如何获得最小的 ocamlopt 编译的本机二进制文件？

Question

我很惊讶地发现，即使是这样的简单程序：

print_string "Hello world !\n";

当通过ocamlopt 使用一些非常激进的选项（使用musl）静态编译为本机代码时，在我的系统上仍然约为 190KB。

$ ocamlopt.opt -compact -verbose -o helloworld \
    -ccopt -static \
    -ccopt -s \
    -ccopt -ffunction-sections \
    -ccopt -fdata-sections \
    -ccopt -Wl \
    -ccopt -gc-sections \
    -ccopt -fno-stack-protector \
    helloworld.ml && { ./helloworld ; du -h helloworld; }
+ as -o 'helloworld.o' '/tmp/camlasm759655.s'
+ as -o '/tmp/camlstartupfc4271.o' '/tmp/camlstartup5a7610.s'
+ musl-gcc -Os -o 'helloworld'   '-L/home/vaab/.opam/4.02.3+musl+static/lib/ocaml' -static -s -ffunction-sections -fdata-sections -Wl -gc-sections -fno-stack-protector '/tmp/camlstartupfc4271.o' '/home/vaab/.opam/4.02.3+musl+static/lib/ocaml/std_exit.o' 'helloworld.o' '/home/vaab/.opam/4.02.3+musl+static/lib/ocaml/stdlib.a' '/home/vaab/.opam/4.02.3+musl+static/lib/ocaml/libasmrun.a' -static  -lm 
Hello world !
196K    helloworld

如何从 ocamlopt 获取最小的二进制文件？

190KB 的大小对于像今天的限制（iot、android、alpine VM...）这样的简单程序来说太过分了，并且与简单的 C 程序（大约 6KB，或直接编码 ASM）相比很差并调整一些东西以获得可能在 150B 左右的工作二进制文件）。我天真地认为我可以简单地放弃C 来编写简单的静态程序来做一些琐碎的事情，编译后我会得到一些简单的汇编代码，这些代码与等效的 C 程序相比不会那么大。那可能吗 ？

我认为我理解的内容：

当删除 gcc 的 -s 以获取有关二进制文件中剩余内容的一些提示时，我可以注意到很多 ocaml 符号，并且我还读到了 ocamlrun are meant to be interpreted even in this form 的一些环境变量。就好像ocamlopt 所说的“本地编译”是将程序的ocamlrun 和非本地bytecode 打包到一个文件中并使其可执行。不完全是我所期望的。我显然错过了一些重要的点。但如果是这样的话，我会很感兴趣为什么它不像我预期的那样。

其他编译为本机代码的语言也有同样的问题：给一些天真的用户（比如我自己）留下大致相同的问题：

• 去：Reason for huge size of compiled executable of Go
• 锈：Why are Rust executables so huge?

我也用 Haskell 进行了测试，并且在没有调整的情况下，所有语言的编译器都会为“hello world”程序生成 700KB 以上的二进制文件（调整之前的 Ocaml 也是如此）。

Answer 1

您的问题非常广泛，我不确定它是否符合 Stackoverflow 的格式。它值得一个彻底的discussion。

190KB 的大小对于像今天这样的简单程序（iot、android、alpine VM...）来说太大了，并且与简单的 C 程序（大约 6KB，或直接编码 ASM 并进行调整）相比也很糟糕获得可能在 150B 左右的工作二进制文件的事情）

首先，这不是一个公平的比较。如今，已编译的 C 二进制文件远非独立二进制文件。它应该更像是框架中的插件。因此，如果您想计算给定二进制文件实际使用了多少字节，我们将计算加载程序、shell、libc 库以及整个 linux 或 windows 内核的大小——它们总共构成了应用程序的运行时。

OCaml 与 Java 或 Common Lisp 不同，它对通用 C 运行时非常友好，并尝试重用其大部分功能。但是 OCaml 仍然带有自己的运行时，其中最大（也是最重要的部分）是垃圾收集器。运行时间不是很大（大约 30 KLOC），但仍然会增加重量。而且由于 OCaml 使用静态链接，每个 OCaml 程序都会有一份它的副本。

因此，C 二进制文件具有显着优势，因为它们通常在 C 运行时已经可用的系统中运行（因此它通常被排除在等式之外）。但是，有些系统根本没有 C 运行时，只有 OCaml 运行时，例如，参见 Mirage。在这样的系统中，OCaml 二进制文件更为有利。另一个例子是OCaPic 项目，其中（在调整编译器和运行时）他们设法将 OCaml 运行时和程序放入 64Kb 闪存中（阅读paper，它对二进制大小非常有洞察力）。

如何从 ocamlopt 获取最小的二进制文件？

当确实需要最小化大小时，使用 Mirage Unikernels 或实现您自己的运行时。对于一般情况，请使用strip 和upx。 （例如，使用 upx --best 我能够将示例的二进制大小减少到 50K，而无需任何技巧）。如果性能不那么重要，那么您可以使用字节码，它通常比机器码小。因此，您只需支付一次（运行时大约 200k），每个程序只需几个字节（例如，您的 helloworld 需要 200 个字节）。

另外，不要创建很多小的二进制文件，而是创建一个二进制文件。在您的特定示例中，helloworld 编译单元的大小在字节码中为 200 字节，在机器码中为 700 字节。剩下的 50k 是启动线束，应该只包含一次。此外，由于 OCaml 在运行时支持动态链接，您可以轻松创建一个加载器，在需要时加载模块。在这种情况下，二进制文件会变得非常小（数百字节）。

就好像 ocamlopt 所说的“本机编译”是将 ocamlrun 和程序的非本机字节码打包到一个文件中并使其可执行。不完全是我所期望的。我显然错过了一些重要的点。但如果是这样的话，我会很感兴趣为什么它不像我预期的那样。

不，不，这是完全错误的。本机编译是指将程序编译为机器代码，无论是 x86、ARM 还是其他。运行时是用 C 语言编写的，编译为机器代码，并且也是链接的。 OCaml标准库大部分是用OCaml写的，也编译成机器码，也链接成二进制（只有那些用到的模块，OCaml静态链接效率很高，前提是程序拆分成模块（编译单元）相当好）。

关于OCAMLRUNPARAM环境变量，它只是一个参数化运行时行为的环境变量，主要是垃圾收集器的参数。