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Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

[Tutoriel] Installation manuelle de GCC (et du fxSDK)

Posté le 31/05/2014 17:02

Parmi les compilateurs C/C++ modernes de premier plan (LLVM, GCC, MSVC...), GCC est le seul à avoir un backend SuperH, ie. capable de générer des add-ins pour les calculatrices CASIO. Dans ce tutoriel, on va voir comment compiler GCC à la main. J'y mentionne également par le symbole les étapes supplémentaires nécessaires pour installer le fxSDK tout entier à la main.

Ce tutoriel était initialement utilisé pour toutes les installation de GCC pour la calculatrice, mais il y a maintenant des méthodes automatiques via le dépôt sh-elf-gcc, via MiddleArch ou même l'installation complète du fxSDK avec GiteaPC. Le texte ci-dessous est donc destiné à des personnes relativement expérimentées avec le terminal et les processus classiques de compilation, et spécifiquement à ceux qui voudraient tester des configurations inhabituelles. Pour relire l'ancien tutoriel, voir sur la forge Gitea.

Ce tutoriel est écrit pour Linux mais vous pouvez le suivre sous Windows 10 en utilisant WSL qui vous donnera accès à Ubuntu.

1. Présentation du processus

Dans ce tutoriel, on va compiler plusieurs logiciels. Côté compilateur, d'abord binutils, une suite de programmes qui gère l'assembleur, les fichiers objets, les bibliothèques, et l'édition des liens ; puis GCC, le compilateur C/C++ en lui-même.

Ensuite on va faire un détour par le fxSDK pour installer la bibliothèque mathématique et la bibliothèque standard C qui sont nécessaires pour avoir accès à la totalité du langage C.

On reviendra alors vers GCC, puisqu'une fois la lib standard C installée on peut compiler la bibliothèque standard C++, qui est là aussi nécessaire pour avoir accès à la totalité du langage C++.

Enfin on pourra finir l'installation du fxSDK avec gint et d'autres bibliothèques.

[fxSDK] Commencez par installer le dépôt fxsdk, qui fournit la sysroot dans laquelle on va installer le compilateur. C'est un cmake/make classique.

2. Installation des dépendances

Nos calculatrices utilisent des processeurs de la famille SuperH, on ne peut donc pas utiliser le même compilateur C que quand on programme pour l'ordinateur. On va utiliser un cross-compilateur qui ne s'appelera pas gcc mais sh-elf-gcc, attention à ne pas confondre !

Téléchargez la dernière version de binutils (téléchargement ici) ainsi que la dernière version de GCC (téléchargement ici). En cas d'erreur insondable, vous pourrez toujours tenter d'autres versions plus tard.

Attention : Si votre GCC système est en version 12.1 ou 12.2 (tapez gcc -v pour le déterminer), vous devez prendre GCC 11.1 pour la calculatrice à cause de ce bug de GCC pour x86_64.

Bien sûr GCC est un logiciel complexe avec pas mal de dépendances. Voici de quoi les installer :

# Pour Debian, Ubuntu, Mint, WSL pour Windows, et autres dérivés de Debian :
% sudo apt install libmpfr-dev libmpc-dev libgmp-dev libpng-dev libppl-dev flex g++ git texinfo
# Pour Arch Linux, Manjaro, et autres dérivés de Arch :
% sudo pacman -S mpfr libmpc gmp libpng ppl flex gcc git texinfo

  • MPFR : calcul flottant à précision arbitraire
  • MPC : calcul complexe à précision arbitraire
  • GMP : arithmétique entière multi-précision
  • libPNG : manipulations d'images PNG
  • PPL : optimisation polyhédrique (optimisation magique)
  • flex : générateur d'analyseurs lexicaux
  • g++ : compilateur C++ pour votre système
  • git : gestionnaire de versions
  • texinfo : générateur de documentation formatée

3. Préparation de l'environnement de compilation

Le compilateur et toutes les bibliothèques pour la calculatrice vont être installées dans un même dossier. Si vous utilisez le fxSDK, ce dossier est pré-choisi et la commande fxsdk path sysroot vous l'affiche. Sinon vous pouvez aller où vous voulez, mais restez dans votre dossier personnel.

% export PREFIX="$(fxsdk path sysroot)"
# Exemple de dossier hors fxSDK :
# export PREFIX="$HOME/opt/sh-elf-2.39-11.1.0"

% mkdir -p $PREFIX

Assurez-vous que $PREFIX/bin est dans votre PATH. Extrayez le contenu des archives que vous avez téléchargées dans un dossier temporaire, et créez deux répertoires build-binutils et build-gcc.

% tar -xJf binutils-2.39.tar.xz
% tar -xJf gcc-11.1.0.tar.xz
% mkdir build-binutils build-gcc

On va ensuite appliquer quelques patchs. On va d'abord toucher un fichier de binutils pour éviter la régénération d'un parser avec bison qui ne marche plus depuis longtemps :

% touch binutils-2.39/intl/plural.c

Si vous utilisez GCC 11.1 (et sans doute quelques versions d'avant), téléchargez de plus ce patch qui désactive des tests de configuration inutilement aggressifs dans la lib C++ et appliquez-le :

% patch -u -N -p0 < gcc-11.1.0-libstdc++-v3-skip-dlopen.patch

4. Compilation de binutils

La compilation de binutils est un configure/make classique. Les options qu'on utilise sont :

  • --prefix pour indiquer le dossier d'installation final.
  • --target="sh3eb-elf" pour spécifier qu'on veut un cross-compilateur pour SuperH.
  • --with-multilib-list="m3,m4-nofpu" indique plus précisément qu'on veut une variante pour SH3 et une pour SH4 sans FPU.
  • --program-prefix="sh-elf-" renomme le compilateur de sh3eb-elf-gcc à sh-elf-gcc vu qu'on a aussi le SH3.

Il n'y a pas beaucoup d'autres options intéressantes, mais vous pouvez les voir toutes avec configure --help.

% cd build-binutils
% ../binutils-2.39/configure --prefix="$PREFIX" --target="sh3eb-elf" --with-multilib-list="m3,m4-nofpu" --program-prefix="sh-elf-"

Une fois que tout est configuré, il n'y a plus qu'à compiler et à installer. Normalement ça va assez vite, comptez quelques minutes.

% make -j4
% make install-strip

Les exécutables de binutils ont dû apparaître dans $PREFIX/bin Essayez sh-elf-ld --version qui doit vous renvoyer la version de binutils (ici 2.39).

5. Compilation de gcc et de libgcc

Ensuite c'est pareil mais pour GCC. En plus des options précédentes, on indique :

  • --enable-languages="c,c++" qui spécifie les compilateurs qu'on veut. Si vous voulez expérimenter avec d'autres langages notamment Ada, D, Go ou Fortran, c'est là qu'il faut commencer !
  • --without-headers qui indique essentiellement qu'on veut un cross-compilateur.
  • --enable-clocale="generic" qui simplifie le module <locale> de la lib C++.
  • --enable-libstdcxx-allocator qui fait de même avec les allocateurs mémoire.
  • --disable-threads qui désactive le threading (qu'on n'a pas).
  • --disable-libstdcxx-verbose qui élimine des logs dans la lib C++.
  • --enable-cxx-flags="-fno-exceptions" qui désactive les exceptions durant la compilation de la lib C++.

Voyez le guide de configuration pour toutes les options utiles.

% cd "$PREFIX/build-gcc"
% ../gcc-11.1.0/configure --prefix="$PREFIX" --target="sh3eb-elf" --with-multilib-list="m3,m4-nofpu" --enable-languages="c,c++" --without-headers --program-prefix="sh-elf-" --enable-clocale="generic" --enable-libstdcxx-allocator --disable-threads --disable-libstdcxx-verbose --enable-cxx-flags="-fno-exceptions

Cette fois la compilation occupera entre 10 et 30 minutes... ou 5/6 heures sur un vieux Raspberry Pi.

% make -j4 all-gcc all-target-libgcc
% make install-strip-gcc install-strip-target-libgcc

Avec ça vous devez pouvoir taper sh-elf-gcc -v et la version et les options de compilation.

[fxSDK] C'est le moment d'installer OpenLibm, avec make.
[fxSDK] Installez aussi la lib C, fxlibc, un autre cmake/make classique.

6. Compilation de libstdc++

On peut maintenant revenir dans le dossier de compilation de GCC et compiler des libs plus évoluées, comme la lib C++. Si vous testez d'autres langages (par exemple D) c'est le moment de compiler les libs qui vont avec (libphobos), ou même de compiler libssl, libiberty, etc. selon vos goûts.

% make -j4 all-target-libstdc++-v3
% make install-strip-target-libstdc++-v3

Et voilà, la toolchain est complète. Si vous manquez d'espace disque vous pouvez supprimez les archives, dossiers de sources, et dossiers de build de binutils et GCC.

[fxSDK] Installez maintenant gint, et les autres libs qui vous plaisent (eg. libprof, zlib, etc).

Et voilà, vous avez un compilateur C/C++ complet voire un SDK complet pour programmer des add-ins.

Fichier joint


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Zezombye En ligne Rédacteur Points: 1756 Défis: 13 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 01:13 | #


Concernant le g1a-wrapper, d'après mes tests il inverse la couleur des bmp monochromes (par contre les bmp 24 bits vont bien).
Divers jeux : Puissance 4 - Chariot Wars - Sokoban
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Dark storm En ligne Labélisateur Points: 11571 Défis: 176 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 09:15 | #


Non, c'est juste que ta palette est pas correcte (il faut mettre le noir sur la couleur 1, et le blanc sur le 0). Dans GIMP y'a un menu spécial pour ça.
Finir est souvent bien plus difficile que commencer. — Jack Beauregard
Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 09:25 | #


À vrai dire il a raison, la palette monochrome normale sur les ordinateurs c'est 0=noir, 1=blanc, à cause des écrans LCD et similaires. C'est plutôt moi qui devrait tenir compte de la palette dans l'en-tête bitmap, ce que je ne fais pas.

Je suis susceptible de passer au png avec libpng pour la prochaine version, ce qui évitera ce genre de désagréments.
Dark storm En ligne Labélisateur Points: 11571 Défis: 176 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 10:20 | #


Ah, en voilà une bonne idée
Un bon vieux PNG en (X8)R8G8B8, au moins y'a pas d'emmerdes pour l'enregistrement
Finir est souvent bien plus difficile que commencer. — Jack Beauregard
Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 10:21 | #


L'idée d'origine c'était d'utiliser le bitmap deux raisons : avoir un truc qui tourne vite (la libpng c'est compliquééé), et pas de dépendances.

Mais d'un côté pour compiler GCC il faut la libpng-dev donc ce n'est pas un problème !

Ajouté le 21/08/2018 à 17:01 :
J'ai réécrit ce tutoriel de bout en bout ! Seule la partie sur la compilation avec fxlib est restée dans un spoiler, je vais finir par la changer de topic car ce n'est plus vraiment du gcc.

J'ai aussi ajouté une section sur newlib pour ceux qui veulent tester le port de Memallox.
Dark storm En ligne Labélisateur Points: 11571 Défis: 176 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 18:26 | #


Je vais voir avec Louise pour qu'elle me mette en mainteneur sur l'AUR. Je mettrais à jour le pkgbuild.
Finir est souvent bien plus difficile que commencer. — Jack Beauregard
Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 18:27 | #


Ah ce serait très pratique ça, merci !
Dark storm En ligne Labélisateur Points: 11571 Défis: 176 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 18:29 | #


Tu pourras ajouter un mot dans l'en-tête pour les flemmards d'Arch
Finir est souvent bien plus difficile que commencer. — Jack Beauregard
Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 21/08/2018 18:32 | #


Exact, c'est chose faite !
Zezombye En ligne Rédacteur Points: 1756 Défis: 13 Message

Citer : Posté le 23/08/2018 13:42 | #


J'essaie d'inclure un syscall avec un fichier src, mais vu que (je présume) le fichier est en syntaxe renesas, gcc ne reconnait pas la syntaxe et il arrive pas à compiler.

    .export    _getkey
    
_getkey:
    mov.l    syscall_table, r2
    mov.l    _getkey_code, r0
    jmp    @r2
    nop
_getkey_code:
    .data.l    H'247



syscall_table:
    .data.l    H'80010070

    .end


Comment je fais pour le convertir en assembleur que gcc connait ?

Edit: je l'ai renommé en syscalls.s mais j'ai toujours des erreurs de syntaxe :
syscalls.s: Assembler messages:
syscalls.s: Warning: end of file not at end of a line; newline inserted
syscalls.s:1: Error: unknown pseudo-op: `.export'
syscalls.s:9: Error: unknown pseudo-op: `.data.l'
syscalls.s:14: Error: unknown pseudo-op: `.data.l'

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Memallox Hors ligne Membre Points: 161 Défis: 0 Message

Citer : Posté le 23/08/2018 13:45 | #


If c is also ok:

#define _CASIO_SYSCALLS_SCA 0xD201D002
#define _CASIO_SYSCALLS_SCB 0x422B0009
#define _CASIO_SYSCALLS_SCE 0x80010070

typedef void* (*malloc_type)(size_t size);
const unsigned int malloc_address[] = { SCA, SCB, SCE, 0x0ACC };
const malloc_type malloc = (malloc_type) malloc_address;

void main(void) {
    malloc(10);
}


Note that malloc is not exactly a function here, but a function pointer.
Stop starting~ Start finishing~
Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 23/08/2018 13:48 | #


I've got nothing against using C but hardcoding compiled assembler... I can't get used to that.

Here's the GAS-syntax equivalent you need, Zezombye:

    .global    _getkey
    
_getkey:
    mov.l    syscall_table, r2
    mov.l    _getkey_code, r0
    jmp      @r2
    nop
_getkey_code:
    .long    0x247

syscall_table:
    .long    0x80010070
Zezombye En ligne Rédacteur Points: 1756 Défis: 13 Message

Citer : Posté le 23/08/2018 13:50 | #


Thanks, works fine now.

I know about the C idiom but I find the assembly easier to understand
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Cakeisalie5 Hors ligne Membre de CreativeCalc Points: 1869 Défis: 10 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:25 | #


Pour g1a-wrapper, non seulement je trouve ça étrange que tu nous fasses nous connecter en toi, mais en plus j'ai plein de warnings.

mkdir -p build
gcc -c src/bmp_utils.c -o build/bmp_utils.o -Iinclude -W -Wall
gcc -c src/g1a-wrapper.c -o build/g1a-wrapper.o -Iinclude -W -Wall
src/g1a-wrapper.c: Dans la fonction « generate »:
src/g1a-wrapper.c:424:9: warning: les cibles pointées dans le passage de l'argument 1 de « strcpy » diffèrent dans la plage signée [-Wpointer-sign]
  strcpy(data, "USBPower");
         ^~~~
In file included from include/g1a-wrapper.h:13,
                 from src/g1a-wrapper.c:14:
/usr/include/string.h:121:14: note: « char * restrict » attendu mais l'argument est de type « unsigned char * »
extern char *strcpy (char *__restrict __dest, const char *__restrict __src)
              ^~~~~~
src/g1a-wrapper.c:459:15: warning: les cibles pointées dans le passage de l'argument 1 de « strncpy » diffèrent dans la plage signée [-Wpointer-sign]
  strncpy(data + 32, options.internal, 8);
          ~~~~~^~~~
In file included from include/g1a-wrapper.h:13,
                 from src/g1a-wrapper.c:14:
/usr/include/string.h:124:14: note: « char * restrict » attendu mais l'argument est de type « unsigned char * »
extern char *strncpy (char *__restrict __dest,
              ^~~~~~~
src/g1a-wrapper.c:463:15: warning: les cibles pointées dans le passage de l'argument 1 de « strncpy » diffèrent dans la plage signée [-Wpointer-sign]
  strncpy(data + 48, options.version, 10);
          ~~~~~^~~~
In file included from include/g1a-wrapper.h:13,
                 from src/g1a-wrapper.c:14:
/usr/include/string.h:124:14: note: « char * restrict » attendu mais l'argument est de type « unsigned char * »
extern char *strncpy (char *__restrict __dest,
              ^~~~~~~
src/g1a-wrapper.c:465:15: warning: les cibles pointées dans le passage de l'argument 1 de « strncpy » diffèrent dans la plage signée [-Wpointer-sign]
  strncpy(data + 60, options.date, 14);
          ~~~~~^~~~
In file included from include/g1a-wrapper.h:13,
                 from src/g1a-wrapper.c:14:
/usr/include/string.h:124:14: note: « char * restrict » attendu mais l'argument est de type « unsigned char * »
extern char *strncpy (char *__restrict __dest,
              ^~~~~~~
src/g1a-wrapper.c:471:15: warning: les cibles pointées dans le passage de l'argument 1 de « strncpy » diffèrent dans la plage signée [-Wpointer-sign]
  strncpy(data + 468, options.name, 8);
          ~~~~~^~~~~
In file included from include/g1a-wrapper.h:13,
                 from src/g1a-wrapper.c:14:
/usr/include/string.h:124:14: note: « char * restrict » attendu mais l'argument est de type « unsigned char * »
extern char *strncpy (char *__restrict __dest,
              ^~~~~~~
gcc -c src/error.c -o build/error.o -Iinclude -W -Wall
gcc build/bmp_utils.o build/g1a-wrapper.o build/error.o -o build/g1a-wrapper -Iinclude -W -Wall


Plus qu'à caster tout plein de choses en (unsigned char *)

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Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:27 | #


Le coup du g1a-wrapper est vraiment chelou, c'est vrai que c'est le truc no. 1 à changer. Disons qu'au moins ça marche, c'est le minimum.

Les warnings c'est juste parce que j'ai passé de unsigned char * au lieu de char * ; accessoirement parce que les messages ont été super mal traduits vers le français.
Cakeisalie5 Hors ligne Membre de CreativeCalc Points: 1869 Défis: 10 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:35 | #


Y a plus qu'à

Aussi, faudrait changer le passage suivant du coup

Lephenixnoir a écrit :
Pour ça, vous avez (à l'heure où j'écris cette version du tutoriel), deux choix : utiliser fxlib porté pour gcc, ou bien utiliser gint.


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Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:47 | #


Hmm, pourquoi ? J'ai écrit cette version il y a moins de deux semaines, sûrement les versions de fxlib/gcc et de gint disponibles à l'époque le sont encore non ? J'admets qu'il faut être chaud pour utiliser gint actuellement, mais il y a déjà des add-ins en prod avec.
Cakeisalie5 Hors ligne Membre de CreativeCalc Points: 1869 Défis: 10 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:48 | #


Bah y a la newlib maintenant aussi.

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Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:50 | #


Hein ? La newlib n'est pas (encore) un runtime. Elle s'ajoute à fxlib/gcc ou à gint et est indépendante. Elle fournit les fonctions standard, mais jusqu'à présent aucune fonction de dessin, aucun linker script, et pas de crt0.
Cakeisalie5 Hors ligne Membre de CreativeCalc Points: 1869 Défis: 10 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:55 | #


Autant pour moi, il me semblait que le port de Memallox réimplémentait déjà quelques fonctions de la fxlib, genre ce qu'il faut pour faire un syscall

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Lephenixnoir Hors ligne Administrateur Points: 22763 Défis: 149 Message

Citer : Posté le 01/09/2018 14:58 | #


Il le fait mais, d'après les discussion qu'on a eues jusqu'à présent, c'était plus pour récupérer malloc() que pour réimplémenter un environnement indépendant.
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