【华为云技术分享】#探索鲲鹏#之“在鲲鹏上使用编程语言——C语言

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【华为云技术分享】#探索鲲鹏#之“在鲲鹏上使用编程语言——C语言
【内容简介】本文将从三部分手把手教大家如何在鲲鹏上使用编程语言：1、编写hello world，并在鲲鹏上运行；2、编写一个带cmake的标准跨平台C工程，完成软件在鲲鹏平台上的编译，安装功能；3、选择一种由C / C ++语言编写的跨平台开源软件Mysql，完成该软件的编译，安装，制作成可分发的替代。

正文开始

在鲲鹏上使用编程语言——C语言

这不是一个C语言的教程。

然后接下来的几期，主要介绍各种编程语言在鲲鹏上如何从二进制编译到二进制文件，从二进制文件编成一体，从软件包制作成码头工人或者VM一体的一系列实践。

由浅入深分三个部分
- 编写一个经典的hello world，并在鲲鹏上运行起来
- 编写一个带cmake的标准跨平台C工程，能完成软件在鲲鹏平台上的编译，安装功能
- 选择一种由C / C ++语言编写的跨平台开源软件Mysql，完成该软件的编译，安装，制作成可分发的替代。
由于鲲鹏上主要能运行的操作系统都是Linux内核的，因此我们选择CentOS7.5作为讲解的代表。

编写一个经典的hello world，并在鲲鹏上运行起来

我们选择历史上最经典的Hello World，用来打印出hello world。
```
#include 
main() {
 printf("hello world
");
}
```
登录鲲鹏开发环境
1. 配置软件仓库
```
# CentOS-Base.repo
#
# The mirror system uses the connecting IP address of the client and the
# update status of each mirror to pick mirrors that are updated to and
# geographically close to the client. You should use this for CentOS updates
# unless you are manually picking other mirrors.
#
# If the mirrorlist= does not work for you, as a fall back you can try the
# remarked out baseurl= line instead.
#
#
 
[base]
name=CentOS-$releasever - Base - mirrors.huaweicloud.com
baseurl=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/$releasever/os/$basearch/
#mirrorlist=https://mirrorlist.centos.org/?release=$releasever&arch=$basearch&repo=os
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/RPM-GPG-KEY-CentOS-7
 
#released updates
[updates]
name=CentOS-$releasever - Updates - mirrors.huaweicloud.com
baseurl=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/$releasever/updates/$basearch/
#mirrorlist=https://mirrorlist.centos.org/?release=$releasever&arch=$basearch&repo=updates
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/RPM-GPG-KEY-CentOS-7
 
#additional packages that may be useful
[extras]
name=CentOS-$releasever - Extras - mirrors.huaweicloud.com
baseurl=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/$releasever/extras/$basearch/
#mirrorlist=https://mirrorlist.centos.org/?release=$releasever&arch=$basearch&repo=extras
gpgcheck=1
gpgkey=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/RPM-GPG-KEY-CentOS-7
enabled = 1
 
#additional packages that extend functionality of existing packages
[centosplus]
name=CentOS-$releasever - Plus - mirrors.huaweicloud.com
baseurl=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/$releasever/centosplus/$basearch/
#mirrorlist=https://mirrorlist.centos.org/?release=$releasever&arch=$basearch&repo=centosplus
gpgcheck=1
enabled=0
gpgkey=https://mirrors.huaweicloud.com/centos-altarch/RPM-GPG-KEY-CentOS-7
```
安装C / C ++ 语言编译器
```
yum install gcc gcc-c++ libstdc++-devel
```
创建一个文件main.c，并编写hello world源代码
```
#include 
main() {
 printf("hello world
");
}
```
为这个工程配置一个经典的Makefile。在工程目录下创建文件Makefile，并添加如下内容：
```
default_target : all
 
all:main.o
cc -o main main.o
main.o:
cc -c main.c
clean:
rm -r main *.o
 
install:all
cp -f main /usr/bin
```
尝试使用make命令进行软件编译和安装，并做测试。
```
make && make install
```
编写一个带cmake的标准跨平台C工程，能完成软件在鲲鹏平台上的编译、安装功能

由于C语言编译器在不同平台上均不一样，使用方法也有或大或小的差异，通常我们要开发一款能够跨平台编译的软件，常用的工具就是cmake，cmake可以根据平台自动生成相应的Makefile文件。

我们首先为前文的hello world编写一个cmake文件，在工程的根目录下创建一个CMakeLists.txt
```
CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.8)
PROJECT(hello_world)
AUX_SOURCE_DIRECTORY(. SRC_LIST)
ADD_EXECUTABLE(hello ${SRC_LIST})
```
在工程目录中创建一个cmake编译临时目录：
```
mkdir tmpbuild
cd tmpbuild
```
执行cmake
```
cmake ..
```
此时cmake会将makefile生成到这个临时目录里，直接执行make就可以开始编译了。
```
make
```
Q：为什么需要一个临时目录

A：因为cmake本身没有clean机制，会将临时文件、makefile等都放在工程下面。一个复杂工程通过cmake生成的临时文件目录结构非常复杂，通过手工无法清理。如果使用临时目录，当编译完成后，直接移除临时目录，就会重新得到一个干净无污染的代码工程。

选择一款由C/C++语言编写的跨平台开源软件Mysql，完成这个软件的编译、安装、制作成可分发的软件包。

Mysql5.7是一款C语言发开的跨平台开源软件的经典版本，他使用一套相同的核心源代码，即可完成在不同平台不同操作系统的软件编译和安装。同样mysql也是利用cmake来管理软件的跨平台能力。

我们先讲如何从源码生成在鲲鹏平台上可以运行的mysql软件，不感兴趣的小伙伴可以直接往后阅读，直接找到如何制作一个鲲鹏平台上的mysql软件包。

当然为满足大部分用户的直接诉求，大量开源软件都可以直接在华为镜像源上下载二进制包，这些二进制包由华为云鲲鹏编译制作，并完成最终测试。

安装gcc7.3，由于CentOS默认的gcc4.8.5有Bug（实际5.0已经修复），无法完成Mysql5.7，我们需要先为机器准备gcc7.3版本。

具体Bug可以参考gnu对的patch说明https://gcc.gnu.org/ml/gcc-cvs/2014-11/msg00084.html
1. 为了安装非默认版本的软件，需要安装CentOS软件集管理
```
sudo yum -y install centos-release-scl
```
实际上会在/etc/yum.repos.d/下生成两个文件CentOS-SCLo-scl.repo CentOS-SCLo-scl-rh.repo

2. 其中，CentOS-SCLo-scl.repo的镜像源对aarch64的平台无效，我们需要将这个文件移除。
```
mv /etc/yum.repos.d/CentOS-SCLo-scl.repo /etc/yum.repos.d/CentOS-SCLo-scl.repo.ignore
sudo yum makecache
sudo yum install devtoolset-7-gcc* libatomic
```
遇到输入
```
Is this ok [y/d/N]:
```
时按y。

3. 安装完成后，我们就可以通过命令为bash运行环境临时配置环境变量，使此时的gcc、g++、include、lib等目录都切换为gcc7.3版本
```
scl enable devtoolset-7 bash
```
进入mysql5.7软件安装过程：

1. 下载软件源码包，这个包在华为云开源镜像站mirros.huaweicloud.com上可以找到，用于加速下载。
```
wget https://mirrors.huaweicloud.com/mysql/Downloads/MySQL-5.7/mysql-boost-5.7.25.tar.gz
wget https://mirrors.huaweicloud.com/mysql/Downloads/MySQL-5.7/mysql-5.7.25.tar.gz
```
2. 解压软件包
```
tar zxvf mysql-5.7.25.tar.gz
tar zxvf mysql-boost-5.7.25.tar.gz
```
3. 在当前环境临时激活gcc7.3
```
scl enable devtoolset-7 bash
```
4. 创建编译临时目录
```
mkdir tmpbuild
cd tmpbuild
```
5. 执行Cmake
```
cmake .. -DWITH_BOOST=../boost/boost_1_59_0 -DEXTRA_CHARSETS=all -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
```
6. 编译
```
make -j8
```
由于我们在Cmake阶段并没有指定安装属性，那么我们执行make install时会被安装到默认路径下。具体的详细的安装参数的配置可以参考mysql官方文档。下面给一个常见的样例。
```
cmake .. -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mysql -DMYSQL_UNIX_ADDR=/usr/local/mysql/mysql.sock -DDEFAULT_CHARSET=utf8 -DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci -DEXTRA_CHARSETS=all -DWITH_MYISAM_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_MEMORY_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_READLINE=1 -DENABLED_LOCAL_INFILE=1 -DMYSQL_DATADIR=/usr/local/mysql/data -DMYSQL_USER=mysql -DMYSQL_TCP_PORT=3306 -DWITHOUT_PARTITION_STORAGE_ENGINE=1 -DWITH_BOOST=../boost/boost_1_59_0/
```
一个全新的问题来了，如果我有100台服务需要部署，难道我需要编译100次源代码吗？

软件的最终目的都是为了分发和使用，我们需要制作出可以快速分发的软件包。

其实绝大多数软件都提供了可分发包的制作工具，比如mysql5.7就提供了mysql-community-5.7.25-1.el7.src.rpm这样的源码和工具的整合包，用于给CentOS7、redhat7这类操作系统制作可快速分发的二进制软件包。我们现在就开始制作：

1. 下载源码和工具的整合包
```
wget https://mirrors.huaweicloud.com/mysql/Downloads/MySQL-5.7/mysql-community-5.7.25-1.el7.src.rpm
```
2. 安装工具包和一些依赖
```
sudo yum -y install perl perl-JSON perl-Data-Dumper perl-Env
sudo yum -y install cyrus-sasl-devel
sudo yum -y install libaio-devel
sudo yum -y install numactl-devel
sudo yum -y install openldap-devel
sudo yum -y install rpcgen
sudo yum -y install libtirpc-devel
sudo yum -y install ncurses-devel
```
安装rpmbuild工具
```
sudo yum -y install rpm-build
```
安装源码和工具整合包
```
sudo rpm -ivh mysql-community-5.7.25-1.el7.src.rpm
```
3. 切换到gcc7.3，执行rpmbuild二进制
```
sudo scl enable devtoolset-7 'rpmbuild -bb /root/rpmbuild/SPECS/mysql.spec'
```
4. 最后编译出来的二进制都存放在路径/root/rpmbuild/RPMS/aarch64/下

5. 直接使用这些rpm软件包，就可以快速在多台的OS为CentOS7的鲲鹏实例上部署mysql了。
```
sudo yum install mysql-community-server* mysql-community-common* mysql-community-client* mysql-community-libs*
```
6. 启动mysql服务，并尝试用客户端和初始密码登录mysql。
```
sudo systemctl enable mysqld
sudo systemctl start mysqld
```
对于Ubuntu18.04，制作二进制的deb包会稍微区别。
1. 下载源码和debian规则包的整合工具包。
```
wget https://mirrors.huaweicloud.com/mysql/Downloads/MySQL-5.7/mysql-community-source_5.7.25-1ubuntu18.04_amd64.deb
```
由于社区提供的二进制包没有arm64版本的，因此我们先下载amd64版本的。

2. 安装编译用的软件依赖
```
apt-get install libaio-dev libjson-perl libldap2-dev libsasl2-dev zlib1g-dev po-debconf libnuma-dev libmecab-dev dh-apparmor dh-systemd
```
3. 下载并解压存放boost
```
wget https://mirrors.huaweicloud.com/mysql/Downloads/MySQL-5.7/mysql-boost-5.7.25.tar.gz 
mkdir -p /usr/global/share
tar zxvf mysql-boost-5.7.25.tar.gz 
cp -r mysql-5.7.24/boost/boost_1_59_0/boost /usr/global/share/
```
4. 先把软件包解压到临时目录，其中mysql-source-build就是我们自定义的临时目录
```
dpkg -x mysql-community-source_5.7.25-1ubuntu18.04_amd64.deb mysql-source-build
```
5. 在临时目录中解压源代码压缩包和debian规则包
```
cd mysql-source-build/usr/src/mysqltar zxvf mysql-community_5.7.25.orig.tar.gz #mysql源代码包重命名为debian规范
tar Jxvf mysql-community_5.7.25-1ubuntu18.04.debian.tar.xz #mysql对应的debian打包规则
cd mysql-5.7.25/
cp -r ../debian .
```
6. 执行命令编译出包，-b代表只出二进制包
```
dpkg-buildpackage -rfakeroot -us -uc -b
```
所有的包会放在路径mysql-source-build/usr/src/mysql下，并以.deb作为软件包的扩展名。

7. 在Ubuntu18.04上安装打包完成的软件
```
dpkg -i mysql-common_5.7.25-1ubuntu18.04_arm64.deb
dpkg -i mysql-client_5.7.25-1ubuntu18.04_arm64.deb
dpkg -i mysql-server_5.7.25-1ubuntu18.04_arm64.deb
```
弹出窗口提示输入数据库的密码（不是OS的root密码）：

8.安装完成后，登录数据库。
```
mysql -u root -p
```
作者：太一
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