Сборка C++ SDL приложения для iOS на Linux

В данной заметке я опишу процедуру сборки C++ SDL приложения для iOS на Linux, подпись ipa архива без платной подписки Apple Developer и установку на чистое устройство (iPad) с помощью macOS без Jailbreak.

Для начала установим тулчейн сборки для Linux:
https://github.com/tpoechtrager/cctools-port

Тулчейн нужно выгрузить из репозитория, далее по инструкции на сайте Godot Engine закончить установку:
https://docs.godotengine.org/ru/latest/development/compiling/cross-compiling_for_ios_on_linux.html

На данный момент требуется скачать Xcode dmg и скопировать оттуда sdk для сборки cctools-port. Данный этап проще проходить на macOS, достаточно скопировать из установленного Xcode необходимые файлы sdk. После успешной сборки, в терминале будет путь к тулчейну кросскомпилятора.

Далее можно приступать к сборке SDL приложения для iOS. Откроем cmake и добавим необходимые изменения для сборки C++ кода:


SET(CMAKE_SYSTEM_NAME Darwin)
SET(CMAKE_C_COMPILER arm-apple-darwin11-clang)
SET(CMAKE_CXX_COMPILER arm-apple-darwin11-clang++)
SET(CMAKE_LINKER arm-apple-darwin11-ld)

Теперь можно собирать с помощью cmake и make, но не забудьте прописать $PATH к тулчейну кросскомпилятора:



PATH=$PATH:~/Sources/cctools-port/usage_examples/ios_toolchain/target/bin

Для корректной линковки с фреймворками и SDL прописываем их в cmake, зависимости игры Space Jaguar для примера:



target_link_libraries(
${FSEGT_PROJECT_NAME}
${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/libclang_rt.ios.a
${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/libSDL2.a
${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/libSDL2_mixer.a
${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/libSDL2_image.a
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/CoreServices.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/ImageIO.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/Metal.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/AVFoundation.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/GameController.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/CoreMotion.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/CoreGraphics.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/AudioToolbox.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/CoreAudio.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/QuartzCore.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/OpenGLES.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/UIKit.framework"
"${FLAME_STEEL_PROJECT_ROOT_DIRECTORY}/scripts/buildScripts/ios/resources/libs/Foundation.framework"
)

В моем случае библиотеки SDL, SDL_Image, SDL_mixer скомпилированы в Xcode на macOS заранее для статичной линковки; Фреймворки скопированы из Xcode. Также добавлена библиотека libclang_rt.ios.a, которая включает в себя специфические рантайм вызовы iOS, например isOSVersionAtLeast. Включен макрос для работы с OpenGL ES, отключение неподдерживаемых функций в мобильной версии, по аналогии с Android.

После решения всех проблем сборки, вы должны получить собранный binary для arm. Далее рассмотрим запуск собранного бинарика на устройстве без Jailbreak.

На macOS произведите установку Xcode, зарегистрируйтесь на портале Apple, без оплаты программы для разработчиков. Добавьте аккаунт в Xcode -> Preferences -> Accounts, создайте пустое приложение и соберите на реальном устройстве. Во время сборки устройство будет добавлено к бесплатному аккаунту разработчика. После сборки и запуска, нужно произвести сборку архива, для этого выберете Generic iOS Device и Product -> Archive. По окончанию сборки архива достаньте из него файлы embedded.mobileprovision, PkgInfo. Из лога сборки на устройство найдите строку codesign с корректным ключом подписи, путь к файлу entitlements с расширением app.xcent, скопируйте его.

Скопируйте папку .app из архива, замените бинарик в архиве на собранный кросскомпилятором в линуксе (например SpaceJaguar.app/SpaceJaguar), далее добавляем в .app необходимые ресурсы, проверьте сохранность PkgInfo и embedded.mobileprovision файлов в .app из архива, скопируйте заново если необходимо. Переподписываем .app с помощью команды codesign – codesign требует на вход ключ для sign, путь к файлу entitlements (можно переименовать с расширением .plist)

После переподписывания создайте папку Payload, перенесите туда папку с расширением .app, создайте zip архив с Payload в корне, переименуйте архив с расширением .ipa. После этого в Xcode откройте список устройств и сделайте Drag’n’Drop нового ipa в список приложений устройства; Установка через Apple Configurator 2 для данного способа не работает. Если переподписывание произведено корректно, то приложение с новым бинариком будет установлено на iOS устройство (например iPad) с 7 дневным сертификатом, на период тестирования этого достаточно.

Источники

https://github.com/tpoechtrager/cctools-port
https://docs.godotengine.org/ru/latest/development/compiling/cross-compiling_for_ios_on_linux.html
https://jonnyzzz.com/blog/2018/06/13/link-error-3/
https://stackoverflow.com/questions/6896029/re-sign-ipa-iphone
https://developer.apple.com/library/archive/documentation/Security/Conceptual/CodeSigningGuide/Procedures/Procedures.html

0

Портируем C++ SDL приложение на Android

В данной заметке я опишу свой опыт портирования прототипа 3D редактора Cube Art Project на Android.
Сначала посмотрим на результат, в эмуляторе запущен редактор с 3D курсором куба красного цвета:

Для успешной сборки нужно было сделать следующее:

  1. Установить последний Android SDK и NDK (версию ндк чем свежее тем лучше).
  2. Загрузить исходный код SDL2, взять оттуда шаблон для сборки андроид приложения.
  3. Добавить SDL Image, SDL Mixer к сборке.
  4. Добавить библиотеки моего игрового движка и тулкита, их зависимости (GLM, JSON for Modern C++)
  5. Адаптировать файлы сборок для Gradle.
  6. Адаптировать C++ код для совместимости с Android, изменения коснулись платформозависимых компонентов (OpenGL ES, инициализация графического контекста)
  7. Собрать и проверить проект на эмуляторе.

Шаблон проекта

Загружаем исходники SDL, SDL Image, SDL Mixer:
https://www.libsdl.org/download-2.0.php
В папке docs есть подробная инструкция по работе с шаблоном андроид проекта; скопируем директорию android-project в отдельную папку, сделаем симлинк или скопируем папку SDL в android-project/app/jni.
Подставляем правильный идентификатор для флага avd, запускаем эмулятор андроида из директории Sdk:


cd ~/Android/Sdk/emulator
./emulator -avd Pixel_2_API_24

Указываем пути в скрипте, собираем проект:


rm -rf app/build || true
export ANDROID_HOME=/home/demensdeum/Android/Sdk/
export ANDROID_NDK_HOME=/home/demensdeum/Android/android-ndk-r21-beta2/
./gradlew clean build
./gradlew installDebug

Должен собраться шаблон проекта SDL с кодом на Си из файла


android-sdl-test-app/cube-art-project-android/app/jni/src/YourSourceHere.c

Зависимости

Загружаем исходный код в архивах для SDL_image, SDL_mixer:
https://www.libsdl.org/projects/SDL_image/
https://www.libsdl.org/projects/SDL_mixer/

Загружаем зависимости вашего проекта, для примера мои shared библиотеки:
https://gitlab.com/demensdeum/FlameSteelCore/
https://gitlab.com/demensdeum/FlameSteelCommonTraits
https://gitlab.com/demensdeum/FlameSteelBattleHorn
https://gitlab.com/demensdeum/FlameSteelEngineGameToolkit/
https://gitlab.com/demensdeum/FlameSteelEngineGameToolkitFSGL
https://gitlab.com/demensdeum/FSGL
https://gitlab.com/demensdeum/cube-art-project

Все это выгружаем в app/jni, каждый “модуль” в отдельную папку, например app/jni/FSGL. Далее у вас есть вариант найти рабочие генераторы для файлов Application.mk и Android.mk, я не нашел, однако возможно есть простое решение на основе CMake. Переходим по ссылкам и начинаем знакомиться с форматом файлов сборки для Android NDK:
https://developer.android.com/ndk/guides/application_mk
https://developer.android.com/ndk/guides/android_mk

Также следует прочитать про разные APP_STL реализации в NDK:
https://developer.android.com/ndk/guides/cpp-support.html

После ознакомления создаем для каждого “модуля” файл Android.mk, далее пример файл сборки shared библиотеки Cube-Art-Project:


LOCAL_PATH := $(call my-dir)
include $(CLEAR_VARS)

APP_STL := c++_static
APP_CPPFLAGS := -fexceptions
LOCAL_MODULE := CubeArtProject
LOCAL_C_INCLUDES := $(LOCAL_PATH)/src $(LOCAL_PATH)/../include $(LOCAL_PATH)/../include/FlameSteelCommonTraits/src/FlameSteelCommonTraits
LOCAL_EXPORT_C_INCLUDES = $(LOCAL_PATH)/src/

define walk
$(wildcard $(1)) $(foreach e, $(wildcard $(1)/*), $(call walk, $(e)))
endef

ALLFILES = $(call walk, $(LOCAL_PATH)/src)
FILE_LIST := $(filter %.cpp, $(ALLFILES))
$(info CubeArtProject source code files list)
$(info $(FILE_LIST))
LOCAL_SRC_FILES := $(FILE_LIST:$(LOCAL_PATH)/%=%)

LOCAL_SHARED_LIBRARIES += FlameSteelCore
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += FlameSteelBattleHorn
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += FlameSteelCommonTraits
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += FlameSteelEngineGameToolkit
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += FlameSteelEngineGameToolkitFSGL
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += FSGL
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += SDL2
LOCAL_SHARED_LIBRARIES += SDL2_image

LOCAL_LDFLAGS := -static-libstdc++
include $(BUILD_SHARED_LIBRARY)

Любой опытный CMake пользователь поймет этот конфиг с первых строк, форматы очень похожи, в Android.mk отсутствует GLOB_RECURSIVE, поэтому приходится рекурсивно искать исходные файлы с помощью функции walk.

Меняем Application.mk, Android.mk со-но для сборки C++ а не Си кода:


APP_ABI := armeabi-v7a arm64-v8a x86 x86_64
APP_PLATFORM=android-16
APP_STL := c++_static
APP_CPPFLAGS := -fexceptions

Переименовываем YourSourceHere.c -> YourSourceHere.cpp, grep’аем по вхождениям, меняем путь в сборке, например:


app/jni/src/Android.mk:LOCAL_SRC_FILES := YourSourceHere.cpp

Далее попробуйте собрать проект, если вы увидете ошибки от компилятора об отсутствии хидеров, то проверьте корректность путей в Android.mk; если ошибки будут от линковщика вида “undefined reference”, то проверьте корректность указания файлов исходного кода в сборках, оттрейсить списки можно через указание $(info $(FILE_LIST)) в Android.mk файле. Не забудьте о двойном механизме линковки, с помощью модулей в ключе LOCAL_SHARED_LIBRARIES и корректной линковке через LD, например для FSGL:


LOCAL_LDLIBS := -lEGL -lGLESv2

Адаптация и запуск

Пришлось поменять некоторые вещи, например убрать GLEW из сборок для iOS и Android, переименовать часть вызовов OpenGL, добавив постфикс EOS (glGenVertexArrays -> glGenVertexArraysOES), включать макрос отсутствующих модерновых функций дебага, вишенка на торте это неявный инклуд GLES2 хидеров с указанием макроса GL_GLEXT_PROTOTYPES 1:


#define GL_GLEXT_PROTOTYPES 1
#include "SDL_opengles2.h"

Также наблюдал черный экран на первых запусках с ошибкой вида “E/libEGL: validate_display:255 error 3008 (EGL_BAD_DISPLAY)”, поменял инициализацию окна SDL, профайла OpenGL и все заработало:


SDL_DisplayMode mode;
SDL_GetDisplayMode(0,0,&mode);
int width = mode.w;
int height = mode.h;

window = SDL_CreateWindow(
            title,
            0,
            0,
            width,
            height,
            SDL_WINDOW_OPENGL | SDL_WINDOW_FULLSCREEN | SDL_WINDOW_RESIZABLE
        );

SDL_GL_SetAttribute( SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_MASK, SDL_GL_CONTEXT_PROFILE_ES );

На эмуляторе приложение по умолчанию устанавливается с иконкой SDL и именем “Game”.

Мне осталось исследовать возможность автоматической генерации файлов сборки на основе CMake, либо же мигрировать сборки для всех платформ на Gradle; однако CMake остается выбором дефакто для текущей разработки на C++.

Исходный код

https://gitlab.com/demensdeum/android-sdl-test-app
https://gitlab.com/demensdeum/android-sdl-test-app/tree/master/cube-art-project-android

Источники

https://developer.android.com/ndk/guides/cpp-support.html
https://developer.android.com/ndk/guides/application_mk
https://developer.android.com/ndk/guides/android_mk
https://lazyfoo.net/tutorials/SDL/52_hello_mobile/android_windows/index.php
https://medium.com/androiddevelopers/getting-started-with-c-and-android-native-activities-2213b402ffff

0

SDL2 – OpenGL ES

Я люблю Panda3D. Однако этот игровой движок слишком сложен в компиляции/поддержке для платформы Microsoft Windows. Поэтому я решил заняться разработкой собственной графической библиотеки на OpenGL ES и SDL2.
В этой статье я опишу как инициализировать OpenGL контекст. Мы выведем пустое окно.

King Nothing

Для начала установим библиотеки OpenGL ES3 – GLES 3. На убунте это делается легко, командой sudo apt-get install libgles2-mesa-dev. Для работы с OpenGL, необходимо проинициализировать контекст. Для решения данной задачи есть много вспомогательных библиотек – SDL2, GLFW, GLFM и тд. На самом деле, единственного варианта инициализации для всех платформ не существует, я выбрал SDL2 т.к. код будет един для Windows/*nix/HTML5/iOS/Android/и тд.

Установить SDL2 на убунте можно командой sudo apt-get install libsdl2-dev

Код для инициализации контекста OpenGL с помощью SDL2:

    SDL_Window *window = SDL_CreateWindow(
            "SDL2 - OGLES",
            SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
            SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED,
            640,
            480,
            SDL_WINDOW_OPENGL
            );
	    

    SDL_GLContext glContext = SDL_GL_CreateContext(window);

После этого можно делать вызовы OpenGL, которые будут отрабатывать в данном контексте.

Пример с выводом окна на OpenGL ES с синей заливкой:
https://github.com/demensdeum/OpenGLES3-Experiments/tree/master/3sdl-gles
https://github.com/demensdeum/OpenGLES3-Experiments/blob/master/3sdl-gles/sdlgles.cpp

Собрать и проверить можно с помощью команды cmake . && make && ./SDLGles

0