但突然间我一直收到同样的错误。

./sh/../obj/class_string.o:(.eh_frame+0x4f): undefined reference to __gxx_personality_v0' ./sh/../obj/kernel.o:(.eh_frame+0x13): undefined reference to __gxx_personality_v0' /home/natiiix/crosscompiler/out/path/bin/../lib/gcc/i686-elf/6.1.0/libgcc.a(unwind-dw2.o): In function read_encoded_value_with_base': /home/natiiix/crosscompiler/out/src/build-gcc/i686-elf/libgcc/../../../gcc-6.1.0/libgcc/unwind-pe.h:257: undefined reference to abort'

经过一番谷歌搜索后，我发现问题一定是我的 g++ 交叉编译器缺少 c++ 库，事实证明这是真的。它确实只包含 libgcc 和 libgcov。所以我想我会以某种方式得到它们，但结果证明这是一项相当困难的任务。几乎不可能找到已经编译的 libstdc++.a。所以我不得不自己编译它，由于我对 makefile 不是特别熟悉，所以肯定不容易弄清楚。

最后，我找到了一个 bash 脚本，它可以让我做我需要做的事情。它下载 gcc 6.1.0、binutils，配置两者并运行 make、make install。如果它真的有效，那就太好了。至少据我所知，编译器本身就像一个魅力，但无论我做什么，这个库都不会工作，因为至少我怀疑它是为不同的目标平台构建的，出于某种原因。看来 libstdc++ 根本无法为 i686-elf 或类似的东西构建。

gccbuild.sh：

#!/bin/bash

set -e

if [ "$#" -ne 1 ]; then
  echo "Supply one parameter: the target to use!!"
  exit 1
fi

sudo apt install libgmp3-dev libmpfr-dev libisl-dev libcloog-isl-dev libmpc-dev texinfo -y

cd "$(dirname "$0")"

rm -rfv out/
mkdir out/
cd out/

rm -rfv path/
mkdir path/
rm -rfv src/
mkdir src/
cd src/

wget ftp://ftp.gnu.org/gnu/binutils/binutils-2.26.tar.gz
wget ftp://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-6.1.0/gcc-6.1.0.tar.gz

tar -xvzf binutils-2.26.tar.gz
tar -xvzf gcc-6.1.0.tar.gz

export PREFIX="$(pwd)/../path/"
export TARGET=$1
export PATH="$PREFIX/bin:$PATH"

rm -rfv build-binutils/
mkdir build-binutils/
cd build-binutils/
../binutils-2.26/configure --target=$TARGET --prefix="$PREFIX" --disable-nls --disable-werror
make
make install

cd ..

rm -rfv build-gcc/
mkdir build-gcc/
cd build-gcc/

../gcc-6.1.0/configure --target=$TARGET --prefix="$PREFIX" --disable-nls --enable-languages=c,c++ --without-headers

make all-gcc
make all-target-libgcc

make install-gcc
make install-target-libgcc

../gcc-6.1.0/libstdc++-v3/configure --host=$TARGET --target=$TARGET --prefix="$PREFIX" --disable-nls --enable-languages=c,c++ --disable-libstdcxx-threads

make
make install

我的编译/链接脚本（这样你就可以看到 g++ 参数）：

${BASH_SOURCE%/*}/../../crosscompiler/out/path/bin/i686-elf-g++ -c ${BASH_SOURCE%/*}/../src/*.cpp --std=c++11 -ffreestanding -O2 -Wall -Wextra
echo moving object files from active directory to obj/

mv *.o ${BASH_SOURCE%/*}/../obj/

${BASH_SOURCE%/*}/../../crosscompiler/out/path/bin/i686-elf-g++ -T ${BASH_SOURCE%/*}/../src/linker.ld -o ${BASH_SOURCE%/*}/../bin/kokos.bin -ffreestanding -O2 -nostdlib ${BASH_SOURCE%/*}/../obj/*.o -lgcc -lstdc++ -lsupc++

当我尝试链接这些库（libstdc++ 和 libsupc++ 的版本似乎是 elf32-i386，与 i686-elf 最接近）时，我停止收到 undefined reference to __gxx_personality_v0，但我仍然收到少数似乎是 C 函数的未定义引用。 (abort, strlen, malloc, free)

不使用模板、类析构函数和更多特定于 c++ 的东西可以避免整个问题（具有讽刺意味的是，单独的类似乎在大多数情况下都可以正常工作），但对我来说这似乎不是一个很好的解决方案.我宁愿接触这些东西。

有人可以向我解释我做错了什么吗？

Answer 1

从您的帖子中不清楚您想要获得什么确切结果。下面有一些观察可以帮助您弄清楚您的真正问题是什么。

1. 首先，如果您需要在（我猜的）64 位 Ubuntu 主机上编译 32 位代码，则不需要交叉工具链，只需使用 -m32 编译即可。
2. 如果您希望代码针对特定 CPU 变体优化，只需使用适当的 -march=、-mcpu= 和 -mtune= 选项即可。
3. 如果您需要将您的 32 位程序与 C++ 库静态链接，那么在 Ubuntu 上您只需要安装软件包 libstdc++-6-dev:i386。运行sudo apt-get install libstdc++-6-dev:i386，它还将安装所有必要的依赖项。然后用gcc -m32 -static编译你的程序。
4. 如果您需要为特定 CPU 使用标准库优化，而不是通用 i386，那么您需要手动构建它们。这不仅适用于 libstdc++，也适用于 libc（IIRC，Ubuntu 16.04 仍然使用通用 -march=i386 选项来构建 libc，Ubuntu 16.10 使用 -march=i686）。
5. 您从链接输出中获得了未定义的引用，因为您使用的是-nostdlib 和-lstdc++，而不是-lc。 libstdc++ 使用标准 C 库中的函数，所以你需要它。
6. 当您开发操作系统内核并需要独立环境时，我想您确实不需要标准库。在这种情况下，请参阅 C++ 标准第 17.6.1.3 节，以查找可以在应用程序中使用的标准头文件。你必须在你的编译器命令行上使用-lsupc++ -lgcc，如果你使用异常处理，你还需要-lgcc_eh（libgcc_eh.a是__gxx_personality_v0的来源）。请勿在独立环境中使用 -lstdc++！

希望这能有所帮助，祝你好运！