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live-bootstrap의 stage0를 단순화하는 C 컴파일러 프로젝트

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#c-compiler#bootstrapping#tcc#live-bootstrap#reproducible-builds
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GNU Mes를 대체하는 C 컴파일러를 C로 작성해서 TCC를 컴파일하는 프로젝트. Stack-C 중간 언어를 거쳐 감사 가능한 빌드 체인을 구축하며, 이미 TCC 0.9.27 빌드에 성공해 live-bootstrap 결과물과 SHA256 해시가 일치함.

  • 1

    C로 작성한 컴파일러가 Stack-C 중간 언어를 생성하고 M1 어셈블리로 변환

  • 2

    TCC 0.9.27 빌드 성공 — live-bootstrap 결과물과 SHA256 해시 일치 확인

  • 3

    hex0 파일에 C소스 라인↔어셈블리↔중간코드 매핑으로 감사 가능성 확보

  • 4

    x86_64, ARM, RISC-V64 타겟 확장 계획

프로젝트 목표

  • live-bootstrap의 stage0를 단순화하려는 프로젝트임. 구체적으로는 GNU Mes 컴파일러를 대체하는 C 컴파일러를 C로 작성해서 Tiny C Compiler(TCC) 0.9.26을 컴파일하는 것이 목표
  • live-bootstrap이 뭐냐면, 소스코드에서 완전히 재현 가능한(reproducible) 빌드 체인을 구축하는 프로젝트인데, 여기서 가장 초기 단계(stage0)가 제일 복잡함. 이걸 단순화하겠다는 시도

구현 구조

  • 핵심 소스는 tcc_cc.c — i386용 C 컴파일러로, Stack-C라는 스택 기반 중간 언어(Intermediate Language)를 생성함
  • 이 중간 코드를 stack_c.c로 M1 어셈블리로 컴파일하거나, stack_c_interpreter.c로 인터프리팅할 수 있음
  • stdlib.c에 최소한의 C 표준 라이브러리도 포함되어 있음
  • 검증 방법이 꽤 재밌는데, hex0 파일에 3단 컬럼 포맷으로 16진수 ↔ 어셈블리 명령어 ↔ Stack-C 중간 코드 ↔ 원본 C 소스 라인 번호를 다 매핑해둠. 수작업 감사(audit)가 가능하도록 한 거

현재 진행 상황

  • Task 1 완료: chroot 환경에서 TCC를 빌드하고, tcc-boot1과 tcc-boot2가 live-bootstrap 결과물과 동일한 SHA256 해시를 가지는 것을 확인함. tcc-boot0만 다른데, 이건 GNU Mes가 64비트 정수를 지원하는 반면 tcc_cc는 아직 미지원이기 때문
  • Task 2 진행 중: stage0 실행파일들의 외부 의존성을 제거하고 전부 이 C 컴파일러로 빌드하는 작업. blood-elf, kaem, sha256sum, ungz, untar 등 15개 이상의 유틸리티를 이미 성공적으로 컴파일함
  • Task 3 완료: kaem 스크립트로 TCC 0.9.27 빌드 성공. live-bootstrap 프로젝트의 결과물과 동일한 SHA256 해시 확인

향후 계획

  • x86 외에 x86_64, ARM, RISC-V64 타겟으로 Stack-C 변환기를 작성할 예정. x86_64는 비교적 단순하지만 나머지는 QEMU 같은 에뮬레이션 환경에서 테스트가 필요한 상황
  • TCC 컴파일에 필요한 C 문법 부분 집합을 분석하기 위해 최소 C 전처리기(min_tcc_preprocessor.cpp)와 파서(CParser.c)도 개발함

재현 가능한 빌드의 신뢰 체인을 처음부터 쌓아가는 프로젝트. 보안과 공급망 무결성이 중요해지는 시대에 의미 있는 작업.

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