交叉编译

使用预编译包

如果你要为以下平台编译fltk程序的话,很幸运,它们已经有预编译包了:

  • x86_64-pc-windows-gnu
  • x86_64-pc-windows-msvc
  • x86_64-apple-darwin
  • aarch64-apple-darwin
  • x86_64-unknown-linux-gnu
  • aarch64-unknown-linux-gnu

通过rustup设置目标平台(target),然后调用进行编译:

rustup target add <your target> # 使用上列目标平台替换target
cargo build --target=<your target> --features=fltk-bundled

对于arch64-unknonw-linux-gnu,你可能需要指定链接器:

CARGO_TARGET_AARCH64_UNKNOWN_LINUX_GNU_LINKER=aarch64-linux-gnu-gcc cargo build --target=aarch64-unknown-linux-gnu --features=fltk-bundled

你可以在 .cargo/config.toml (HOME下全局配置或在项目根目录下局部配置)中指定好链接器,这样你就不需要在命令中使用了:

# .cargo/config.toml
[target.aarch64-unknown-linux-gnu]
linker = "aarch64-linux-gnu-gcc"

之后便可以直接编译了:

cargo build --target=aarch64-unknown-linux-gnu --features=fltk-bundled

使用cross

如果你安装了docker,可以试试用 cross

cargo install cross
cross build --target=<your target>  # 使用你的target替换,cross build时Docker守护进程必须正在运行,不需要通过rustup添加target

如果你的target需要外部依赖项(比如在Linux上),你必须创建自定义Docker镜像,并经过如下步骤来进行交叉编译:

  1. 设置Cross.toml文件。

    例如,对一个有如下结构的项目来说:

    myapp
         |_src
         |    |_main.rs    
         |
         |_Cargo.toml
         |
         |_Cross.toml
         |
         |_arm64-dockerfile
    

    arm64-dockerfile则是自定义的Docker镜像文件(名称并不重要,只要确保Cross.toml指向该文件)的内容:

    FROM ghcr.io/cross-rs/aarch64-unknown-linux-gnu:edge
    
    ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive
    
    RUN dpkg --add-architecture arm64 && \
        apt-get update && \
        apt-get install --assume-yes --no-install-recommends \
        libx11-dev:arm64 libxext-dev:arm64 libxft-dev:arm64 \
        libxinerama-dev:arm64 libxcursor-dev:arm64 \
        libxrender-dev:arm64  libxfixes-dev:arm64  libgl1-mesa-dev:arm64 \
        libglu1-mesa-dev:arm64 libasound2-dev:arm64 libpango1.0-dev:arm64
    

    注意库包名称后面的架构,如:libx11-dev:arm64。

    Cross.toml的内容:

    [target.aarch64-unknown-linux-gnu]
    dockerfile = "./arm64-dockerfile"
    
  2. 配置Cargo.toml文件:

    [target.aarch64-unknown-linux-gnu]
    pre-build = [""" \
    dpkg --add-architecture arm64 && \
    apt-get update && \
    apt-get install --assume-yes --no-install-recommends \
    libx11-dev:arm64 libxext-dev:arm64 libxft-dev:arm64 \
    libxinerama-dev:arm64 libxcursor-dev:arm64 \
    libxrender-dev:arm64  libxfixes-dev:arm64  libgl1-mesa-dev:arm64 \
    libglu1-mesa-dev:arm64 libasound2-dev:arm64 libpango1.0-dev:arm64 \
    """]
    
  3. 运行cross:

    cross build --target=aarch64-unknown-linux-gnu
    

    第一次运行可能会花较长时间

使用交叉编译 C/C++ toolchain

你需要有一个C/C++交叉编译器,还有设置好前面的方案中提到过的target,(通过rustup target add安装)。

对于Windows和MacOS,系统编译器已经可以向特定的target编译程序了。比如在MacOS上,如果你已经可以使用编译器编译fltk应用程序,你可以这样为其他平台编译(假设你有一个intel x86_64 mac):

rustup target add aarch64-apple-darwin
cargo build --target=arch64-apple-darwin

Linux 编译 64位Windows

在你能够为自己的设备正确编译之后,如果你想在Linux上为64位Windows交叉编译应用程序:

  • 你需要使用下列命令添加Rust target:
    rustup target add x86_64-pc-windows-gnu # 此时在arch上编译
    
  • 安装一个C/C++ 交叉编译器,比如Mingw toolchain。在基于Debian的发行部上,你可以运行:
    apt-get install mingw-w64 # 或者 gcc-mingw-w64-x86-64
    
    在基于RHEL的发行部上:
    dnf install mingw64-gcc
    
    在Arch上:
    pacman -S mingw-w64-gcc
    
    在Alpine上:
    apk add mingw-w64-gcc
    
  • 在项目根目录添加.cargo/config.toml (如果你想全局设置的话,也可以修改HOME目录下的相应文件),并指定链接器和打包工具:
    # .cargo/config.toml
    [target.x86_64-pc-windows-gnu]
    linker = "x86_64-w64-mingw32-gcc"
    ar = "x86_64-w64-mingw32-gcc-ar"
    
  • 运行build:
    cargo build --target=x86_64-pc-windows-gnu
    

x64 linux-gnu 编译 aarch64 linux-gnu

另一个例子是,在基于x86_64 debian的发行版上为基于arm64 debian的发行版进行编译: 假设你已经安装了cmake:

  • 使用下列命令添加 rust target:
    rustup target add aarch64-unknown-linux-gnu
    
  • 安装一个C/C++ 交叉编译器,比如Mingw toolchain。在基于Debian的发行版上,你可以运行:
    apt-get install g++-aarch64-linux-gnu
    
  • 为你的系统添加需要的架构:
    sudo dpkg --add-architecture arm64
    
  • 你可能需要将下列镜像添加到/etc/apt/sources.list以便下载:
    sudo sed -i "s/deb http/deb [arch=amd64] http/" /etc/apt/sources.list
    echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s) main multiverse universe" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
    echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s)-security main multiverse universe" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
    echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s)-backports main multiverse universe" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
    echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s)-updates main multiverse universe" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list
    
    第一条命令改变当前镜像为该系统的 amd64 架构的镜像。其他命令则将 arm64 部分添加到 /etc/apt/sources.list 文件中。
  • 更新程序清单:
    sudo apt-get update
    
  • 为目标平台安装需要的依赖:
    sudo apt-get install libx11-dev:arm64 libxext-dev:arm64 libxft-dev:arm64 libxinerama-dev:arm64 libxcursor-dev:arm64 libxrender-dev:arm64 libxfixes-dev:arm64 libpango1.0-dev:arm64 libgl1-mesa-dev:arm64 libglu1-mesa-dev:arm64 libasound2-dev:arm64
    
    注意,软件包名称中的:arm64后缀。
  • 运行build:
    CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++ CARGO_TARGET_AARCH64_UNKNOWN_LINUX_GNU_LINKER=aarch64-linux-gnu-gcc cargo build --target=aarch64-unknown-linux-gnu
    
    你可以在 .cargo/config.toml (HOME下全局配置或在项目根目录下局部配置)中指定好链接器,这样你就不需要在命令中使用了:
    # .cargo/config.toml
    [target.aarch64-unknown-linux-gnu]
    linker = "aarch64-linux-gnu-gcc"
    
    之后便可以运行:
    cargo build --target=aarch64-unknown-linux-gnu
    

使用docker

直接使用目标平台的docker镜像可以让你免去使用cross交叉编译到不同linux target的麻烦。 你需要一个Dockerfile,来拉取你需要的target,并安装Rust和C++工具链以及所需的依赖。 例如,为allpine linux构建:

FROM alpine:latest AS alpine_build
RUN apk add rust cargo git cmake make g++ pango-dev fontconfig-dev libxinerama-dev libxfixes-dev libxcursor-dev
COPY . .
RUN cargo build --release

FROM scratch AS export-stage
COPY --from=alpine_build target/release/<your binary name> .

然后运行:

DOCKER_BUILDKIT=1 docker build --file Dockerfile --output out .

你的二进制文件将生成在./out目录中。 注意在alpine上,如果你通过rustup安装Rust,你可能需要在你的dockerfile中让musl-gcc和musl-g++指向相应的工具链(运行cargo build之前)。

RUN ln -s /usr/bin/x86_64-alpine-linux-musl-gcc /usr/bin/musl-gcc
RUN ln -s /usr/bin/x86_64-alpine-linux-musl-g++ /usr/bin/musl-g++

由于Rust工具链的这个问题Issue-61328,你可能还在编译时需要添加-C target-feature=-crt-static这个环境变量。

另一个例子是在 amd64 linux-gnu 编译 arm64 linux-gnu 程序:

FROM ubuntu:20.04 AS ubuntu_build

ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

RUN apt-get update -qq
RUN	apt-get install -y --no-install-recommends lsb-release g++-aarch64-linux-gnu g++ cmake curl tar git make
RUN apt-get install -y ca-certificates && update-ca-certificates --fresh && export SSL_CERT_DIR=/etc/ssl/certs
RUN	dpkg --add-architecture arm64 
RUN sed -i "s/deb http/deb [arch=amd64] http/" /etc/apt/sources.list
RUN echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s) main multiverse universe" | tee -a /etc/apt/sources.list 
RUN echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s)-security main multiverse universe" | tee -a /etc/apt/sources.list 
RUN echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s)-backports main multiverse universe" | tee -a /etc/apt/sources.list 
RUN echo "deb [arch=arm64] http://ports.ubuntu.com/ $(lsb_release -c -s)-updates main multiverse universe" | tee -a /etc/apt/sources.list 
RUN	apt-get update -qq && apt-get install -y --no-install-recommends -o APT::Immediate-Configure=0 libx11-dev:arm64 libxext-dev:arm64 libxft-dev:arm64 libxinerama-dev:arm64 libxcursor-dev:arm64 libxrender-dev:arm64 libxfixes-dev:arm64 libpango1.0-dev:arm64 libgl1-mesa-dev:arm64 libglu1-mesa-dev:arm64 libasound2-dev:arm64
RUN curl https://sh.rustup.rs -sSf | sh -s -- --default-toolchain stable --profile minimal -y

ENV PATH="/root/.cargo/bin:$PATH" \
	CC=aarch64-linux-gnu-gcc CXX=aarch64-linux-gnu-g++ \
	CARGO_TARGET_AARCH64_UNKNOWN_LINUX_GNU_LINKER=aarch64-linux-gnu-gcc \
    CC_aarch64_unknown_linux_gnu=aarch64-linux-gnu-gcc \
    CXX_aarch64_unknown_linux_gnu=aarch64-linux-gnu-g++ \
    PKG_CONFIG_PATH="/usr/lib/aarch64-linux-gnu/pkgconfig/:${PKG_CONFIG_PATH}"

RUN rustup target add aarch64-unknown-linux-gnu

COPY . .

RUN  cargo build --release --target=aarch64-unknown-linux-gnu

FROM scratch AS export-stage
COPY --from=ubuntu_build target/aarch64-unknown-linux-gnu/release/<your binary name> .

使用CMake文件

文件的路径可以传递给 CFLTK_TOOLCHAIN 环境变量:

CFLTK_TOOLCHAIN=$(pwd)/toolchain.cmake cargo build --target=<your target>

在较新版本的 CMake(3.20 以上)中,可以直接设置 CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 环境变量。

CMake 文件的内容通常是,设置 CMAKE_SYSTEM_NAME 以及交叉编译器。 在 Linux/BSD 上还需要设置 PKG_CONFIG_EXECUTABLE 和 PKG_CONFIG_PATH。一个示例:

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)

set(triplet aarch64-linux-gnu)
set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/${triplet}-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/${triplet}-g++)
set(ENV{PKG_CONFIG_EXECUTABLE} /usr/bin/${triplet}-pkg-config)
set(ENV{PKG_CONFIG_PATH} "$ENV{PKG_CONFIG_PATH}:/usr/lib/${triplet}/pkgconfig")

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)

注意 CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR 通常是目标平台上 uname -m 的值,其他可能的值参见Possible Values。 我们将此示例中的triplet变量设置为 aarch64-linux-gnu,这是用于 gcc/g++ 编译器以及 pkg-config 的前缀。 这个triplet也等同于 Rust triplet aarch64-unknown-linux-gnu。 PKG_CONFIG_PATH 设置为包含我们target的 .pc 文件的目录,这些是 Linux/BSD 上的 cairo 和 pango 依赖项所必需的。 最后 4 个选项可以防止CMake混淆host/taregt(当前机器和交叉编译的目标机器)的 include/library 路径。

一个以Windows为target 的示例(使用 mingw 工具链):

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Windows)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR AMD64)
set(triplet x86_64-w64-mingw32)
set(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/${triplet}-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/${triplet}-g++)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)

使用 cargo-xwin

如果要以 Windows 和 MSVC编译器/ABI 为 target,你可以安装 cargo-xwin

cargo install cargo-xwin

然后就可以通过下面的命令编译你的项目:

cargo xwin build --release --target x86_64-pc-windows-msvc

使用 fltk-config feature

fltk 提供了一个叫做 fltk-config 的脚本,它有点像 pkg-config。它会跟踪已安装的 FLTK 库路径以及必要的 cflagsldflags。由于 fltk-rs 需要 FLTK 1.4 版本,而在撰写本文时,大多数发行版还没有提供libfltk1.4,因此你必须从源码中为你所需目标手动构建。不过,一旦发行版开始提供 FLTK 1.4,使用起来就会变得非常简单(针对 arm64 gnu linux):

dpkg --add-architecture arm64
apt-get install libfltk1.4-dev:arm64
cargo build --target=aarch64-unknown-linux-gnu --features=fltk-config

如果您需要为不同的架构构建 FLTK,则需要使用 CMake 工具链(使用之前的文件):

git clone https://github.com/fltk/fltk --depth=1
cd fltk
cmake -B bin -G Ninja -DFLTK_BUILD_TEST=OFF -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/full/path/to/toolchain/file.cmake
cmake --build bin
cmake --instal bin # 在托管环境下可能需要 sudo
# 对你的项目
cargo build --target=aarch64-unknown-linux-gnu --features=fltk-config