Makefile和Cmake的联系与区别

2023-05-16

CMake是一种跨平台编译工具,比make更为高级,使用起来要方便得多。CMake主要是编写CMakeLists.txt文件,然后用cmake命令将CMakeLists.txt文件转化为make所需要的makefile文件,最后用make命令编译源码生成可执行程序或共享库(so(shared object)).它的作用和qt的qmake是相似的。

 

C/C++程序员肯定离不开Makefile和Cmake,因为如果对这两个工具不熟悉,那么你就不是一个合格的C/C++程序员。本文对Makefile和Cmake,及它们的使用进行了详细的介绍,本文的目录如下:

一、Makefile详解

    1.1 Makefile语法
    1.2 Makefile示例

二、Cmake详解

    2.1 Cmake语法
    2.2 Cmake示例

 

一、Makefile详解

    Makefile描述了整个工程的编译、连接等规则,makefile定义了一些列规则来指定,哪些文件需要编译以及如何编译、需要创建哪些库文件以及如何创建这些库文件、如何产生我们想要的可执行文件。使用Makefile,整个工程都可以完全自动化编译。而且Makefile 可以有效的减少编译和连接的程序,只编译和连接那些修改的文件。

1.1  Makefile语法

1.1.1
      Makefile包含了五个重要的东西:显示规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。
          1. 显示规则:显示规则说明了,如何生成一个或多个目标。这是由Makefile指出要生成的文件和文件依赖的文件。
          2. 隐晦规则:基于Makefile的自动推导功能
          3. 变量的定义:一般是字符串
          4. 文件指示:一般是在Makefile中引用另外一个makefile文件;根据某些规则指定Makefile中有效的部分;多行
          5. 注释:#指示注释

      Makefile有三个非常重要的变量:$@、$^、$#,它们的含义如下:
          $@    ---目标文件
          $^      ---所有依赖文件
          $<      ---第一个依赖文件
          .PHONY  ---伪目标文件

      Makefile的执行过程如下:

          1. 在当前目录下寻找Makefile或makefile。
          2. 找到第一个文件中的第一个目标文件,和目标文件依赖的.o文件。
          3. 如果.o文件不存在,或是后面.o文件比target文件更新,那么它就会执行后面的语句来生成这个文件。
          4. 最后makefile会根据.o文件依赖的.h和.c文件生成.o文件。

1.1.2

      注意:
           1. clean不要放在target前面。
           2. -rm edit  $(objects)  忽略某些文件的问题。
           3. Makefile中的命令,必须以[Tab]键分割。文件之间最好使用空格分割。
           4. -I 或 --include-dir 参数,那么make就会在这些目录下去寻找。
           5. -L 相当于load lib dir, -lfb303  相当于libfb303.so

1.1.3 g++编译命令:
           1. -g  相当于debug
           2. -Wall 相当于忽略warnning
           3. -O1~3 相当于优化级别
           4. -lpthread多线程
           5. -j8 多线程编译
           6. -D相当于宏定义,-D_YUQIANG,那么#ifdef _YUQIANG就是True的。

1.2  Makefile示例

 

[cpp] view plain copy

  1. CC = gcc  
  2. RM = rm  
  3.   
  4. CFLAGS += -D _YUQIANG  
  5. TARGETS := myapp  
  6. all:$(TARGETS)  
  7.   
  8. $(TARGETS):main.c  
  9. $(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@  
  10.   
  11. clean:  
  12. -$(RM) -f *.o  
  13. -$(RM) -f $(TARGETS)  


 

 

二、CMake详解

   CMake是一个夸平台的安装(编译)工具,可以简单的语句描述所有平台的安装(编译过程)。它能输出各种各样的makefile或者project文件,能测试编译器所支持的c++特性,类似UNIX下的automake。

2.1 Cmake语法

     1.  project name 

          PROJECT( project name )

     2. 头文件路径
          INCLUDE_DIRECTORIES( include )

     3. 设置环境变量的值
          SET( TEST_DIR ${DIR_SRCS})

     4. 设置外部库
          SET(LIBRARIES libm.so)

     5. 设置可执行文件路径
          ADD_EXECUTABLE( ../bin/bin ${TEST_DIR})

     6. 设置链接库
          TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES})

     7. 设置代码子目录
         ADD_SUBDIRECTORY

2.2 CMake示例

 

[cpp] view plain copy

  1. #project name  
  2. PROJECT(test_math)  
  3. #head file path  
  4. INCLUDE_DIRECTORIES(  
  5. include  
  6. )  
  7. #source directory  
  8. AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)  
  9. #set environment variable  
  10. SET(TEST_MATH  
  11. ${DIR_SRCS}  
  12. )  
  13. #set extern libraries  
  14. SET(LIBRARIES  
  15. libm.so  
  16. )  
  17. #add executable file  
  18. ADD_EXECUTABLE(../bin/bin ${TEST_MATH})  
  19. #add link library  
  20. TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES}  

 

1.CMake编译原理

CMake是一种跨平台编译工具,比make更为高级,使用起来要方便得多。CMake主要是编写CMakeLists.txt文件,然后用cmake命令将CMakeLists.txt文件转化为make所需要的makefile文件,最后用make命令编译源码生成可执行程序或共享库(so(shared object))。因此CMake的编译基本就两个步骤:


1. cmake   
  指向CMakeLists.txt所在的目录,例如cmake .. 表示CMakeLists.txt在当前目录的上一级目录。cmake后会生成很多编译的中间文件以及makefile文件,所以一般建议新建一个新的目录,专门用来编译,
mkdir
 build
cd build
cmake ..

make

2. make
根据生成makefile文件,编译程序。  

2.使用Cmake编译程序

我们编写一个关于开平方的C/C++程序项目,即b= sqrt(a),以此理解整个CMake编译的过程。

a.准备程序文件

文件目录结构如下:


.
├── build
├── CMakeLists.txt
├── include
│   └── b.h
└── src
    ├── b.c
    └── main.c
  

b.编写CMakeLists.txt

接下来编写CMakeLists.txt文件,该文件放在和src,include的同级目录,实际方哪里都可以,只要里面编写的路径能够正确指向就好了。CMakeLists.txt文件,如下所示:


 1
 #1
.cmake verson,指定cmake版本 

 2
 cmake_minimum_required(VERSION 3.2
)

 3
 
 4
 #2
.project name,指定项目的名称,一般和项目的文件夹名称对应

 5
 PROJECT(test_sqrt)

 6
 
 7
 #3
.head
 file
 path,头文件目录

 8
 INCLUDE_DIRECTORIES(

 9
 include

10
 )

11
 
12
 #4
.source directory,源文件目录

13
 AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)

14
 
15
 #5
.set environment variable,设置环境变量,编译用到的源文件全部都要放到这里,否则编译能够通过,但是执行的时候会出现各种问题,比如"
symbol lookup error xxxxx , undefined symbol
"

16
 SET(TEST_MATH

17
 ${DIR_SRCS}

18
 )

19
 
20
 #6
.add executable file
,添加要编译的可执行文件

21
 ADD_EXECUTABLE(${PROJECT_NAME} ${TEST_MATH})

22
 
23
 #7
.add link library,添加可执行文件所需要的库,比如我们用到了libm.so(命名规则:lib+name+.so),就添加该库的名称

24
 TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} m)  

 CMakeLists.txt主要包含以上的7个步骤,具体的意义,请阅读相应的注释。

c.编译和运行程序

准备好了以上的所有材料,接下来,就可以编译了,由于编译中出现许多中间的文件,因此最好新建一个独立的目录build,在该目录下进行编译,编译步骤如下所示:


mkdir
 build
cd build
cmake ..

make
  

操作后,在build下生成的目录结构如下:


├── build
│   ├── CMakeCache.txt
│   ├── CMakeFiles
│   │   ├── 
3.2
.2

│   │   │   ├── CMakeCCompiler.cmake
│   │   │   ├── CMakeCXXCompiler.cmake
│   │   │   ├── CMakeDetermineCompilerABI_C.bin
│   │   │   ├── CMakeDetermineCompilerABI_CXX.bin
│   │   │   ├── CMakeSystem.cmake
│   │   │   ├── CompilerIdC
│   │   │   │   ├── a.out
│   │   │   │   └── CMakeCCompilerId.c
│   │   │   └── CompilerIdCXX
│   │   │       ├── a.out
│   │   │       └── CMakeCXXCompilerId.
cpp

│   │   ├── cmake.check_cache
│   │   ├── CMakeDirectoryInformation.cmake
│   │   ├── CMakeOutput.log
│   │   ├── CMakeTmp
│   │   ├── feature_tests.bin
│   │   ├── feature_tests.c
│   │   ├── feature_tests.cxx
│   │   ├── Makefile2
│   │   ├── Makefile.cmake
│   │   ├── progress.marks
│   │   ├── TargetDirectories.txt
│   │   └── test_sqrt.
dir

│   │       ├── build.
make

│   │       ├── C.includecache
│   │       ├── cmake_clean.cmake
│   │       ├── DependInfo.cmake
│   │       ├── depend.internal
│   │       ├── depend.
make

│   │       ├── flags.
make

│   │       ├── link.txt
│   │       ├── progress.
make

│   │       └── src
│   │           ├── b.c.o
│   │           └── main.c.o
│   ├── cmake_install.cmake
│   ├── Makefile
│   └── test_sqrt
├── CMakeLists.txt
├── include
│   └── b.h
└── src
    ├── b.c
    └── main.c
  

注意在build的目录下生成了一个可执行的文件test_sqrt,运行获取结果如下:


命令:
./test_sqrt 
结果:
input a:
49.000000

sqrt result:
7.000000
  

 

参考文献:
1.  Linux  Makefile教程: http://blog.csdn.net/liang13664759/article/details/1771246
2. CMake 学习二: http://blog.sina.com.cn/s/blog_53b7ddf00101mjp5.html
3. CMake基本用法: http://blog.sina.com.cn/s/blog_68409a2801019bm7.html

 

 

1.gcc是GNU Compiler Collection(就是GNU编译器套件),也可以简单认为是编译器,它可以编译很多种编程语言(括C、C++、Objective-C、Fortran、Java等等)。

2.当你的程序只有一个源文件时,直接就可以用gcc命令编译它。

3.但是当你的程序包含很多个源文件时,用gcc命令逐个去编译时,你就很容易混乱而且工作量大

4.所以出现了make工具
make工具可以看成是一个智能的批处理工具,它本身并没有编译和链接的功能,而是用类似于批处理的方式—通过调用makefile文件中用户指定的命令来进行编译和链接的。

5.makefile是什么?简单的说就像一首歌的乐谱,make工具就像指挥家,指挥家根据乐谱指挥整个乐团怎么样演奏,make工具就根据makefile中的命令进行编译和链接的。

6.makefile命令中就包含了调用gcc(也可以是别的编译器)去编译某个源文件的命令。

7.makefile在一些简单的工程完全可以人工手下,但是当工程非常大的时候,手写makefile也是非常麻烦的,如果换了个平台makefile又要重新修改。

8.这时候就出现了Cmake这个工具,cmake就可以更加简单的生成makefile文件给上面那个make用。当然cmake还有其他功能,就是可以跨平台生成对应平台能用的makefile,你不用再自己去修改了。

9.可是cmake根据什么生成makefile呢?它又要根据一个叫CMakeLists.txt文件(学名:组态档)去生成makefile。

10.到最后CMakeLists.txt文件谁写啊?亲,是你自己手写的。

11.当然如果你用IDE,类似VS这些一般它都能帮你弄好了,你只需要按一下那个三角形

12.cmake是make maker,生成各种可以直接控制编译过程的控制器的配置文件,比如makefile、各种IDE的配置文件。
13.make是一个简单的通过文件时间戳控制自动过程、处理依赖关系的软件,这个自动过程可以是编译一个项目。

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