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從 Windows 進行跨平台編譯至 aarch64

2023/12/05 C++

前言

本篇文章將深入介紹如何在Windows上設定開發環境，以實現從Windows到aarch64的跨平台編譯。 MinGW 是一個用於 Windows 平台的開發工具套件，其目的是提供一個在 Windows 上使用類 Unix 工具（如 GCC 編譯器）的環境，以便開發者能夠輕鬆地在 Windows 上進行跨平台的程式碼開發。 以下是 MinGW 的主要特點和組成部分：

  • Minimalist GNU for Windows： MinGW 是「Minimalist GNU for Windows」的縮寫，它提供了一個最小化、輕量級的 GNU 工具集合，主要包括 GCC 編譯器、GNU Binutils 工具、以及相關的庫和頭文件。
  • GCC 編譯器： MinGW 的核心是 GCC（GNU Compiler Collection），它是一個強大的開源編譯器，支援多種程式語言，包括 C、C++、Fortran 等。在 MinGW 中，GCC 主要用於將源代碼編譯成可執行文件。
  • GNU Binutils： 這是一個包含了各種二進位工具的軟體包，包括連接器（ld）、目標轉換器（objcopy）、反彙編工具（objdump）等。這些工具協助在編譯和連接過程中處理二進位文件。
  • MSYS（Minimal SYStem）： MinGW 通常與 MSYS 搭配使用，這是一個提供類 Unix 環境的工具，包括一個 Bash shell 和一些基本的 Unix 工具，使得在 Windows 上進行類 Unix 開發更加方便。
  • 簡單安裝： MinGW 的安裝相對簡單，開發者可以通過下載安裝管理器進行工具的安裝和更新。這使得在 Windows 上建立開發環境變得容易。
  • 支援跨平台開發： 使用 MinGW，開發者可以在 Windows 上開發跨平台的應用程式，而無需依賴於 Microsoft Visual Studio 的編譯器。Minimalist GNU for Windows： MinGW 是「Minimalist GNU for Windows」的縮寫，它提供了一個最小化、輕量級的 GNU 工具集合，主要包括 GCC 編譯器、GNU Binutils 工具、以及相關的庫和頭文件。

設定開發環境

在開始之前，我們需要確保Windows上安裝了適當的交叉編譯工具鏈。這包括編譯器、連結器和其他相關工具。我們可以依照需求安裝Cygwin、MinGW或其他工具，以便支援aarch64的交叉編譯。

安裝完工具後，設定環境變數是確保系統能夠找到這些工具的關鍵步驟。在Windows環境中，這可能包括修改系統的PATH變數以包含交叉編譯工具的路徑。這確保了在命令提示字元或其他開發環境中能夠正確調用這些工具。

撰寫和編譯程式碼

在這一部分，我們將進一步探討如何設定CMake和編譯程式碼的步驟，以實現從Windows到aarch64的跨平台編譯。

建立 CMakeLists.txt

首先讓我們來看一下CMakeLists.txt文件的內容。這個文件是使用CMake進行專案管理的配置文件。在這裡我們設定了交叉編譯所需的參數。

# CMakeLists.txt
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_C_COMPILER "aarch64-linux-gnu-gcc-7.5.0.exe")
set(CMAKE_CXX_COMPILER "aarch64-linux-gnu-g++.exe")

project(hello_world)

add_executable(main main.cpp)

這個CMakeLists.txt文件告訴CMake使用aarch64-linux-gnu-gcc-7.5.0.exe和aarch64-linux-gnu-g++.exe作為交叉編譯工具，並建立一個名為main的可執行檔案。

建立 main.cpp

接下來我們來看一下main.cpp文件的內容。這是一個簡單的C++應用程式，只是輸出一個 “hello world” 的訊息。

// main.cpp
#include <iostream>

int main(){
  std::cout <<  "hello word" << std::endl;
}

接著我們可以直接在編譯器(ex: VSCode)點選 Build 按鈕，VSCode 會自動偵測 CMakeLists 內容並編譯執行檔。

又或者可以輸入以下指令手動觸發 cmake。第一條指令是配置項目，CMake將根據CMakeLists.txt文件和項目的結構生成構建系統所需的文件。第二條指令是根據前一步的配置訊息，使用構建系統(make)進行實際的項目構建。

# 配置項目
cmake -S . -B build -G "MinGW Makefiles"
# 建構項目
cmake --build build

如果不想用 cmake 編譯可以直接使用 aarch64-linux-gnu-g++ 編譯執行檔。

aarch64-linux-gnu-g++ -o main .\main.cpp

補充功能

在 VSCode 中如果有安裝 CMake 擴充套件，可以使用快捷鍵建立一個 CMake C++ 板模。注意請在 windows 系統環境變數先配置好 mingw toolchain。

  1. 按下ctrl+shift+P選擇CMake: Quick Start
  2. 選擇 toolchain
  3. 輸入專案名稱
  4. 選擇專案型態，library/executable
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版主10在2020年首次開設YouTube頻道，嘗試拍攝程式教學。想要了解更多的朋友歡迎關注我的頻道，您的訂閱就是最大的支持～如果想學其他什麼內容也歡迎許願XD
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