太难了！制作交叉编译器 x86_64-w64-mingw32-gcc 踩坑记录

2025-07-13 11:08:28 #GCC

研究 GCC 交叉编译器有些天了，相关的资料不算很多，可能是因为太折腾了，这个话题没有太多人讨论。没有特别需求的话大家更愿意用系统自带的交叉编译器，开箱即用。

网络上相关资料更多都是在制作 Linux x86_64 和 Linux arm64 之间的交叉编译器，我也尝试过，但流程很复杂，每个人的编译环境又不同，很容易编译失败。
因为我平时主要在 Windows 平台上工作，所以尝试在 Linux 上编译一个 Windows 上运行的 GCC，经过数十次编译失败，耗费N个小时后，终于成功了！

首先有些基本概念要了解一下：

有个工具包叫Binutils，它是汇编器、链接器的源码，是必须要编译的，它不依赖 glibc 和 Linux 头文件，比较独立，所以编译一般不会出问题。
如果目标是 Linux 平台，则编译过程比较复杂，gcc、glibc要分阶段编译，比较复杂，容易失败。而目标平台是 Windows 的话则简单很多。

准备

我的编译环境是 Ubuntu 16.04

# lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 16.04.7 LTS
Release:        16.04
Codename:       xenial

之所以选择这么低版本的系统是因为其 glibc 版本足够低，编译出的工具链可以运行在更高的系统之上，反之则不行。

# ldd --version
ldd (Ubuntu GLIBC 2.23-0ubuntu11.3) 2.23
Copyright (C) 2016 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
Written by Roland McGrath and Ulrich Drepper.

Binutils 版本选择的是 2.44：https://mirrors.ustc.edu.cn/gnu/binutils/
GCC 版本选择的是 15.1.0：https://mirrors.ustc.edu.cn/gnu/gcc/gcc-15.1.0/
mingw-w64 13.0.0：https://www.mingw-w64.org/source/

预先设置一些环境变量，避免后面重复输入

export BUILD=x86_64-linux-gnu
export HOST=x86_64-linux-gnu
export TARGET=x86_64-w64-mingw32
export PREFIX=/opt/cross
export SYSROOT=$PREFIX/$TARGET

编译 Binutils

cd /opt
tar xf binutils-2.44.tar.xz
cd binutils-2.44/
mkdir build && cd build
../configure --prefix=$PREFIX --disable-nls --disable-multilib --build=$BUILD --host=$HOST --target=$TARGET
make -j$(nproc)
make install-strip

binutils 不依赖内核头文件和 glibc，几乎不会失败。

编译 Stage 1 GCC

编译第一阶段的 GCC，仅编译 C 部分，它的目的是编译后面的 mingw crt.

cd /opt
tar xf gcc-15.1.0.tar.xz
cd gcc-15.1.0/
./contrib/download_prerequisites
mkdir build1 && cd build1
../configure --prefix=$PREFIX \
    --with-sysroot=$SYSROOT \
    --enable-languages=c \
    --disable-shared \
    --disable-threads \
    --disable-libstdcxx \
    --disable-multilib \
    --disable-werror \
    --disable-checking \
    --build=$BUILD \
    --host=$HOST \
    --target=$TARGET

接着需要临时创建一个目录的链接，不这么做的话稍后会出现找不到 mingw-w64 头文件的错误，错误信息类似这样：

if [ -d ../prev-gcc ]; then \
  cd ../prev-gcc && \
  make real-install-headers-tar DESTDIR=`pwd`/../gcc/ \
    libsubdir=. ; \
else \
  set -e; for ml in `cat fixinc_list`; do \
    sysroot_headers_suffix=`echo ${ml} | sed -e 's/;.*$//'`; \
    multi_dir=`echo ${ml} | sed -e 's/^[^;]*;//'`; \
    fix_dir=include-fixed${multi_dir}; \
    if ! false && test ! -d `echo /usr/x86_64-w64-mingw32${sysroot_headers_suffix}/mingw/include | sed -e :a -e 's,[^/]*/\.\.\/,,' -e ta`; then \
      echo "The directory (BUILD_SYSTEM_HEADER_DIR) that should contain system headers does not exist:" >&2 ; \
      echo "  `echo /usr/x86_64-w64-mingw32${sysroot_headers_suffix}/mingw/include | sed -e :a -e 's,[^/]*/\.\.\/,,' -e ta`" >&2 ; \
      case linux-gnu in \
        darwin*) \
          echo "(on Darwin this usually means you need to pass the --with-sysroot= flag to point to a valid MacOS SDK)" >&2; \
          ;; \
      esac; \
      tooldir_sysinc=`echo "/opt/x86_64-w64-mingw32-gcc15/lib/gcc/x86_64-w64-mingw32/15.1.0/../../../../x86_64-w64-mingw32/sys-include" | sed -e :a -e "s,[^/]*/\.\.\/,," -e ta`; \
      if test "x`echo /usr/x86_64-w64-mingw32${sysroot_headers_suffix}/mingw/include | sed -e :a -e 's,[^/]*/\.\.\/,,' -e ta`" = "x${tooldir_sysinc}"; \
      then sleep 1; else exit 1; fi; \
    fi; \
    /bin/bash ../../gcc/../mkinstalldirs ${fix_dir}; \
    chmod a+rx ${fix_dir} || true; \
    (TARGET_MACHINE='x86_64-w64-mingw32'; srcdir=`cd ../../gcc; ${PWDCMD-pwd}`; \
      SHELL='/bin/bash'; MACRO_LIST=`${PWDCMD-pwd}`/macro_list ; \
      gcc_dir=`${PWDCMD-pwd}` ; \
      export TARGET_MACHINE srcdir SHELL MACRO_LIST && \
      cd ../build-x86_64-linux-gnu/fixincludes && \
      /bin/bash ./fixinc.sh "${gcc_dir}/${fix_dir}" \
        `echo /usr/x86_64-w64-mingw32${sysroot_headers_suffix}/mingw/include | sed -e :a -e 's,[^/]*/\.\.\/,,' -e ta`  ); \
  done; \
fi
The directory (BUILD_SYSTEM_HEADER_DIR) that should contain system headers does not exist:
  /usr/x86_64-w64-mingw32/mingw/include
make[2]: *** [Makefile:3643: stmp-fixinc] Error 1
make[2]: *** Waiting for unfinished jobs....
rm gcc.pod
make[2]: Leaving directory '/opt/gcc-15.1.0/build/gcc'
make[1]: *** [Makefile:4728: all-gcc] Error 2
make[1]: Leaving directory '/opt/gcc-15.1.0/build'
make: *** [Makefile:1068: all] Error 2

Makefile 文件中硬编码了一个规则：它强制性地在sysroot路径后面拼接上了一个/mingw/include子目录，然后在这里查找头文件。
在$SYSROOT/mingw下创建目录链接

# 创建一个名为 include 的符号链接，指向真实的 include 目录
mkdir -p $SYSROOT/mingw
sudo ln -s $SYSROOT/include $SYSROOT/mingw/include

# 为 lib 目录也创建一个，以防后面链接阶段出现类似问题
sudo ln -s $SYSROOT/lib $SYSROOT/mingw/lib

# 开始编译
make -j$(nproc) all-gcc
make install-strip-gcc

编译mignw-w64 crt

从这一步开始，我们需要用到刚才制作的 GCC 编译器了，所以要将bin目录添加到PATH环境变量中：

1	export PATH=$PREFIX/bin:$PATH

开始编译

cd /opt/mingw-w64-v13.0.0/mingw-w64-crt
mkdir build && cd build
../configure --prefix=$SYSROOT --build=$BUILD --host=$TARGET
make -j$(nproc)
make install-strip

编译完整 GCC

这是最后一步，编译完整的 GCC。注意编译时新建一个文件夹，不要在第一次的 build 目录中进行

cd /opt/gcc-15.1.0/
mkdir build2 && cd build2
../configure --prefix=$PREFIX --with-sysroot=$SYSROOT --enable-languages=c,c++ --enable-threads=win32 --enable-shared --disable-multilib --disable-werror --disable-checking --build=$BUILD --host=$HOST --target=$TARGET
make -j$(nproc)
make install-strip

大功告成！最后可以删除$SYSROOT/mingw目录了，用不上了。

打包

最后用dpkg打包为.deb文件，方便安装到其他机器上使用。

准备

编译 Binutils

编译 Stage 1 GCC

编译mignw-w64 crt

编译完整 GCC

打包

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