1. ubuntu 交叉编译 macOS 库, 使用 osxcross 搭建 docker 编译 OS X 库

• 1. ubuntu 交叉编译 macOS 库, 使用 osxcross 搭建 docker 编译 OS X 库
  • 1.1. 安装依赖
  • 1.2. 安装 osxcross 及 macOS SDK
    • 1.2.1. 可能错误
  • 1.3. 编译 cmake 类工程
  • 1.4. 编译 configure 类工程
  • 1.5. 单文件编译及其他环境编译
  • 1.6. 打包成 docker 镜像
  • 1.7. 使用 docker 编译 cmake 工程

你可以使用osxcross工具来搭建适用于 macOS 的交叉编译环境，下边以 ubuntu22.04 为例，演示如何搭建 macOS 交叉编译环境。

1.1. 安装依赖

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y clang llvm-dev libxml2-dev uuid-dev libssl-dev make cmake zlib1g-dev xz-utils git wget

1.2. 安装 osxcross 及 macOS SDK

具体 macOS SDK版本取决于你的需求，你可以从MacOSX-SDKs下载

git clone https://github.com/tpoechtrager/osxcross.git
cd osxcross

# 下载Mac OS X SDK
wget -nc https://github.com/phracker/MacOSX-SDKs/releases/download/11.3/MacOSX11.3.sdk.tar.xz
mv MacOSX11.3.sdk.tar.xz tarballs/

# UNATTENDED 表示是否静默安装
# OSX_VERSION_MIN 表示最低支持的 macOS 版本
# SDK_VERSION 表示 macOS SDK 版本, 可以不指定默认从 tarballs 目录中选择
# 编译结束后，会在 target 目录下生成交叉编译工具，target/bin 目录下包含 clang 和 clang++ 等交叉编译工具
SDK_VERSION=11.3 UNATTENDED=yes OSX_VERSION_MIN=10.7 ./build.sh

设置环境变量，以便在终端中使用交叉编译工具：

export PATH=$PATH:/data/code/osxcross/target/bin/

1.2.1. 可能错误

• 使用 MacOS11.0 的时候出现报错，Given SDK does not contain libc++ headers (-stdlib=libc++ test may fail)
  • 表明你所使用的 Mac OS X SDK 里缺少 libc++ 头文件,使用 tools/gen_sdk_package.sh 脚本在 macOS 系统上重新打包 SDK
  1. 你得有一台可用的 macOS 设备
  2. 在 macOS 系统上克隆 osxcross 仓库
  3. 将 Mac SDK 重新打包

git clone https://github.com/tpoechtrager/osxcross.git
cd osxcross

wget -nc https://github.com/phracker/MacOSX-SDKs/releases/download/11.0-11.1/MacOSX11.0.sdk.tar.xz
tar -xf MacOSX11.0.sdk.tar.xz

# 重新打包SDK，这样就会包含 libc++ 头文件了
./tools/gen_sdk_package.sh MacOSX11.0.sdk

1.3. 编译 cmake 类工程

• 注意修改 osxcross 所在目录，下边举例是 /data/code/osxcross
• 注意 bin 文件的前缀，不同的 MacOS 版本有不同的前缀，比如我的 MacOS11.3 的前缀是 x86_64-apple-darwin20.4
• 将下边内容写入 toolchain-mac.cmake 文件，编译时通过 CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 指定即可

# 设置系统名称
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Darwin)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR x86_64)

# 设置交叉编译工具链的路径,注意修改 osxcross 路径，注意工具链前缀
set(TOOLCHAIN_PREFIX /data/code/osxcross/target/bin/x86_64-apple-darwin20.4)

# 替换为你实际的 osxcross 安装路径
set(CMAKE_C_COMPILER ${TOOLCHAIN_PREFIX}-clang)
set(CMAKE_CXX_COMPILER ${TOOLCHAIN_PREFIX}-clang++)

# 设置搜索路径，注意修改 osxcross 路径
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH /data/code/osxcross/target/macports/pkgs/opt/local)

# 只在交叉编译环境中搜索库和头文件
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)

编译时指定工具链文件：

# 编译时通过 CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 指定工具链文件即可
mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../toolchain-mac.cmake ..

1.4. 编译 configure 类工程

#!/bin/sh
# set -x
CUR_DIR=$(cd "$(dirname "$0")"; pwd)
wget https://download.libsodium.org/libsodium/releases/libsodium-1.0.18.tar.gz

src_pkg=libsodium-1.0.18.tar.gz
dst_dir=libsodium-1.0.18
install_dir=${PWD}/target/

# 删除后,重新解压编译,避免之前的版本对当前版本有影响
rm -rf ${install_dir}/*

platforms=("x86_64" "aarch64")
for platform in "${platforms[@]}"; do
	rm ${dst_dir} -rf
	if [ ! -d ${dst_dir} ] ;then	
		tar xvf ${src_pkg} 
	fi
	cd ${dst_dir}

	# 配置交叉编译环境
	export PATH=$PATH:/data/code/osxcross/target/bin
	export CC=${platform}-apple-darwin20.4-clang
	export CXX=${platform}-apple-darwin20.4-clang++

	# 配置 libsodium 编译选项
	./configure --host=${platform}-apple-darwin20.4 \
				--prefix=${install_dir}/${platform} \
				--with-sysroot=/data/code/osxcross/target/macports/pkgs/opt/local
	# 编译和安装
	make
	make install
	cd -
done

echo "libsodium 1.0.18 编译和安装完成。"

1.5. 单文件编译及其他环境编译

#include <stdio.h>

void hello() {
    printf("Hello from the library!\n");
}

export PATH=$PATH:/data/code/osxcross/target/bin/

# 编译成目标文件
o64-clang -c example.c -o example.o
# 生成静态库
ar rcs libexample.a example.o
# 生成动态库
o64-clang -shared example.c -o libexample.dylib

其它工程编译

# 配置交叉编译环境, platform 可以是 x86_64 或 aarch64 等
export PATH=$PATH:/data/code/osxcross/target/bin
export CC=${platform}-apple-darwin20.4-clang
export CXX=${platform}-apple-darwin20.4-clang++

1.6. 打包成 docker 镜像

• 为了简单，可以使用 Dockerfile 来搭建交叉编译环境，这样可以避免在宿主机上安装依赖
• 将下边内容保存为 Dockerfile 文件，然后执行 docker build -t mac_build . 生成镜像，docker images 查看镜像是否生成成功

FROM ubuntu:22.04

# 避免在安装过程中出现交互式提示
ENV DEBIAN_FRONTEND=noninteractive

# 安装必要的依赖
RUN apt-get update && \
    apt-get install -y \
    clang \
    llvm-dev \
    libxml2-dev \
    uuid-dev \
    libssl-dev \
    make \
    cmake \
    zlib1g-dev \
    xz-utils \
    git \
    wget && \
    apt-get clean && \
    rm -rf /var/lib/apt/lists/*

# 克隆 osxcross 仓库
RUN git clone https://github.com/tpoechtrager/osxcross.git /osxcross
WORKDIR /osxcross

# 下载 Mac OS X SDK
RUN wget -nc https://github.com/phracker/MacOSX-SDKs/releases/download/11.3/MacOSX11.3.sdk.tar.xz && \
    mv MacOSX11.3.sdk.tar.xz tarballs/

# 编译 osxcross
ENV SDK_VERSION=11.3
ENV UNATTENDED=yes
ENV OSX_VERSION_MIN=10.7
RUN ./build.sh

# 设置环境变量
ENV PATH=$PATH:/osxcross/target/bin/

• 可以给 image 打 tag docker tag mac_build:latest xx.cloud.com.cn/mac_build:1.0
• 也可以上传镜像 docker push xx.cloud.com.cn/mac_build:1.0 当然如果只是本地使用，可以不上传

1.7. 使用 docker 编译 cmake 工程

• 编译本地 cmake 管理的工程
  • 假设本地工程目录是 /home/xxx/my_project
  • 执行 docker run -it -v /home/xxx/my_project:/my_project mac_build:1.0 build.sh 即可
  • build.sh 脚本内容参考如下

# 修改 MOUNT_DIR、OSXCROSS_PATH 这2个宏，可以使用本地的 mac sdk 环境编译
MOUNT_DIR="/my_project"
OSXCROSS_PATH=/osxcross
MAC_TOOLCHAIN=${MOUNT_DIR}/toolchain-mac.cmake

BUILD_DIR=${MOUNT_DIR}/build
DST_DIR=${MOUNT_DIR}/output

build_mac() {
    SYSTEM_PROCESSOR=$1
    echo "start build for ${SYSTEM_PROCESSOR}..."
    mkdir -p ${DST_DIR}/${SYSTEM_PROCESSOR}
    rm -rf ${BUILD_DIR}
    mkdir -p ${BUILD_DIR}
    cd ${BUILD_DIR}

    cmake -DSYSTEM_PROCESSOR=${SYSTEM_PROCESSOR} -DOSXCROSS_PATH=${OSXCROSS_PATH} -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=${MAC_TOOLCHAIN} ..
    make

    mv ${BUILD_DIR}/lib/libFFMPEG.a ${DST_DIR}/${SYSTEM_PROCESSOR}/libFFMPEG.a
    mv ${BUILD_DIR}/lib/libFFMPEG.dylib ${DST_DIR}/${SYSTEM_PROCESSOR}/libFFMPEG.dylib

    echo "build for ${SYSTEM_PROCESSOR} success"
    echo "----------------------------------------"
}

build_mac aarch64
build_mac x86_64

# 创建 universal 通用库
lipo -create ${DST_DIR}/aarch64/libFFMPEG.a ${DST_DIR}/x86_64/libFFMPEG.a -output ${DST_DIR}/libFFMPEG.a
lipo -create ${DST_DIR}/aarch64/libFFMPEG.dylib ${DST_DIR}/x86_64/libFFMPEG.dylib -output ${DST_DIR}/libFFMPEG.dylib
# 验证通用库
lipo -info ${DST_DIR}/libFFMPEG.a
lipo -info ${DST_DIR}/libFFMPEG.dylib

rm -rf ${DST_DIR}/aarch64
rm -rf ${DST_DIR}/x86_64

chmod 777 ${DST_DIR} -R

rm -rf ${BUILD_DIR}

• 上边的脚本用到了本地的 toolchain-mac.cmake 文件，内容如下, 位置可以随便放，在 build.sh 中设置即可
• 这个文件没有放在 docker 镜像中，而是在宿主机上，这样可以直接修改，不用重新构建 docker 镜像，也可以直接使用本地的 osxcross 环境

# 设置系统名称
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Darwin)

if((NOT ${SYSTEM_PROCESSOR} STREQUAL "x86_64") AND (NOT ${SYSTEM_PROCESSOR} STREQUAL "aarch64"))
    message(FATAL_ERROR "Unsupported platform: ${CMAKE_SYSTEM_NAME} ${CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR}")
    return()
endif()
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR ${SYSTEM_PROCESSOR})

message(STATUS "macOS toolchain: CMAKE_SYSTEM_NAME: ${CMAKE_SYSTEM_NAME}, CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR: ${CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR}, OSXCROSS_PATH: ${OSXCROSS_PATH}")

# 设置交叉编译工具链的路径
set(TOOLCHAIN_PREFIX ${OSXCROSS_PATH}/target/bin/${CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR}-apple-darwin20.4)

# 替换为你实际的 osxcross 安装路径
set(CMAKE_C_COMPILER ${TOOLCHAIN_PREFIX}-clang)
set(CMAKE_CXX_COMPILER ${TOOLCHAIN_PREFIX}-clang++)

# 设置搜索路径
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH ${OSXCROSS_PATH}/target/macports/pkgs/opt/local)

# 只在交叉编译环境中搜索库和头文件
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)

其他工程类似，只需要导出对应的 CC/CXX/LD/STRIP 等编译工具即可