音视频系列---1.3交叉编译

概念

交叉编译:某个平台上，编译另一种平台的可执行程序，就是交叉编译，比如在 x86 平台上，编译 arm 平台的可执行程序。拿到我们实际中来说，就是用Mac系统编译出iOS系统或者Android系统能使用的文件库。

交叉编译链：在交叉编译时，由于主机与目标的体系架构、环境不同，所以交叉编译比本地编译复杂很多，需要一些工具来解决主机与目标不同特性的问题，这些工具构成的工具集就叫做交叉编译链。

交叉编译的基础是Shell编程。本章的重点会以LAME和FFmpeg为核心，讲解如何进行交叉编译，等音视频章节再详细讲解FFmpeg的交叉编译。

工具(专业术语)

无论是自行安装PC上的编译器，还是下载其他平台(Android或者 iOS)的交叉工具编译链，它们都会提供以下几个工具:CC、AS、 AR、LD、NM、GDB。

·CC:编译器，对C源文件进行编译处理，生成汇编文件。
·AS:将汇编文件生成目标文件(汇编文件使用的是指令助记符，AS将它翻译成机器码)。
·AR:打包器，用于库操作，可以通过该工具从一个库中删除或者
增加目标代码模块。
·LD:链接器，为前面生成的目标代码分配地址空间，将多个目标 文件链接成一个库或者是可执行文件。
·GDB:调试工具，可以对运行过程中的程序进行代码调试工作。 
·STRIP:以最终生成的可执行文件或者库文件作为输入，然后消除
掉其中的源码。
·NM:查看静态库文件中的符号表。
·Objdump:查看静态库或者动态库的方法签名。

举个例子

正常编译一个程序的过程如下:

编译:gcc-c main.cpp./libmad/mad_decoder.cpp-I./libmad/include 
打包:ar cr../prebuilt/libmedia.a mad_decoder.o
链接:g++-o main main.o-L../prebuilt-l mdedia

在这个过程中，gcc、ar、g++是我们用到的三个编译工具，在这里 没有用到的ranlib、gdb、nm、strip等都会包含在PC的编译器中，同样其 他平台提供的交叉工具编译链中也会包含这些命令行工具，比如 Android提供的NDK，其交叉工具编译链中的prebuilt/darwin-x86_64/bin 中，就包含了对应的gcc、ar、g++、gdb、strip、nm、ranlib等工具。

LAME的交叉编译

SourceForge下载最新的LAME版本，访问链接如下:
https://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.99/

脚本

./configure \
--disable-shared \
--disable-frontend \
--host=arm-apple-darwin \
--prefix="./thin/armv7" \
CC="xcrun -sdk iphoneos clang -arch armv7" \
CFLAGS="-arch armv7 -fembed-bitcode -miphoneos-version-min=7.0" \
LDFLAGS="-arch armv7 -fembed-bitcode -miphoneos-version-min=7.0" make clean
make -j8 make install

下面分别解释一下这几个命令以及选项的意义。configure是符合 GNU标准的软件包发布所必备的命令，所以这里是通过configure的方式 来生成Makefile文件，然后使用make和make install编译和安装整个库。 可使用configure-h命令来查看一下configure的帮助文档，了解LAME的 可选配置项，具体如下。

·--disable-shared:通常是GNU标准中关闭动态链接库的选项，一般 是在编译出命令行工具的时候，期望命令行工具可以单独使用而不需要 动态链接库的配置。
·--disable-frontend:不编译出LAME的可执行文件。
·--host:指定最终库要运行的平台。
·--prefix:指定将编译好的库放到哪个目录下，这是GNU大部分库 的标准配置。
·CC:指定交叉工具编译链的路径，其实这里就是指定gcc的路径。
·CFLAGS:指定编译时所带的参数。Shell脚本中指定-march是 armv7平台，代表编译的库运行的目标平台是armv7平台;
·LDFLAGS:指定链接过程中的参数，同样也要带上bitcode的选项 以及开发者期望App支持的最低iOS版本的选项参数。

推荐已有的脚本

• 官网下载LAME源码，目前版本为3.100：https://sourceforge.net/projects/lame/files/lame/3.100/
• 下载外国大神的编译lame的shell脚本https://github.com/kewlbear/lame-ios-build
• 将shell脚本和lame文件夹拖入同一个文件夹，打开终端，

执行命令：
1、chmod 777 build-lame.sh 修改build-lame的读写权限 
2、./build-lame.sh 执行脚本

我们来简单分析下build-lame.sh，如下图：

image.png

开始编译，执行完脚本后，生成fat-lame目录和thin-lame目录，分别存放合并所有指令集的静态库，以及各指令集的静态库。目录下会有bin、lib、include、share四个目录：

bin：由于在配置的时候裁剪掉了可执行文件，所以bin目录下不会有内容；
lib：链接过程中需要链接的libmp3lame.a静态库文件；
include：编译过程中需要引入的头文件lame.h；
share：不用管。

image.png

合并指令集

include里面的头文件都是一样的，不同指令集的静态库文件可以使用lipo命令合成一个静态库。在thin-lame目录下执行lipo命令：

lipo -create ./armv7/lib/libmp3lame.a  ./arm64/lib/libmp3lame.a  -output  libmp3lame.a

附录：iOS指令集

arm64e: a12处理器  iPhone Xs Max|iPhone XS
 arm64/armv8：iPhone8|iPhone X|iphone7|iphone7s|iphone7 plus|iPhone6s | iphone6s plus｜iPhone6｜ iPhone6 plus｜iPhone5S | iPad Air｜ iPad mini2(iPad mini with Retina Display)
 armv7s：iPhone5｜iPhone5C｜iPad4(iPad with Retina Display)
 armv7：iPhone4｜iPhone4S｜iPad｜iPad2｜iPad3(The New iPad)｜iPad mini｜iPod Touch 3G｜iPod Touch4
 模拟器32位处理器测试需要i386架构
 模拟器64位处理器测试需要x86_64架构
 真机32位处理器需要armv7,或者armv7s架构
 真机64位处理器需要arm64架构

附录：Android CPU 架构

ARMv5：第5代 ARM v5TE，使用软件浮点运算，兼容所有ARM设备，通用性强，速度慢（只支持armeabi）
 ARMv7：第7代 ARM v7，使用硬件浮点运算，具有高级扩展功能（支持 armeabi 和 armeabi-v7a，目前大部分手机都是这个架构）
 ARMv8：第8代，64位，包含AArch32、AArch64两个执行状态对应32、64bit（支持 armeabi-v7a、armeabi 和 arm64-v8a）
 x86 ：intel 32位，一般用于平板（支持 armeabi(性能有所损耗) 和 x86
 x86_64： intel 64位，一般用于平板（支持 x86 和 x86_64）
 MIPS：基本没见过（支持 mips）
 MIPS64 ： 基本没见过（支持 mips 和 mips_64）