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Cmake指定编译器

Cmake指定编译器

作者: Domibaba | 来源:发表于2023-08-28 13:12 被阅读0次

默认情况下，Cmake会从系统中寻找合适的编译器来构建我们的程序，但是对于某些场景（例如交叉编译，在Linux上使用特定的编译器，编译出来的版本在Windows上运行），可能需要控制编译器相关的内容，例如：使用哪种编译器，编译器的版本、编译器支持的语言标准、编译选项、链接选项等。Cmake提供了一些方式让我们可以指定编译器及相关选项，本文主要介绍Cmake如何选择编译器以及我们如何指定特定的编译器。

本文使用的相关软件环境信息如下：

软件名称 软件版本
Linux操作系统 Ubuntu 22.04 LTS（X64）
cmake 3.22.1

一个简单示例

在开始介绍具体相关变量和函数之前，我们先通过Cmake构建出一个最简单的程序来看看默认情况下Cmake是怎么处理与编译器相关的内容。

新建一个cmake_compile目录，在该目录下新建CMakeLists.txt和main.cpp两个文件，文件内容分别如下：

  • main.cpp文件内容

    #include <iostream>
int main(int argc, char** argv)
{
    std::cout << "Hello world!" << std::endl;
    return 0;
}

  • CMakeLists.txt文件内容

    PROJECT(cmake_compile)
ADD_EXECUTABLE(main main.cpp)

在cmake_compile目录下运行cmake .和make VERBOSE=1，可以得到类似下面的输出：

  • 执行命令：cmake .

    -- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
……
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
……
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ - skipped

  • 执行命令：make VERBOSE=1，VERBOSE=1会将编译过程的具体信息输出出来，方便我们查看编译过程。

    ……
[ 50%] Building CXX object CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o
/usr/bin/c++    -MD -MT CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -MF CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o.d -o CMakeFiles/main.dir/main.cpp.o -c /XXX/cmake_compile/main.cpp
[100%] Linking CXX executable main

构建完成后，在cmake_compile目录下会生成可执行文件main，执行./main即可输出打印“Hello world!”。

从上面的输出过程我们可以知道，Cmake默认选择了位于/usr/bin/c++的编译器，在本文所使用的系统上，这个文件就是一个软连接，最终指向的是g++，对于g++大家都很熟悉了，就不多介绍了。那默认情况下Cmake是如何选择编译器的呢？

默认编译器的选择

默认情况下，Cmake按照一定的顺序去系统中搜索一些已知的编译。

对于C编译器，会按照如下顺序去搜索：

cc, gcc, cl, bcc, xlc, clang

类似的，对于C++编译器，会按照如下顺序去搜索：

c++, g++, cl, bcc, clang++

根据操作系统的不同可能不一样，当在系统中找不到时候，就会提示错误。接下来做一些验证，看下Cmake默认的选择顺序是否如上所述。

首先，我们查看c++的位置，输入which c++可以看到它位于/usr/bin/c++。

$ which c++
/usr/bin/c++

然后，我们将这个文件修改一下名字，让Cmake无法在系统中找到c++，输入sudo mv /usr/bin/c++ /usr/bin/back_c++（验证完成后记得恢复原样），然后在cmake_compile目录下运行cmake .，注意：Cmake只会在第一次构建的时候确认编译器，并将编译器的信息记录到缓存文件CMakeCache.txt，后续即使变更了编译器相关的环境/变量，也不会生效，需要先删除CMakeCache.txt文件后重新构建。输出如下：

-- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/g++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

可以看到，C++编译器目前使用的是/usr/bin/g++，同样，继续修改让系统找不到g++，输入sudo mv /usr/bin/g++ /usr/bin/back_g++，然后继续运行cmake .（每次执行前，记得先删除CMakeCache.txt文件，后文不再提示）：

-- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is unknown
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
CMake Error at CMakeLists.txt:2 (PROJECT):
  No CMAKE_CXX_COMPILER could be found.

  Tell CMake where to find the compiler by setting either the environment
  variable "CXX" or the CMake cache entry CMAKE_CXX_COMPILER to the full path
  to the compiler, or to the compiler name if it is in the PATH.


-- Configuring incomplete, errors occurred!

出错了，系统找不到C++能用的编译器，因为当前我们系统中也没有cl、bcc、clang++等可用。可以执行命令sudo ln -s /usr/bin/g++-11 /usr/bin/cl创建一个cl，本质上还是链接到本系统的g++编译器上，执行cmake .看看效果：

-- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/cl - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

可以看到，Cmake在没有c++和g++的情况下，成功的找到了cl。同样，执行sudo ln -s /usr/bin/g++-11 /usr/bin/bcc和sudo ln -s /usr/bin/g++-11 /usr/bin/clang++，执行cmake .，发现还是使用的cl，说明查找的顺序目前也是按照c++->g++->cl。

我们继续删除cl，执行cmake .：

-- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/bcc - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

输出信息表明找到的是bcc，查找的顺序目前也是按照c++->g++->cl->bcc。继续删除bcc，执行cmake .：

-- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/clang++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

输出信息表明，Cmake成功的找到clang++，表明Cmake默认查找编译器的顺序是c++->g++->cl->bcc->clang++。

如何为Cmake指定编译器

上一小节讲述的是Cmake查找默认编译器的方法，有时候需要指定使用特定的编译器，有两种方法可以为Cmake指定特定的编译器：通过环境变量或Cmake编译器变量。

  • 通过环境变量指定编译器

    Cmake会查找环境变量CC（对应C编译器）和CXX（对应C++编译器），如果环境变量指定了值，会使用该值，该值的优先级高于Cmake默认编译器的选择。

    使用sudo ln -s /usr/bin/g++-11 /usr/bin/clang++模拟一个clang++编译器，命令行输入export CXX=/usr/bin/clang++临时设置环境变量CXX，然后执行cmake .（请先删除CMakeCache.txt再执行）：

    -- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/clang++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

    可以看到已经使用了CXX环境变量指定的编译器。

  • 通过编译器相关变量指定编译器

    Cmake也提供了CMAKE_C_COMPILER（指定C编译器）和CMAKE_CXX_COMPILER（指定C++编译器）两个内置的变量，用于设置指定的编译器。有两种方式可以通过该变量设置。优先级高于环境变量指定。

    方式一：命令行中通过-D指定，输入cmake -DCMAKE_CXX_COMPILER=/usr/bin/g++ .

    -- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/g++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

    从输出可以看到，Cmake使用了命令行指定的编译器。

    方式二：CMakeLists.txt中使用Cmake的SET()命令，但是要注意，设置编译器的命令必须在PROJECT()或ENABLE_LANGUAGE()命令之前。

    步骤：

    使用sudo ln -s /usr/bin/g++-11 /usr/bin/clang++和sudo ln -s /usr/bin/g++-11 /usr/bin/bcc模拟两个编译器。

    CXX环境变量通过export CXX=/usr/bin/g++设置。

    命令行使用cmake -DCMAKE_CXX_COMPILER=/usr/bin/bcc .

    CMakeLists.txt文件内容：

    CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 3.22)
SET(CMAKE_CXX_COMPILER /usr/bin/clang++)
PROJECT(cmake_compile)

    执行结果：

    -- The C compiler identification is GNU 11.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 11.4.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/clang++ - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done

    从输出结果可以看到：最终使用的是SET()指定的值，也就是意味着优先级为：

SET() > 命令行-D指定 > Cmake默认选择

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