交叉编译Go程序

有几个 Go 的程序需要放在树莓派上跑，由于树莓派的性能是在太差、编译 工具 版本又低，想想还是在其他设备上编译好可执行文件直接拿来用方便，毕竟无需依赖的静态编译是Go的亮点嘛。

Go对交叉编译的支持是极好的：对于没有使用CGO的程序，只需要通过设置$CGO_ENABLED、$GOOS、$GOARCH参数即可轻松地实现跨平台编译；对于使用CGO的程序，大部分情况可以通过配置$CC参数使用自行准备的交叉编译工具进行编译。

下面以macOS为例，简单记录一下过程中踩的坑吧

不使用CGO的交叉编译

I. 一般做法

在macOS编译 Linux 和Windows的arm可执行程序：

CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=arm go build main.go
    CGO_ENABLED=0 GOOS=windows GOARCH=arm go build main.go

其中：

• $CGO_ENABLED：0表示关闭CGO
• $GOOS：目标平台（编译后要运行的目标平台）的操作系统（darwin、freebsd、linux、windows）
• $GOARCH：目标平台（编译后要运行的目标平台）的体系架构（386、amd64、arm）分别对应（32位、64位、ARM平台）的架构

树莓派属于ARM平台，对于编译给ARM使用的Go程序，需要根据实际情况配置$GOARM，这是用来控制CPU的浮点协处理器的参数。$GOARM默认是6，对于不支持VFP使用软件运算的老版本ARM平台要设置成5，支持VFPv1的设置成6，支持VFPv3的设置成7，详细说明如下：

GOARM=5: use software floating point; when CPU doesn't have VFP co-processor
GOARM=6: use VFPv1 only; default if cross compiling; usually ARM11 or better cores (VFPv2 or better is also supported)
GOARM=7: use VFPv3; usually Cortex-A cores

综上，给跑着linux的老版本树莓派编译Go程序的命令为：

CGO_ENABLED=0 GOOS=linux GOARCH=arm GOARM=5 go build main.go

II. 关于协处理器

协处理器是协助CPU完成其无法执行或执行效率、效果低下的处理工作而开发和应用的处理器。

这种CPU无法执行的专项工作有很多，比如设备间的信号传输、接入设备的管理等；执行效率、效果低下的有图形处理、声频处理等。为了进行这些专项处理，各种辅助处理器就诞生了。现在的计算机构架（x86、amd64）中，整数运算器与浮点运算器已经集成在一起，一般来讲因此浮点处理器内建于CPU中的协处理器，不算是辅助处理器，不过ARM架构因为低功耗的原因是个例外。

ARM架构中的VFP coprocessor是典型的协处理器，它提供浮点数基本运算（加、减、乘、除、开方、比较、取反）以及向量（vectors）功能，一般来讲，VFP可以同时支持最多8组单精度4组双精度浮点数的运算。

简单地说，使用协处理器可以能好地协助CPU发挥出性能，可以粗暴地认为是一种硬件加速。

使用CGO的交叉编译

III. 什么是CGO

C语言经过数十年发展，各个方面的开源代码、闭源库已经非常丰富。这对于一门现代编程语言而言，如何用好现成的C代码就显得极为重要，CGO就是一个令人惊异的技术，它允许Go与C的类库交互操作，让Go能够使用 C语言 积累的各种资源。

CGO作为Go中使用C语言代码的一种方式，在获得好处的同时就必定得有付出，这是亘古不变之理：由于CGO相当于使用了C语言，所以编译使用CGO部分的代码就必须按C语言路子来，而C语言原生的跨平台支持相对Go来说可是差远了，使得使用CGO后要编译跨平台的可执行文件就麻烦多了。

目前解决CGO跨平台编译问题的思路有：

IV. 用目标平台的工具链进行交叉编译

以树莓派的ARM平台为例，用ARM GNU Linux工具链，编译使用了CGO的Go项目。

macOS的文件系统默认是大小写不敏感的，而交叉编译工具链是基于大小写敏感的文件系统的，所以应当新建一个大小写敏感的磁盘镜像用于安放ARM GNU Linux工具链。打开Disk Utility，然后 File>New Image>Blank Image，然后在弹出窗口中设置名称为armx(名称自定)，大小大于512MB，格式为Mac OS Extended的映像。

下载 或者 按说明 自行编译ARM GNU Linux工具链。

假设工具链包已经在~/Download目录中，解压缩工具链到到新建的磁盘镜像中：

tar -zxv -C /Volumes/armx/ --strip-components 1 -f ~/Download/ARMx-2009q3-67.tar.bz2

现在，你就已经能够直接使用ARM工具链了，比如要编译main.c程序，可以在终端执行：

/Volumes/Armx/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc main.c -o main

就可以获得一个名为main的可执行程序，这个程序在macOS是不能运行的，只能在ARM平台设备上的Linux系统中才能执行。

好了，现在开始编译用了CGO的Go程序给树莓派用吧：

CGO_ENABLED=1 GOOS=linux GOARCH=arm CC=/Volumes/Armx/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc GOARM=5 go build -x main.go

其中$CC参数指定的是ARM工具链位置，如果不出意外的话，编译完成后就可以得到可以在树莓派上运行的Go程序了。

如果使用Beego提供的bee工具进行编译和打包，效果也是一样的的。

CGO_ENABLED=1 GOOS=linux GOARCH=arm CC=/Volumes/Armx/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc GOARM=5 ~/go/bin/bee pack main.go

交叉编译过程中如果出现错误，多半是因为使用CGO部分的代码，在不同的平台存在不兼容的问题，需要根据错误提示逐项解决。

V. 用原生代码重写CGO实现的功能

这一小节是废话，用原生Go代码重写之后问题划归成了第一类，也就不存在CGO的问题了。