xmake从⼊门到精通9：交叉编译详解
xmake是⼀个基于Lua的轻量级现代化c/c++的项⽬构建⼯具，主要特点是：语法简单易上⼿，提供更加可读的项⽬维护，实现跨平台⾏为⼀致的构建体验。
除了win, linux, macOS平台，以及android, ios等移动端平台的内建构建⽀持，xmake也⽀持对各种其他⼯具链的交叉编译⽀持，本⽂我们将会详细介绍下如何使⽤xmake进⾏交叉编译。
交叉编译⼯具链简介
通常，如果我们需要在当前pc环境编译⽣成其他设备上才能运⾏的⽬标⽂件时候，就需要通过对应的交叉编译⼯具链来编译⽣成它们，⽐如在
win/macos上编译linux的程序，或者在linux上编译其他嵌⼊式设备的⽬标⽂件等。
通常的交叉编译⼯具链都是基于gcc/clang的，⼤都具有类似如下的结构：
/home/toolchains_sdkdir
- bin
-
arm-linux-armeabi-gcc
- arm-linux-armeabi-ld
- ...
- lib
- libxxx.a
- include
- xxx.h
每个⼯具链都有对应的include/lib⽬录，⽤于放置⼀些系统库和头⽂件，例如libc, stdc++等，⽽bin⽬录下放置的就是编译⼯具链⼀系列⼯具。例如：
arm-linux-armeabi-ar
arm-linux-armeabi-as
arm-linux-armeabi-c++
arm-linux-armeabi-cpp
arm-linux-armeabi-g++
arm-linux-armeabi-gcc
arm-linux-armeabi-ld
arm-linux-armeabi-nm
arm-linux-armeabi-strip
其中arm-linux-armeabi-前缀就是cross，通过⽤来标⽰⽬标平台和架构，主要⽤于跟主机⾃⾝的gcc/clang进⾏区分。
⾥⾯的gcc/g++就是c/c++的编译器，通常也可以作为链接器使⽤，链接的时候内部会去调⽤ld来链接，并且⾃动追加⼀些c++库。
cpp是预处理器，as是汇编器，ar⽤于⽣成静态库，strip⽤于裁剪掉⼀些符号信息，使得⽬标程序会更加的⼩。nm⽤于查看导出符号列表。
⾃动探测和编译
如果我们的交叉编译⼯具链是上⽂的结构，xmake会⾃动检测识别这个sdk的结构，提取⾥⾯的cross，以及include/lib路径位置，⽤户通常不需要做额外的参数设置，只需要配置好sdk根⽬录就可以编译了，例如：
$ xmake f -p cross --sdk=/home/toolchains_sdkdir
$ xmake
其中，-p cross⽤于指定当前的平台是交叉编译平台，--sdk=⽤于指定交叉⼯具链的根⽬录。
注：我们也可以指定-p linux平台来配置交叉编译，效果是⼀样的，唯⼀的区别是额外标识了linux平台名，⽅便xmake.lua⾥⾯通过is_plat("linux")来判断平台。
这个时候，xmake会去⾃动探测gcc等编译器的前缀名cross：arm-linux-armeabi-，并且编译的时候，也会⾃动加上链接库和头⽂件的搜索选项，例如：-I/home/toolchains_sdkdir/include
-L/home/toolchains_sdkdir/lib
这些都是xmake⾃动处理的，不需要⼿动配置他们。
⼿动配置编译
如果上⾯的⾃动检测对某些⼯具链，还⽆法完全通过编译，就需要⽤户⾃⼰⼿动设置⼀些交叉编译相关的配置参数，来调整适应这些特殊的⼯具链了，下⾯我会逐⼀讲解如何配置。
设置⼯具链bin⽬录
对于不规则⼯具链⽬录结构，靠单纯地选项设置，没法完全检测通过的情况下，可以通过这个选项继续附加设置⼯具链的bin⽬录位置。
例如：⼀些特殊的交叉⼯具链的，编译器bin⽬录，并不在/home/toolchains_sdkdir/bin这个位置，⽽是独⽴到了/usr/opt/bin
这个时候，我们可以在设置了sdk参数的基础上追加bin⽬录的参数设置，来调整⼯具链的bin⽬录。
$ xmake f -p linux --sdk=/home/toolchains_sdkdir --bin=/usr/opt/bin
$ xmake
设置交叉⼯具链⼯具前缀
像aarch64-linux-android-这种，通常如果你配置了--sdk或者--bin的情况下，xmake会去⾃动检测的，不需要⾃⼰⼿动设置。
但是对于⼀些极特殊的⼯具链，⼀个⽬录下同时有多个cross前缀的⼯具bin混在⼀起的情况，你需要⼿动设置这个配置，来区分到底需要选⽤哪个bin。
例如，toolchains的bin⽬录下同时存在两个不同的编译器：
/opt/bin
- armv7-linux-gcc
- aarch64-linux-gcc
我们现在想要选⽤armv7的版本，那么我们可以追加--cross=配置编译⼯具前缀名，例如：
$ xmake f -p linux --sdk=/usr/toolsdk --bin=/opt/bin --cross=armv7-linux-
设置c/c++编译器
如果还要继续细分选择编译器，则继续追加相关编译器选项，例如：
$ xmake f -p linux --sdk=/user/toolsdk --cc=armv7-linux-clang --cxx=armv7-linux-clang++
当然，我们也可以指定编译器全路径。
--cc⽤于指定c编译器名，--cxx⽤于指定c++编译器名。
注：如果存在CC/CXX环境变量的话，会优先使⽤当前环境变量中指定的值。
如果指定的编译器名不是那些xmake内置可识别的名字（带有gcc, clang等字样），那么编译器⼯具检测就会失败。
这个时候我们可以通过：
xmake f --cxx=clang++@/home/xxx/c++
设置c++编译器作为类clang++的使⽤⽅式来编译。
也就是说，在指定编译器为c++的同时，告诉xmake，它跟clang++⽤法和参数选项基本相同。
设置c/c++连接器
如果还要继续细分选择链接器，则继续追加相关链接器选项，例如：
$ xmake f -p linux --sdk=/user/toolsdk --ld=armv7-linux-clang++ --sh=armv7-linux-clang++ --ar=armv7-linux-ar
ld指定可执⾏程序链接器，sh指定共享库程序链接器，ar指定⽣成静态库的归档器。
注：如果存在LD/SH/AR环境变量的话，会优先使⽤当前环境变量中指定的值。
设置头⽂件和库搜索⽬录
如果sdk⾥⾯还有额外的其他include/lib⽬录不在标准的结构中，导致交叉编译不到库和头⽂件，那么我们可以通过--includedirs和--linkdirs来追加搜索路径，然后通过--links添加额外的链接库。
$ xmake f -p linux --sdk=/usr/toolsdk --includedirs=/usr/toolsdk/xxx/include --linkdirs=/usr/toolsdk/xxx/lib --links=pthread
注：如果要指定多个搜索⽬录，可以通过：或者；来分割，也就是不同主机平台的路径分隔符，linux/macos下⽤:，win下⽤;。
设置编译和链接选项
我们也可以根据实际情况通过--cflags, --cxxflags，--ldflags，--shflags和--arflags额外配置⼀些编译和链接选项。
cflags: 指定c编译参数
cxxflags：指定c++编译参数
cxflags: 指定c/c++编译参数
asflags: 指定汇编器编译参数
ldflags: 指定可执⾏程序链接参数
shflags: 指定动态库程序链接参数
arflags: 指定静态库的⽣成参数
例如：
$ xmake f -p linux --sdk=/usr/toolsdk --cflags="-DTEST -I/xxx/xxx" --ldflags="-lpthread"
mingw⼯具链
使⽤mingw⼯具链编译，其实也是交叉编译，但是由于这个⽐较常⽤，xmake专门增加了⼀个mingw的平台来快速处理使⽤mingw⼯具链的编译。
因此，xmake对mingw的⼯具链检测会更加完善，在macos下，基本上连sdk路径都不需要配置，也能直接检测到，只需要切到mingw平台编译即可。
$ xmake f -p mingw
$ xmake -v
configure
xcode入门{
ld = /usr/local/opt/mingw-w64/bin/x86_64-w64-mingw32-g++
ndk_stdcxx = true
plat = mingw
mingw = /usr/local/opt/mingw-w64
buildir = build
arch = x86_64
xcode = /Applications/Xcode.app
mode = release
cxx = /usr/local/opt/mingw-w64/bin/x86_64-w64-mingw32-gcc
cross = x86_64-w64-mingw32-
theme = default
kind = static
ccache = true
host = macosx
clean = true
bin = /usr/local/opt/mingw-w64/bin
}
[  0%]: lease src/main.cpp
/usr/local/bin/ccache /usr/local/opt/mingw-w64/bin/x86_64-w64-mingw32-gcc -c -fvisibility=hidden -O3 -m64 -o build/.objs/test/mingw/x86_64/release/src/main.cpp.obj src/main.cpp [100%]:
/usr/local/opt/mingw-w64/bin/x86_64-w64-mingw32-g++ -o build/mingw/x86_64/ build/.objs/test/mingw/x86_64/release/src/main.cpp.obj -s -fvisibility=hidden -m64 build ok!
这⾥我们追加了-v参数，看了下详细的编译命令和检测到的mingw⼯具链配置值，其中cross被⾃动检测为：x86_64-w64-mingw32-，bin⽬录也被⾃动检测到了，还有编译器和链接器也是。
尽管在linux/win上还没法⾃动检测到sdk路径，我们也可以⼿动指定sdk路径，需要注意的是，xmake为mingw专门提供了⼀个--mingw=参数⽤来指定mingw的⼯具链根⽬录，其效果跟--sdk=是⼀样的，但是它可以作为全局配置被设置。
$ xmake g --mingw=/home/mingwsdk
$ xmake f -p mingw
$ xmake
我们通过xmake g/global命令设置--mingw根⽬录到全局配置后，之后每次编译和切换编译平台，就不⽤额外指定mingw⼯具链路径了，⽅便使⽤。
另外，其他的⼯具链配置参数⽤法，跟上⽂描述的没什么区别，像--cross, --bin=等都可以根据实际的环境需要，⾃⼰控制是否需要额外追加配置来适配⾃⼰的mingw⼯具链。
项⽬描述设置
set_toolchain
如果觉得每次通过命令⾏配置⽐较繁琐，有些配置可以通过在xmake.lua预先配置好，来简化命令配置，⽐如编译器的指定，就可以通
过set_toolchain来对每个target单独设置。
target("test")
set_kind("binary")
set_toolchain("cxx", "clang")
set_toolchain("ld", "clang++")
强制test⽬标的编译器和链接器使⽤clang编译器，或者指定交叉编译⼯具链中的编译器名或者路径。
set_config
我们也可以通过set_config来设置在xmake f/config命令中的每个配置参数的默认值，这是个全局api，对每个target都会⽣效。
set_config("cflags", "-DTEST")
set_config("sdk", "/home/xxx/tooksdk")
set_config("cc", "gcc")
set_config("ld", "g++")
不过，我们还是可以通过xmake f --name=value的⽅式，去修改xmake.lua中的默认配置。
⾃定义编译平台
如果某个交叉⼯具链编译后⽬标程序有对应的平台需要指定，并且需要在xmake.lua⾥⾯根据不同的交叉编译平台，还需要配置⼀些额外的编译参数，那么上⽂的-p cross设置就不能满⾜需求了。
其实，-p/--plat=参数也可以设置为其他⾃定义的值，只需要跟is_plat保持对应关系就可以，所有⾮内置平台名，都会默认采⽤交叉编译模式，例如：
$ xmake f -p myplat --sdk=/usr/local/arm-xxx-gcc/
$ xmake
我们传⼊了myplat⾃定义平台名，作为当前交叉⼯具链的编译平台，然后xmake.lua⾥⾯我们对这个平台，配置下对应的设置：
if is_plat("myplat") then
add_defines("TEST")
end
通过这种⽅式，xmake就可以很⽅便的扩展处理各种编译平台，⽤户可以⾃⼰扩展⽀持freebsd, netbsd, sunos等其他各种平台的交叉编译。我摘录⼀段之前移植libuv写的交叉编译的配置，直观感受下：
-- for gragonfly/freebsd/netbsd/openbsd platform
if is_plat("gragonfly", "freebsd", "netbsd", "openbsd") then
add_files("src/unix/bsd-ifaddrs.c")
add_files("src/unix/freebsd.c")
add_files("src/unix/kqueue.c")
add_files("src/unix/posix-hrtime.c")
add_headerfiles("(include/uv-bsd.h)")
end
-- for sunos platform
if is_plat("sunos") then
add_files("src/unix/no-proctitle.c")
add_files("src/unix/sunos.c")
add_defines("__EXTENSIONS_", "_XOPEN_SOURCE=600")
add_headerfiles("(include/uv-sunos.h)")
end
然后，我们就可以切换这些平台来编译：
$ xmake f -p [gragonfly|freebsd|netbsd|openbsd|sunos] --sdk=/home/arm-xxx-gcc/
$ xmake
另外，内置的linux平台也是⽀持交叉编译的哦，如果不想配置其他平台名，统⼀作为linux平台来交叉编译，也是可以的。
$ xmake f -p linux --sdk=/usr/local/arm-xxx-gcc/
$ xmake
只要设置了--sdk=等参数，就会启⽤linux平台的交叉编译模式。

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