PDF de programación - AREA 1: Compilación cruzada - Curso Linux

Curso LINUX

AREA 1: Compilación cruzada

Indice

● Introducción
● Virtualización
● Compilación cruzada
● Conclusiones

Introducción

● Compilación cruzada:
● La compilación de código bajo una

arquitectura para generar ejecutables para
otra arquitectura

● Sistema huesped : sistema en el que se

realiza la compilación

● Sistema objetivo : sistema para el que se

realiza la compilación

Virtualización

● Abstracción de los recursos de una máquina

en concreto

● Se crean maquinas virtuales con dispositivos

genéricos

● El código se ejecuta en una máquina

independiente

● Es un “envoltorio” que genera una máquina

completa dentro de otra

Virtualizacion (tipos)

● Emulación

– qemu

● Virtualización completa
– Vmware, Virtual box, ...

● Paravirtualización

– Paralells, Vmware ESX Server, ..

● A nivel de Sistema operativo

–

Emulación

● La máquina virtual simula un hardware

completo

● Sistema operativo “guest” sin modificar para

una CPU completamente diferente.
● Utilizado para permitir la creación de

software para nuevos procesadores antes de
que estuvieran físicamente disponibles.

● Bochs, PearPC, Qemu, Hercules.
● Variedad de técnicas, state machines,

recopilación dinámica.

Emulación

Virtualización completa

● Permiten la ejecución de sistemas

huespedes sin modificar

● Utilizan un Virtual Machine Monitor o

hypervisor para compartir el hardware real

● Rendimiento mayor que la emulación y

menor que la nativa

● Mejoras en x86 Intel VT y AMD-V
● La virtualización no emula todo el hardware

Virtualización completa

Paravirtualización

● Mejora de rendimiento sobre la virtualización

completa

● Requieren un sistema huesped modificado
● El hypervisor no requiere monitorizar todas
las instrucciones, sino que los huespedes
colaboran en esa tarea

● Ejemplo : xen

Paravirtualización

Virtualización SO

● Permite múltiples servidores virtuales

aislados y seguros correr en un solo servidor
físico

● El entorno del sistema operativo huesped

comparte el mismo sistema operativo que el
del sistema real

● Las aplicaciones del huesped lo ven como

un sistema autónomo.

● Ejemplos: Linux-VServer, Solaris containers

Virtualización - SO

Virtualización - usos

● Ejecución de multiples S.O en la misma

máquina (virtualizacion completa)

● Ejecución de código de arquitecturas

distintas (emulación)

● Control de ejecución y posibilidad de realizar

cluster a nivel de máquinas virtuales

● Tolerancia a fallos y copia instantanea de

imágenes de máquinas virtuales

Virtualización - problemas

● Compatibilidad (emulación)
● Hardware limitado
● Rendimiento menor que el nativo
● No resuelve todos los problemas (ahora es

moda)

Mejor verlo

● Comprobad que teneis instalado virtualbox
● Copiad el archivo del cd

– Ubuntu 7.10 (x86).vdi
● Ejecutar el comando vbox

Virtual Box

Virtual Box (2)

Virtual Box (3)

Entrar en el sistema

● usuario: ubuntu
● password: page

Compilación cruzada

● Las compilaciones para una plataforma no

funcionan en otra

● Ejemplo:

– Compilar el hola mundo del día 1 en suse

(x86_64)

– Ejecutar file hello
– Compilar el mismo hola mundo en la máquina

virtual (i386)

– Ejecutar file hello

Como funciona

● Cada uno de los pasos de generación debe

estar adaptado a la máquina objetivo:
– compilado
– ensablado
– enlazado
– librerías estandar (libc)

● Podemos construir cualquier compilador

cruzado, ya que disponemos de las fuentes
de gcc

El método “artesanal”

● Para poder compilar en otra plataforma hay

que constuir:
– binutils
– gcc
– glibc / newlibc / ulibc ..

● Se necesitan los archivos de cabecera .h
● Opcional: gdb

1. Preparación

● Ubicación y coexistencia

– Determinar el prefijo

● Crear el entorno de compilación

– mkdir crossbuild
– Conseguir las últimas fuentes de gcc, binutils,

gdb, glibc y el kernel y descomprimirlas

Preparación : fuentes

● ftp://ftp.uvsq.fr/pub/gcc/releases/gcc-

4.2.3/gcc-4.2.3.tar.bz2

● http://ftp.gnu.org/gnu/binutils/binutils-

2.18.tar.bz2

● http://ftp.gnu.org/gnu/glibc/glibc-2.7.tar.bz2
● http://ftp.gnu.org/gnu/gdb/gdb-6.7.tar.bz2
● ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/linux-

2.6.24.tar.bz2

Preparación - Fin

● Creamos directorios

– mkdir build­binutils 
– mkdir build­gcc 
– mkdir build­glibc 
– mkdir build­gdb

● Si queremos crear para más de una

plataforma deberíamos crear directorios
separados

2. Configuración

export TARGET=i386­elf
export PREFIX=/usr/local/crossgcc
export TARGET_PREFIX=$PREFIX/$TARGET
export PATH=$PATH:$PREFIX/bin
● Obtener los headers
cd linux­2.6.24
make ARCH=i386 CROSS_COMPILE=i386­linux­ menuconfig
● Y copiarlos
mkdir ­p $TARGET_PREFIX/include
cp ­r include/linux $TARGET_PREFIX/include
cp ­r include/asm­x86 $TARGET_PREFIX/include/asm
cp ­r include/asm­generic $TARGET_PREFIX/include/

3. Construir utilidades

● Construir bintutils

cd build­binutils
../binutils­2.18/configure ­­target=i386­elf ­­
prefix=$PREFIX ­­disable­nls ­v
make all
make install

Revisar el contenido de $TARGET_PREFIX/bin para ver el resultado

NOTA: probablemente necesite texinfo y alguna utilidad extra

Construir gcc

● stage 1
cd build­gcc
../gcc­4.2.3/configure ­­target=$TARGET ­­prefix=$PREFIX \
                        ­­without­headers ­­with­newlib ­v
make all­gcc
make install­gcc

NOTA: requiere bison y alguna otra utilidad instalada

Construir glibc

cd ../build­gcc
CC=${TARGET}­gcc ../glibc­2.7/configure ­­target=$TARGET \
  ­­prefix=$PREFIX ­­with­headers=${TARGET_PREFIX}/include
make all

make install_root=${TARGET_PREFIX} prefix="" install

NOTA. es posible que en este momento eche de menos una librería crt0.o

Construir gcc final

● Stage 2 (ya con libc instalado)

cd build­gcc
rm ­rf *
../gcc­4.2.3/configure ­­enable­languages=c \
­­target=$TARGET ­­prefix=$PREFIX
make all
make install

Usar el nuevo compilador

● i386­linux­gcc hello.c ­o hello
● Si usamos make

– make CC=i386­linux­gcc

● Usando configure

– CC=i386­linux­gcc ./configure
– ./configure –host=i386­linux

● Para las librerías habría que indicar target al

igual que anteriormente

Toolchain

● Herramientas necesarias para compilar un

programa para una arquitectura distinta:
– make
– binutils (linker, assembler, etc.)
– gcc
– glibc
– Cabeceras del sistema
– gdb (opcional)

Toolchains y más

● Existen completos sdk's para entornos

embebidos
– Buildroot (ucLib,busybox)
– Scratchbox (maemo)

● Disponen no solo de toolbox, sino de

muchas herramientas adicionales
– emuladores
– sistemas de paquetes
– ...

Ejemplo scratchbox

● En la máquina ubuntu teneis instalado

unscratchbox
– sudo /scratchbox/sbin/sbox_ctl restart
– /scratchbox/login

● Entraremos en un entorno completo con las

herramientas adecuadas para
– SDK_ARMEL
– SDK_X86

Ejemplo scratchbox (2)

● Compilar el hola mundo...
● file hello

Referencias

● linuxemb.wikidot.com/tesis-c3
● https://www6.software.ibm.com/developerwo

rks/education/l-cross/index.html

● www.scratchbox.org/
● buildroot.uclibc.org/
● www.eslomas.com/index.php/archives/2007/

01/11/a-vueltas-con-la-virtualizacion