C++信创适配踩坑记

1. 引言

事情是这样的：前段时间我用 C++ 开发了一个功能模块，原本跑在主流 Linux 发行版上稳如老狗。项目临近上线，突然接到通知——得适配到信创环境，而且要在周末完成部署并现场演示。结果周一一大早，领导一进门就问：“这个适配工作，今天能做完吗？”

好家伙，我直接好家伙，周末截止的任务，周一问就我能不能当天搞定？现在层层加码一加就五天了？只能勉强答应了。不过好在领导也就是问问，实际上信创适配一共花了2~3天。其实大部分信创也就是 Linux 分发版的一种，如果理想的情况下，一天就适配完成大概率是可行的。这里就记录一下笔者在 C++ 信创适配过程中踩过的那些坑。

2. Docker方案

信创（信息技术应用创新）体系中的操作系统几乎全部基于 Linux 内核，属于 Linux 发行版的国产化分支。当前主流产品如下：

操作系统 开发单位 基础来源 主要架构 典型应用场景
银河麒麟（KylinOS / Ubuntu Kylin） 麒麟软件（中国电子旗下） Ubuntu / FreeBSD（早期） x86_64, ARM64（飞腾、鲲鹏） 政府、军工、金融
中标麒麟（NeoKylin） 麒麟软件（已与银河麒麟合并） CentOS / Red Hat x86_64, ARM64 企业服务器、关键基础设施
统信 UOS（UnionTech OS） 统信软件 Debian / Deepin x86_64, ARM64, LoongArch（龙芯） 党政办公、教育、通用桌面
中科方德 中科院软件所 Fedora / Red Hat x86_64, ARM64 金融、医疗、教育
普华操作系统 中国电科 Debian / Ubuntu x86_64 工业控制、嵌入式
麒麟信安操作系统 麒麟信安 CentOS / 自研加固 x86_64, ARM64 安全要求极高的专网环境
华为 openEuler 华为（开源社区） 自研（兼容 RHEL 生态） x86_64, ARM64, RISC-V 云计算、服务器、信创云底座

📌 注意：

  • 龙芯（LoongArch） 是独立指令集，与其他架构不兼容。
  • 飞腾、鲲鹏、海光、兆芯 等 CPU 中：
    • 飞腾/鲲鹏 → ARM64
    • 海光/兆芯 → x86_64（兼容 Intel/AMD）

Docker 具有 环境隔离 + 自包含 的特性，一个 Docker 镜像自带：

  • 完整的用户空间（glibc、库、工具链）
  • 应用及其依赖
  • 运行时环境（Python、Java、Node.js 等）

因此信创适配最好的方案就是使用 Docker。但是使用 Docker 也没那么简单，因为信创系统不像其他 Linux 发行版那样随处可见，提前准备的 Docker 镜像不一定能在不同信创系统上运行。大概来说，至少需要需要 满足两个条件：

条件 说明
1. CPU 架构一致 如都是 linux/arm64（飞腾/鲲鹏）或 linux/amd64（海光/兆芯）
2. 不依赖宿主机特有服务 如 systemd、特定硬件驱动、内核模块等

举例来说，如果提前构建了一个 arm64v8/ubuntu:20.04 Docker镜像，里面跑一个 C++ 程序，那么理论上这个镜像可以在如下系统运行：

  • 银河麒麟 V10（ARM64）
  • 统信 UOS（ARM64）
  • openEuler（ARM64）
  • 甚至树莓派（ARM64）

但这些只是理论上的，实际的情况可能很复杂，比如说：

  1. 依赖特定国产中间件或安全模块

    • 如调用 国密算法硬件加速卡、可信计算模块（TPCM）
    • 这类功能需要容器挂载设备或加载内核驱动 → 需在目标机器上测试

  2. 使用了发行版特有包管理器或路径

    • 比如硬编码 /etc/kylin-release 或调用 uos-update
    • 解决方案：用标准 Linux 路径，避免探测发行版

  3. 龙芯（LoongArch）平台

    • 指令集完全不同，必须单独构建 linux/loong64 镜像
    • 目前 Docker Hub 官方镜像对 LoongArch 支持有限，需自行构建 base 镜像

  4. 安全合规要求

    • 某些信创项目要求所有软件必须通过认证（如等保、密评）
    • 即使技术上能跑，也可能需要提供适配证明或检测报告

3. 运行时

3.1 gcc/g++7

虽然 Docker 方案好用，但是没有提前准备也是没辙，因此这里笔者还是在本地环境中部署。本地部署第一步当然是部署运行时环境，虽然 C++ 程序不用部署额外的本地运行时环境，但是谁能想到，这个信创系统没有预装 g++ ：

[root@cg58 ~]# g++ --version
-bash: g++：未找到命令
[root@cg58 ~]# gcc --version
gcc (GCC) 7.3.0

尝试使用 apt 指令没有成功，那就先看看具体是哪个操作系统：

[root@cg58 ~]# cat /etc/os-release
NAME="kylin_arm"
VERSION="V10 (Halberd)"
ID="kylin"
VERSION_ID="V10"
PRETTY_NAME="kylin_arm"
ANSI_COLOR="0;31"

可以明确判断，使用的是 银河麒麟高级服务器操作系统 V10（ARM64 架构），代号 “Halberd”，通常底层兼容 CentOS / RHEL（尤其是早期版本），但部分软件源和包管理可能经过定制或限制。尝试使用 yum 进行安装：

sudo yum install gcc-c++ -y

也提示找不到安装包。不过好在可以联网，那么可以添加一个兼容的公网 ARM 源，因为银河麒麟 V10（ARM）与 openEuler 20.03 LTS 高度兼容，且 openEuler 提供完整的 ARM64 软件包，包括新版 GCC。

运行以下命令创建新 repo 文件：

cat <<EOF | sudo tee /etc/yum.repos.d/openeuler-arm.repo
[openEuler-os]
name=openEuler OS for aarch64
baseurl=https://repo.openeuler.org/openEuler-20.03-LTS-SP3/OS/aarch64/
enabled=1
gpgcheck=0

[openEuler-EPOL]
name=openEuler EPOL (Extra Packages)
baseurl=https://repo.openeuler.org/openEuler-20.03-LTS-SP3/EPOL/main/aarch64/
enabled=1
gpgcheck=0
EOF

然后清理并重建 yum 缓存：

sudo yum clean all
sudo yum makecache

安装 g++：

sudo yum install gcc-c++ -y

检查是否成功：

[root@cg58 ~]# g++ --version
g++ (GCC) 7.3.0
[root@cg58 ~]# gcc --version
gcc (GCC) 7.3.0

3.2 gcc/g++9

g++ 7.3.0 总算安装上了。不过在后续部署的过程中发现了一个问题，那就是 GCC 7 对于C++17的支持是不全的。比如笔者这里构建std::filesystem相关的代码的时候就不能编译成功。但是上述源中是找不到 gcc/g++9 的，也就是使用 yum 安装的方法行不通。那么怎么办呢？解决思路很简单，就是自己编译 gcc/g++9 编译器。

编译编译器，这看起来有点天方夜谭。但其实像一些比较强大的编程语言，都有 自举 的能力。什么叫做自举呢？通俗来说，就像造汽车需要扳手这样工具，可问题是扳手本身也是别的工具来造，工具又需要工具的工具来造……那么最初没有工具的时候，是怎么开始的？“自举”就是解决这个问题的思路：先用简单的方法做出一个“能用但粗糙”的版本，再用这个版本去造更好的自己。回到编程语言上来，如果一种编程语言可以用它自己来编写自己的编译器，就叫“能自举”。而 C++ 就是这种能自举的编程语言，换句话说，完全可以使用 gcc/g++7 来编译构建 gcc/g++9。

具体的构建脚本如下所示：

# 1. 确保基础编译工具已安装（你已经有了）
sudo yum install -y gcc gcc-c++ make bison flex glibc-devel zlib-devel

# 2. 下载 GCC 9.4.0
cd /tmp
wget https://ftp.gnu.org/gnu/gcc/gcc-9.4.0/gcc-9.4.0.tar.gz
tar -xf gcc-9.4.0.tar.gz
cd gcc-9.4.0

# 3. 关键一步：自动下载 GMP/MPFR/MPC
./contrib/download_prerequisites

# 4. 配置（跳过文档，避免 texinfo 问题）
mkdir build && cd build
../configure \
    --prefix=/usr/local/gcc-9.4.0 \
    --enable-languages=c,c++ \
    --disable-multilib \
    --with-arch=armv8-a \
    --with-tune=cortex-a72 \      
    --build=aarch64-linux-gnu \
    --host=aarch64-linux-gnu \
    --target=aarch64-linux-gnu \
    --without-info \
    --without-man \
    --disable-bootstrap

# 5. 编译（耐心等待，ARM64 较慢）
make -j$(nproc)

# 6. 安装
sudo make install-strip

因为涉及到从远端下载文件，所以最好还是一步一步执行。如果获取 gcc-9.4.0.tar.gz 很慢，可以使用代理，或者找一台网速比较好的机器下载再上传。

./contrib/download_prerequisites是用来自动下载依赖库 GMP、MPFR 和 MPC的，对应的版本和地址是：

文件 官方 URL
gmp-6.1.0.tar.bz2 https://ftp.gnu.org/gnu/gmp/gmp-6.1.0.tar.bz2
mpfr-3.1.4.tar.bz2 https://ftp.gnu.org/gnu/mpfr/mpfr-3.1.4.tar.bz2
mpc-1.0.3.tar.gz https://ftp.gnu.org/gnu/mpc/mpc-1.0.3.tar.gz

也可以从其他能上网的机器（如 Windows 笔记本）下载以上 3 个文件，然后传到信创机器上。注意 GMP、MPFR 和 MPC 必须解压在 GCC 源码根目录下，并且创建同名软链接（或直接重命名目录），最终目录结构应类似：

/tmp/gcc-9.4.0/
├── gmp            → symlink to gmp-6.1.0/
├── mpfr           → symlink to mpfr-3.1.4/
├── mpc            → symlink to mpc-1.0.3/
├── gmp-6.1.0/     (解压后的源码)
├── mpfr-3.1.4/    (解压后的源码)
├── mpc-1.0.3/     (解压后的源码)
├── configure
└── contrib/

编译选项--disable-bootstrap表示避免三阶段自举编译，这样可以大幅缩短编译时间，但也可能导致最终的 GCC 9 包含因 GCC 7 特定行为导致潜在问题。一般快速验证可以加上这个编译选项，正式发布可以取消。

3.2 切换

那么现在系统中有 GCC 7 和 GCC 9 两个版本了，最好配置 update-alternatives 实现切换。

添加系统默认 GCC 7：

sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/bin/gcc-7.3.0 70 \
                         --slave /usr/bin/g++ g++ /usr/bin/g++-7.3.0

添加刚编译的 GCC 9：

sudo update-alternatives --install /usr/bin/gcc gcc /usr/local/gcc-9.4.0/bin/gcc 90 \
                         --slave /usr/bin/g++ g++ /usr/local/gcc-9.4.0/bin/g++

使用如下指令验证是否注册成功：

update-alternatives --list gcc

应输出：

/usr/bin/gcc-7.3.0
/usr/local/gcc-9.4.0/bin/gcc

交互式切换版本可输入如下指令：

sudo update-alternatives --config gcc

会看到类似：

There are 2 programs which provide 'gcc'.

  Selection    Command
-----------------------------------------------
*+ 1           /usr/local/gcc-9.4.0/bin/gcc
   2           /usr/bin/gcc-7.3.0

Enter to keep the current selection[+], or type selection number:

输入 2 切回 GCC 7，输入 1 切回 GCC 9。

可再次输入指令当前生效版本：

gcc --version
g++ --version

4. 库和程序

不得不说，在信创系统上找一个靠谱的源来下载工具和库包还挺麻烦的，尤其是 arm64 架构的。比如说我想安装 7z 压缩工具，系统官方源没有，openEuler 源也没有，甚至 7z 官方也不提供 arm64 安装包。没有别的办法，自己从源码进行构建吧。其实在 Linux 上构建程序还是挺简单的：

cd /root/work/program/

# 下载源码（17.04 是目前广泛使用的稳定版本）
wget https://github.com/p7zip-project/p7zip/archive/refs/tags/v17.04.tar.gz

# 解压
tar -xzf v17.04.tar.gz
cd p7zip-17.04

# 使用 7z makefile（功能最全）
make 7z

# 安装到 /usr/local/bin 等标准路径
sudo make install

至于一些常用的 C/C++ 依赖库包，可以使用的是这个 BuildCppDependency 工具，通过 Linux Shell 脚本离线安装。如果工具中没有自己想要的库，那么就比较考验自己的 C++ 程序的构建水平了。可以参考笔者的系列文章——《CMake构建学习笔记-目录》；另外 BuildCppDependency 工具中也有一些现成的脚本可供修改参考。

最后需要注意的是，因为 GCC 9 编译器是自己安装的，但是在构建的时候可能并不会优先找到 GCC 9 的环境中去，需要先设置 LD_LIBRARY_PATH：

export LD_LIBRARY_PATH=/opt/gcc-9.4.0/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

另外，构建系统（比如CMake）可能也不会主动去找 g++9 编译器，导致编译失败。因此可以给构建系统显式指定 g++9 编译器的路径，以保证使用了 C++ 新特性的代码能够编译通过。

posted @ 2025-11-20 09:11  charlee44  阅读(46)  评论(0)    收藏  举报