今天来说说,CMake 中稍许有些难度的部分:交叉编译。

虽说交叉编译有些难度,但是相对于其它的工具,CMake 的交叉编译支持还是很强大的,用一个 CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 文件参数来制定交叉编译工具链就能解决大部分问题了。

例子

下面来说说一个例子,比如我们现在需要编译 aarch64(即 ARM architecture 64 位)上的可执行程序,或者库,我们就需要类似以下的工具链配置:

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set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)

set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)


# 交叉编译器

set(CMAKE_C_COMPILER aarch64-linux-gnu-gcc)

set(CMAKE_CXX_COMPILER aarch64-linux-gnu-g++)


# 设置搜索规则,这里需要重点注意,因为交叉编译所需要的依赖

# 一般不会放在系统目录下,而是会有专门的路径

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PACKAGE ONLY)

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)


# 假如你在编译第三方的库,无法修改源代码,不然不建议在这里修改 flags

# 设置编译 CXX flags,C flags 也是一样

set(CMAKE_CXX_FLAGS "-march=armv8-a -fopenmp ${CMAKE_CXX_FLAGS}")


# 其他设置

add_definitions(-D__ARM_NEON)

add_definitions(-DLINUX)

然后,稍稍修改之前的四条命令即可:

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mkdir build

cd build

cmake .. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=/path/to/toochain.cmake

make

到这里,是不是觉得很简单?下面来说说两个著名平台的交叉编译。

Android

Android 有大名鼎鼎的 Android NDK,在比较新的版本中,其实已经有了 Toolchain 支持,所以在知道 Android NDK 的路径后,就可以直接使用:

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CMAKE .. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$ANDROID_NDK/build/cmake/android.toolchain.cmake

当然,对应的,它还有几个参数还需要设置:

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CMAKE .. -DANDROID_NDK=$ANDROID_NDK \

-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=$ANDROID_NDK/build/cmake/android.toolchain.cmake \

-DANDROID_ABI="arm64-v8a" \

-DANDROID_ARM_NEON=ON \

-DANDROID_TOOLCHAIN=clang \

-DANDROID_PLATFORM=android-19 \

按照如上的配置之后就可以直接进行编译了。

当然,不出所料的话,如果你之前没有编译过,你大概率会遇到缺少库的问题,一般情况下,加上 target_link_libraries(myLib PUBLIC android log) 即可。

其实,CMake 也原生支持 Android 的编译,不过我在使用的时候,还是倾向于使用 Android NDK 官方自己维护的 Toolchain,毕竟官方自己维护的动力也强一些。

iOS

其实 iOS 反而更简单,直接使用 CMake 提供的方式即可,不过,这里就需要在 Mac 上交叉编译了,基本上安装完 Xcode 就可以开始编译了。

这里还需要注意,苹果的封闭特性,导致了它的编译必须在它的体系内编译,比如这里的这里的 Generator 就需要改为 Xcode。

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cmake .. \

-GXcode \

-DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$build_dir/install \

-DCMAKE_XCODE_ATTRIBUTE_DEVELOPMENT_TEAM="<your-sign-key-id>" \

-DCMAKE_SYSTEM_NAME=iOS \

"-DCMAKE_OSX_ARCHITECTURES=armv7;arm64;i386;x86_64" \

-DCMAKE_OSX_DEPLOYMENT_TARGET=9.3 \

-DCMAKE_XCODE_ATTRIBUTE_ONLY_ACTIVE_ARCH=NO \

-DCMAKE_IOS_INSTALL_COMBINED=YES

另外,在 CMakeLists.txt 中, 还需要修改编译对象的属性:

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if(IOS)

set_target_properties(

your-lib

PROPERTIES PUBLIC_HEADER "${PROJECT_INCLUDE_FILES}"

MACOSX_FRAMEWORK_IDENTIFIER com.your-com-name.awesome-lib

VERSION ${PROJECT_VERSION}

SOVERSION "${PROJECT_VERSION_MAJOR}.0.0"

FRAMEWORK TRUE

FRAMEWORK_VERSION C)

endif()

这里的属性只是举例,你需要按照自己的要求修改。

另外几个明显的坑

不同目标程序的依赖完全不一样

你需要使用以下几个变量来控制编译步骤:

  1. CMAKE_CROSSCOMPILING:是否处于交叉编译环境;
  2. ANDROID:安卓的编译环境;
  3. APPLE:是否是苹果系列的编译环境;
  4. IOS:是否是苹果手机环境;
  5. UNIX:是否是 UNIX 或者 UNIX-like 的环境;
  6. WIN32、MSVC:是否是 Windows

另外,也需要在源代码中,区分不同目标平台的代码。

编译程序无法直接在编译主机上运行

假如你的程序依赖编译后的可执行文件来进行操作,那么这里就会遇到障碍了,不过方案也是有的,比如分开编译过程,将对应平台的可执行文件编译好放在专门的地方,在后续的编译步骤中直接调用。

最后

CMake 提供的交叉编译方式在我看来是非常简单以及优雅的,只需要切换不同的 Toolchain 文件便可以轻松将你的代码移植到其他平台。