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Makefile和Cmake的聯絡與區別

阿新 • • 發佈：2018-11-11

CMake是一種跨平臺編譯工具，比make更為高階，使用起來要方便得多。CMake主要是編寫CMakeLists.txt檔案，然後用cmake命令將CMakeLists.txt檔案轉化為make所需要的makefile檔案，最後用make命令編譯原始碼生成可執行程式或共享庫（so(shared object)）.它的作用和qt的qmake是相似的。

 

C/C++程式設計師肯定離不開Makefile和Cmake，因為如果對這兩個工具不熟悉，那麼你就不是一個合格的C/C++程式設計師。本文對Makefile和Cmake，及它們的使用進行了詳細的介紹，本文的目錄如下：

一、Makefile詳解

    1.1 Makefile語法
    1.2 Makefile示例

二、Cmake詳解

    2.1 Cmake語法
    2.2 Cmake示例

 

一、Makefile詳解

    Makefile描述了整個工程的編譯、連線等規則，makefile定義了一些列規則來指定，哪些檔案需要編譯以及如何編譯、需要建立哪些庫檔案以及如何建立這些庫檔案、如何產生我們想要的可執行檔案。使用Makefile，整個工程都可以完全自動化編譯。而且Makefile 可以有效的減少編譯和連線的程式，只編譯和連線那些修改的檔案。

1.1  Makefile語法

1.1.1
      Makefile包含了五個重要的東西：顯示規則、隱晦規則、變數定義、檔案指示和註釋。
          1. 顯示規則：顯示規則說明了，如何生成一個或多個目標。這是由Makefile指出要生成的檔案和檔案依賴的檔案。
          2. 隱晦規則：基於Makefile的自動推導功能
          3. 變數的定義：一般是字串
          4. 檔案指示：一般是在Makefile中引用另外一個makefile檔案；根據某些規則指定Makefile中有效的部分；多行
          5. 註釋：#指示註釋

      Makefile有三個非常重要的變數：[email protected]、$^、$#，它們的含義如下：
          [email protected]    ---目標檔案
          $^      ---所有依賴檔案
          $<      ---第一個依賴檔案
          .PHONY  ---偽目標檔案

      Makefile的執行過程如下：

          1. 在當前目錄下尋找Makefile或makefile。
          2. 找到第一個檔案中的第一個目標檔案，和目標檔案依賴的.o檔案。
          3. 如果.o檔案不存在，或是後面.o檔案比target檔案更新，那麼它就會執行後面的語句來生成這個檔案。
          4. 最後makefile會根據.o檔案依賴的.h和.c檔案生成.o檔案。

1.1.2

      注意：
           1. clean不要放在target前面。
           2. -rm edit  $(objects)  忽略某些檔案的問題。
           3. Makefile中的命令，必須以[Tab]鍵分割。檔案之間最好使用空格分割。
           4. -I 或 --include-dir 引數，那麼make就會在這些目錄下去尋找。
           5. -L 相當於load lib dir， -lfb303  相當於libfb303.so

1.1.3 g++編譯命令：
           1. -g  相當於debug
           2. -Wall 相當於忽略warnning
           3. -O1~3 相當於優化級別
           4. -lpthread多執行緒
           5. -j8 多執行緒編譯
           6. -D相當於巨集定義，-D_YUQIANG，那麼#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) $^ -o [email protected]  
  10.   
  11. clean:  
  12. -$(RM) -f *.o  
  13. -$(RM) -f $(TARGETS)  


 

 

二、CMake詳解

   CMake是一個誇平臺的安裝（編譯）工具，可以簡單的語句描述所有平臺的安裝（編譯過程）。它能輸出各種各樣的makefile或者project檔案，能測試編譯器所支援的c++特性，類似UNIX下的automake。

2.1 Cmake語法

     1.  project name 

          PROJECT( project name )

     2. 標頭檔案路徑
          INCLUDE_DIRECTORIES( include )

     3. 設定環境變數的值
          SET( TEST_DIR ${DIR_SRCS})

     4. 設定外部庫
          SET(LIBRARIES libm.so)

     5. 設定可執行檔案路徑
          ADD_EXECUTABLE( ../bin/bin ${TEST_DIR})

     6. 設定連結庫
          TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES})

     7. 設定程式碼子目錄
         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編譯原理

CMake是一種跨平臺編譯工具，比make更為高階，使用起來要方便得多。CMake主要是編寫CMakeLists.txt檔案，然後用cmake命令將CMakeLists.txt檔案轉化為make所需要的makefile檔案，最後用make命令編譯原始碼生成可執行程式或共享庫（so(shared object)）。因此CMake的編譯基本就兩個步驟：

1. cmake   
  指向CMakeLists.txt所在的目錄，例如cmake .. 表示CMakeLists.txt在當前目錄的上一級目錄。cmake後會生成很多編譯的中間檔案以及makefile檔案，所以一般建議新建一個新的目錄，專門用來編譯，
mkdir
 build
cd build
cmake ..

make

2. make
根據生成makefile檔案，編譯程式。

2.使用Cmake編譯程式

我們編寫一個關於開平方的C/C++程式專案，即b= sqrt(a)，以此理解整個CMake編譯的過程。

a.準備程式檔案

檔案目錄結構如下：

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

b.編寫CMakeLists.txt

接下來編寫CMakeLists.txt檔案，該檔案放在和src，include的同級目錄，實際方哪裡都可以，只要裡面編寫的路徑能夠正確指向就好了。CMakeLists.txt檔案，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，指定專案的名稱，一般和專案的資料夾名稱對應

 5
 PROJECT(test_sqrt)

 6
 
 7
 #3
.head
 file
 path，標頭檔案目錄

 8
 INCLUDE_DIRECTORIES(

 9
 include

10
 )

11
 
12
 #4
.source directory，原始檔目錄

13
 AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)

14
 
15
 #5
.set environment variable，設定環境變數，編譯用到的原始檔全部都要放到這裡，否則編譯能夠通過，但是執行的時候會出現各種問題，比如"
symbol lookup error xxxxx , undefined symbol
"

16
 SET(TEST_MATH

17
 ${DIR_SRCS}

18
 )

19
 
20
 #6
.add executable file
，新增要編譯的可執行檔案

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

22
 
23
 #7
.add link library，新增可執行檔案所需要的庫，比如我們用到了libm.so（命名規則：lib+name+.so），就新增該庫的名稱

24
 TARGET_LINK_LIBRARIES(${PROJECT_NAME} m)

 CMakeLists.txt主要包含以上的7個步驟，具體的意義，請閱讀相應的註釋。

c.編譯和執行程式

準備好了以上的所有材料，接下來，就可以編譯了，由於編譯中出現許多中間的檔案，因此最好新建一個獨立的目錄build，在該目錄下進行編譯，編譯步驟如下所示：

mkdir
 build
cd build
cmake ..

make

操作後，在build下生成的目錄結構如下：

├── 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的目錄下生成了一個可執行的檔案test_sqrt,執行獲取結果如下：

命令：
./test_sqrt 
結果：
input a:
49.000000

sqrt result:
7.000000

 

參考文獻：
1.  Linux  Makefile教程： http://blog.csdn.net/liang13664759/article/details/1771246
2. CMake 學習二： 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編譯器套件），也可以簡單認為是編譯器，它可以編譯很多種程式語言（括C、C++、Objective-C、Fortran、Java等等）。

2.當你的程式只有一個原始檔時，直接就可以用gcc命令編譯它。

3.但是當你的程式包含很多個原始檔時，用gcc命令逐個去編譯時，你就很容易混亂而且工作量大

4.所以出現了make工具
make工具可以看成是一個智慧的批處理工具，它本身並沒有編譯和連結的功能，而是用類似於批處理的方式—通過呼叫makefile檔案中使用者指定的命令來進行編譯和連結的。

5.makefile是什麼？簡單的說就像一首歌的樂譜，make工具就像指揮家，指揮家根據樂譜指揮整個樂團怎麼樣演奏，make工具就根據makefile中的命令進行編譯和連結的。

6.makefile命令中就包含了呼叫gcc（也可以是別的編譯器）去編譯某個原始檔的命令。

7.makefile在一些簡單的工程完全可以人工手下，但是當工程非常大的時候，手寫makefile也是非常麻煩的，如果換了個平臺makefile又要重新修改。

8.這時候就出現了Cmake這個工具，cmake就可以更加簡單的生成makefile檔案給上面那個make用。當然cmake還有其他功能，就是可以跨平臺生成對應平臺能用的makefile，你不用再自己去修改了。

9.可是cmake根據什麼生成makefile呢？它又要根據一個叫CMakeLists.txt檔案（學名：組態檔）去生成makefile。

10.到最後CMakeLists.txt檔案誰寫啊？親，是你自己手寫的。

11.當然如果你用IDE，類似VS這些一般它都能幫你弄好了，你只需要按一下那個三角形

12.cmake是make maker，生成各種可以直接控制編譯過程的控制器的配置檔案，比如makefile、各種IDE的配置檔案。
13.make是一個簡單的通過檔案時間戳控制自動過程、處理依賴關係的軟體，這個自動過程可以是編譯一個專案。

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