c++构建工具之shell,configure,make,cmake,scons,xmake简析总结
2017-11-03 17:35
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前言
说到编译工具，在windows下必言vs，在linux下必言make。
0.shell
如果编译一个库的命令太复杂或者为了方便，我们更愿意将编译命令写成一个shell脚本来执行，比如build.sh编译ffmpeg：
实际上shell称不上一个构建工具，只是脚本的一个功能，之所以要把shell放在这里，是因为下面那些工具都是类似shell脚本的语法，如果你熟练使用shell，使用其他几种工具构建工程将不是问题。
1.make
makefile会根据文件的时间修改编译那些修改过的文件，而不是编译全部工程文件。
执行一个make命令，将在目录下搜索名称为makefile或者Makefile的文件执行命令。
生成动态库就加编译选项 -shared -fPIC 将生成.so
生成静态库是使用 ar 命令将编译成的.o打包成.a
Makefile的规则
在讲述这个Makefile之前，还是让我们先来粗略地看一看Makefile的规则。
一个目标 : 生成目标的多个依赖
生成目标的命令
target也就是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label），对于标签这种特性，在后续的“伪目标”章节中会有叙述。
prerequisites就是，要生成那个target所需要的文件或是目标。
command也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令）
这是一个文件的依赖关系，也就是说，target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。
makefile在编译的时候就是从第一个目标寻找依赖，不断的寻找下一个依赖的目标，生成下一个目标，不断的嵌套生成的目标。
make是我们在linux下用的最多最熟悉的构建工具，不管实在x86架构的pc上，还是arm架构的嵌入式板子上，还是在andrio系统的手机上，都可以使用，
现在的c，c++开源工具很多，在linux下大部分都提供源码安装，我们常用的就是三步：
第一步 ./configure
根据系统配置设置编译工具链，根据各种宏开关编译启用模块，根指定编译完成后make install安装的路径，生成makefile，
第二步 make
根据上步生成的makefile，执行make中工具链编译代码
第三步 make install
将生成的include，lib，share，bin拷贝到configure时指定的目录
2.cmake
由于复杂的工程编写makefile太繁琐，所以一般都是根据配置生成makefile，所以就出现了cmake，根据一个CMakeList.txt的脚本生成makefile。
cmake在windows下支持命令行，也支持很多人喜欢的gui工具，并可以生成vs的工程，cmake本质上来说就是make，只不过大型工程的makefile太困难，所以一般是使用cmake的CMakeList.txt规则生成makefile，然后编译。
cmake在windows的gui界面：
在configue的时候选择编译工具，然后可以在上面的列表中修改一些路径和宏定义开关，gernerate就可以生成vs的工程了，可以后面的打开工程项目了
3.scons
scons将在当前目录以下次序 SConstruct,Sconstruct,sconstruct 来搜索配置文件。
SCons 是一个开放源代码、以 Python 语言编写的下一代的程序建造工具。它最初的名字是 ScCons, 基于由 perl 语言编写的 Cons 软件开发而成，它在 2000 年 8 月获得了由 Software Carpentry 举办的 SC 建造比赛的大奖。现在 ScCons 已经被改名为 SCons，目的是为了表示不再与 Software Carpentry 有联系，当然，还有一个目的，就是为了更方便的输入。可以在linux和windows下使用，由于是基于python语言完成，所以在安装使用scons之前要安装python。
SCons 具有以下优点：
使用 Python 脚本做为配置文件
对于 C,C++ 和 Fortran, 内建支持可靠自动依赖分析 . 不用像 make 工具那样需要执行"make depends"和"make clean"就可以获得所有的依赖关系。
内建支持 C, C++, D, Java, Fortran, Yacc, Lex, Qt，SWIG 以及 Tex/Latex。用户还可以根据自己的需要进行扩展以获得对需要编程语言的支持。
支持 make -j 风格的并行建造。相比 make -j, SCons 可以同时运行 N 个工作，而不用担心代码的层次结构。
使用 Autoconf 风格查找头文件，函数库，函数和类型定义。
良好的夸平台性。SCons 可以运行在 Linux, AIX, BSD, HP/UX, IRIX, Solaris, Windows, Mac OS X 和 OS/2 上。
scons生成动态库，静态库，执行程序的接口如下：
Program('hello',['hello.c']) 生成可执行文件
SharedLibrary('hello', ['f1.c', 'f2.c', 'f3.c']) 生成动态库
StaticLibrary('test', ['f4.c', 'f5.c', 'f6.c']) 生成静态库
下面是一个示例脚本：
4.xmake
XMake 是一个基于 Lua 的轻量级跨平台自动构建工具，支持在各种主流平台上构建项目，使用模板生成工程。
xmake 的目标是开发者更加关注于项目本身开发，简化项目的描述和构建，并且提供平台无关性，使得一次编写，随处构建。
它跟 cmake 、 automake 、 premake 有点类似，但是机制不同，它默认不会去生成 IDE 相关的工程文件，采用直接编译，并且更加的方便易用采用 lua 的工程描述语法更简洁直观，支持在大部分常用平台上进行构建，以及交叉编译。
并且 xmake 提供了创建、配置、编译、打包、安装、卸载、运行等一些 actions ，使得开发和构建更加的方便和流程化。
不仅如此，它还提供了许多更加高级的特性，例如插件扩展、脚本宏记录、批量打包、自动文档生成等等。
这里只是作为一个总结，对于makefile的语法这里叫不在讲解了，不过各种各种的出现都是为了解决现阶段的问题而诞生的。
另外有premake，autotools的构建工具。
支持自定义平台编译配置，可以很方便的扩展第三方平台支持
采用 lua 脚本语法描述项目，描述规则简单高效，逻辑规则可灵活修改，并且不会生成相关平台的工程文件，是工程更加简单明了
支持创建模板工程、配置项目、编译项目、运行、打包、安装和卸载等常用功能（后续还会增加：自动生成文档、调试等模块）
支持编译 c/c++/objc/swift 成静态库、动态库、命令行可执行程序
提供丰富的工程描述 api ，使用简单灵活，例如添加编译文件只需（还支持过滤排除）：
支持头文件、接口、链接库依赖、类型的自动检测，并可自动生成配置头文件 config.h
支持自定义编译配置开关，例如如果在工程描述文件中增加了
提供一键打包功能，不管在哪个平台上进行打包，都只需要执行一条相同的命令，非常的方便
支持全局配置，一些常用的项目配置，例如工具链、规则描述等等，都可以进行全局配置，这样就不需要每次编译不同工程，都去配置一遍
除了可以自动检测依赖模块，也支持手动强制配置模块，还有各种编译 flags 。
支持插件扩展、平台扩展、模板扩展、选项自定义等高级功能
提供一些内置的常用插件（例如：自动生成 doxygen 文档插件，宏脚本记录和运行插件）
宏记录插件里面提供了一些内置的宏脚本（例如：批量打包一个平台的所有 archs 等），也可以在命令行中手动记录宏并回放执行
提供强大的 task 任务机制
不依赖 makefile 和 make ，实现直接编译，内置自动多任务加速编译, xmake 是一个真正的构架工具，而不仅仅是一个工程文件生成器
自动检测 ccache ，进行自动缓存提升构建速度
使用xmake模板创建一个c++ console项目：
xmake create -l c++ -t 1 console
或者
xmake create --language=c++ --template=1 console
工程描述文件：xmake.lua
target("console")
set_kind("binary")
add_files("src/*.c")
xmake提供了一些常用工程模板，可以很方便的创建一些空工程。
创建一个c++ console项目：
xmake create -l c++ -t 1 demo
or xmake create --language=c++ --template=1 demo
创建一个c静态库项目：
xmake create -l c -t 5 demo
or xmake create --language=c --template=5 demo
创建一个c动态库项目：
xmake create -t 3 demo
or xmake create --template=3 demo
默认语言是c， 后面的-t和--template参数指定的是需要创建的模板类型，目前只支持console、静态库、动态库三种模板，后续还会支持：application等app应用程序模板。
下面是一些模板选项定义：
-l LANGUAGE, --language=LANGUAGE The project language (default: c)
- c
- c++
- objc
- objc++
- swift
-t TEMPLATE, --template=TEMPLATE Select the project template id of the given language. (default: 1)
- language: c
1. The Console Program
2. The Console Program (tbox)
3. The Shared Library
4. The Shared Library (tbox)
5. The Static Library
6. The Static Library (tbox)
- language: c++
1. The Console Program
2. The Console Program (tbox)
3. The Shared Library
4. The Shared Library (tbox)
5. The Static Library
6. The Static Library (tbox)
- language: objc
1. The Console Program
- language: objc++
1. The Console Program
- language: swift
1. The Console Program
5.参考资料
make
http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886 http://www.cnblogs.com/wang_yb/p/3990952.html http://www.cnblogs.com/sky1991/archive/2012/11/15/2771348.html
scons
http://blog.csdn.net/sealyao/article/details/6402257 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-02/79467.htm https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-scons/
cmake
http://blog.csdn.net/xuguangsoft/article/details/8162757 http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6314073 http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6329068
xmake
https://segmentfault.com/a/1190000004235989 http://blog.csdn.net/earbao/article/details/52238568
说到编译工具，在windows下必言vs，在linux下必言make。
0.shell
如果编译一个库的命令太复杂或者为了方便，我们更愿意将编译命令写成一个shell脚本来执行，比如build.sh编译ffmpeg：
#!/bin/sh ./configure --prefix=$(pwd)/../../seemideo/thirdparty/lib/ffmpeg-3.2.3 \ --enable-gpl --enable-libx264 --enable-shared --disable-static --enable-vaapi \ --enable-cuda --enable-cuvid --enable-nonfree --enable-pic --enable-libfreetype --enable-postproc --extra-libs="$(pkg-config --libs libva-drm libva-x11 libva)" \ --extra-cflags="$(pkg-config --cflags libva-drm libva-x11 libva) -pg" \ --extra-cflags=-I/usr/local/cuda-8.0/include --extra-libs=-L/usr/local/cuda-8.0/lib64 \ --enable-sse42 && make -j8 && make install
实际上shell称不上一个构建工具，只是脚本的一个功能，之所以要把shell放在这里，是因为下面那些工具都是类似shell脚本的语法，如果你熟练使用shell，使用其他几种工具构建工程将不是问题。
1.make
makefile会根据文件的时间修改编译那些修改过的文件，而不是编译全部工程文件。
执行一个make命令，将在目录下搜索名称为makefile或者Makefile的文件执行命令。
生成动态库就加编译选项 -shared -fPIC 将生成.so
生成静态库是使用 ar 命令将编译成的.o打包成.a
Makefile的规则
在讲述这个Makefile之前，还是让我们先来粗略地看一看Makefile的规则。
一个目标 : 生成目标的多个依赖
生成目标的命令
target也就是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label），对于标签这种特性，在后续的“伪目标”章节中会有叙述。
prerequisites就是，要生成那个target所需要的文件或是目标。
command也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令）
这是一个文件的依赖关系，也就是说，target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。
makefile在编译的时候就是从第一个目标寻找依赖，不断的寻找下一个依赖的目标，生成下一个目标，不断的嵌套生成的目标。
make是我们在linux下用的最多最熟悉的构建工具，不管实在x86架构的pc上，还是arm架构的嵌入式板子上，还是在andrio系统的手机上，都可以使用，
现在的c，c++开源工具很多，在linux下大部分都提供源码安装，我们常用的就是三步：
第一步 ./configure
根据系统配置设置编译工具链，根据各种宏开关编译启用模块，根指定编译完成后make install安装的路径，生成makefile，
第二步 make
根据上步生成的makefile，执行make中工具链编译代码
第三步 make install
将生成的include，lib，share，bin拷贝到configure时指定的目录
2.cmake
由于复杂的工程编写makefile太繁琐，所以一般都是根据配置生成makefile，所以就出现了cmake，根据一个CMakeList.txt的脚本生成makefile。
cmake在windows下支持命令行，也支持很多人喜欢的gui工具，并可以生成vs的工程，cmake本质上来说就是make，只不过大型工程的makefile太困难，所以一般是使用cmake的CMakeList.txt规则生成makefile，然后编译。
cmake在windows的gui界面：
在configue的时候选择编译工具，然后可以在上面的列表中修改一些路径和宏定义开关，gernerate就可以生成vs的工程了，可以后面的打开工程项目了
3.scons
scons将在当前目录以下次序 SConstruct,Sconstruct,sconstruct 来搜索配置文件。
SCons 是一个开放源代码、以 Python 语言编写的下一代的程序建造工具。它最初的名字是 ScCons, 基于由 perl 语言编写的 Cons 软件开发而成，它在 2000 年 8 月获得了由 Software Carpentry 举办的 SC 建造比赛的大奖。现在 ScCons 已经被改名为 SCons，目的是为了表示不再与 Software Carpentry 有联系，当然，还有一个目的，就是为了更方便的输入。可以在linux和windows下使用，由于是基于python语言完成，所以在安装使用scons之前要安装python。
SCons 具有以下优点：
使用 Python 脚本做为配置文件
对于 C,C++ 和 Fortran, 内建支持可靠自动依赖分析 . 不用像 make 工具那样需要执行"make depends"和"make clean"就可以获得所有的依赖关系。
内建支持 C, C++, D, Java, Fortran, Yacc, Lex, Qt，SWIG 以及 Tex/Latex。用户还可以根据自己的需要进行扩展以获得对需要编程语言的支持。
支持 make -j 风格的并行建造。相比 make -j, SCons 可以同时运行 N 个工作，而不用担心代码的层次结构。
使用 Autoconf 风格查找头文件，函数库，函数和类型定义。
良好的夸平台性。SCons 可以运行在 Linux, AIX, BSD, HP/UX, IRIX, Solaris, Windows, Mac OS X 和 OS/2 上。
scons生成动态库，静态库，执行程序的接口如下：
Program('hello',['hello.c']) 生成可执行文件
SharedLibrary('hello', ['f1.c', 'f2.c', 'f3.c']) 生成动态库
StaticLibrary('test', ['f4.c', 'f5.c', 'f6.c']) 生成静态库
下面是一个示例脚本：
import os
import commands
import copy
import glob
import string
env = Environment(ENV=os.environ)
release =int(ARGUMENTS.get('r',0))
optimize=int(ARGUMENTS.get('o',0))
if release:
cppflags='-DNDEBUG'
else:
cppflags='-D_DEBUG'
cpp_defines = ['__LINUX__']
env=Environment(CCFLAGS=['-gstabs+','-O2','-std=c++11','-Wall','-fPIC','-shared','-Wl,-rpath=./lib',cppflags])
#env.SharedLibrary('test',Glob('./demo/src/*.cpp'),
#StaticLibrary('test',Glob('*.cpp'),
#CPPPATH=['/usr/include','/usr/local/include','./thirdparty/resiprocate-1.10.2/'],
#LIBS=['libdum.a','libresip.a','libresipares.a','librutil.a','libpthread.so'],
#LIBPATH=['/usr/lib','usr/local/lib','./lib/lib/'])
env.Program('bin/test',Glob('src/*.cpp'),
CPPPATH=['/usr/include','/usr/local/include',
'../log4cxx-0.10.0/build/include',
'../apr-1.6.2/build/include',
'../apr-util-1.6.0/build/include',
'../boost_1_64_0',
'../zookeeper-3.4.6/src/c/include',
'../jsoncpp-1.8.0/include',
'/usr/include/mysql',
'../glog/include',
'../gflags-install/include',
'../mysql++-3.2.3/lib',
'../sdks-gpu-new/include'],
LIBS=['libpthread.so',
'libsimilar_match.so',
'libmysqlpp.so',
'libmysqlclient.so',
#'protobuf',
#'glog',
#'gflags',
'jsoncpp',
'zookeeper_mt',
'log4cxx','apr-1','aprutil-1','expat',
'libboost_system.a','libboost_thread.a','libboost_exception.a','libboost_filesystem.a',
'tcmalloc'],
LIBPATH=['.',
'./lib','../zookeeper-3.4.6/src/c/.libs',
'usr/lib','usr/local/lib','../boost_1_64_0/stage/lib',
'../log4cxx-0.10.0/build/lib','../apr-1.6.2/build/lib','../apr-util-1.6.0/build/lib',
'/tmp/lib/linux',
'/usr/lib64/mysql',
'../mysql++-3.2.3/'])4.xmake
XMake 是一个基于 Lua 的轻量级跨平台自动构建工具，支持在各种主流平台上构建项目，使用模板生成工程。
xmake 的目标是开发者更加关注于项目本身开发，简化项目的描述和构建，并且提供平台无关性，使得一次编写，随处构建。
它跟 cmake 、 automake 、 premake 有点类似，但是机制不同，它默认不会去生成 IDE 相关的工程文件，采用直接编译，并且更加的方便易用采用 lua 的工程描述语法更简洁直观，支持在大部分常用平台上进行构建，以及交叉编译。
并且 xmake 提供了创建、配置、编译、打包、安装、卸载、运行等一些 actions ，使得开发和构建更加的方便和流程化。
不仅如此，它还提供了许多更加高级的特性，例如插件扩展、脚本宏记录、批量打包、自动文档生成等等。
这里只是作为一个总结，对于makefile的语法这里叫不在讲解了，不过各种各种的出现都是为了解决现阶段的问题而诞生的。
另外有premake，autotools的构建工具。
支持特性
支持 windows 、 mac 、 linux 、 ios 、 android 等平台，自动检测不同平台上的编译工具链（也可手动配置）编译 windows 项目采用原生 vs 的工具链，不需要使用 cygwin 、 mingw （当然这些也支持）支持自定义平台编译配置，可以很方便的扩展第三方平台支持
采用 lua 脚本语法描述项目，描述规则简单高效，逻辑规则可灵活修改，并且不会生成相关平台的工程文件，是工程更加简单明了
支持创建模板工程、配置项目、编译项目、运行、打包、安装和卸载等常用功能（后续还会增加：自动生成文档、调试等模块）
支持编译 c/c++/objc/swift 成静态库、动态库、命令行可执行程序
提供丰富的工程描述 api ，使用简单灵活，例如添加编译文件只需（还支持过滤排除）：
add_files("src/*.c", "src/asm/**.S", "src/*.m")支持头文件、接口、链接库依赖、类型的自动检测，并可自动生成配置头文件 config.h
支持自定义编译配置开关，例如如果在工程描述文件中增加了
enable_xxx的开关，那么配置编译的时候就可以手动进行配置来启用它：
xmake config --enable_xxx=y
提供一键打包功能，不管在哪个平台上进行打包，都只需要执行一条相同的命令，非常的方便
支持全局配置，一些常用的项目配置，例如工具链、规则描述等等，都可以进行全局配置，这样就不需要每次编译不同工程，都去配置一遍
除了可以自动检测依赖模块，也支持手动强制配置模块，还有各种编译 flags 。
支持插件扩展、平台扩展、模板扩展、选项自定义等高级功能
提供一些内置的常用插件（例如：自动生成 doxygen 文档插件，宏脚本记录和运行插件）
宏记录插件里面提供了一些内置的宏脚本（例如：批量打包一个平台的所有 archs 等），也可以在命令行中手动记录宏并回放执行
提供强大的 task 任务机制
不依赖 makefile 和 make ，实现直接编译，内置自动多任务加速编译, xmake 是一个真正的构架工具，而不仅仅是一个工程文件生成器
自动检测 ccache ，进行自动缓存提升构建速度
使用xmake模板创建一个c++ console项目：
xmake create -l c++ -t 1 console
或者
xmake create --language=c++ --template=1 console
工程描述文件：xmake.lua
target("console")
set_kind("binary")
add_files("src/*.c")
xmake提供了一些常用工程模板，可以很方便的创建一些空工程。
创建一个c++ console项目：
xmake create -l c++ -t 1 demo
or xmake create --language=c++ --template=1 demo
创建一个c静态库项目：
xmake create -l c -t 5 demo
or xmake create --language=c --template=5 demo
创建一个c动态库项目：
xmake create -t 3 demo
or xmake create --template=3 demo
默认语言是c， 后面的-t和--template参数指定的是需要创建的模板类型，目前只支持console、静态库、动态库三种模板，后续还会支持：application等app应用程序模板。
下面是一些模板选项定义：
-l LANGUAGE, --language=LANGUAGE The project language (default: c)
- c
- c++
- objc
- objc++
- swift
-t TEMPLATE, --template=TEMPLATE Select the project template id of the given language. (default: 1)
- language: c
1. The Console Program
2. The Console Program (tbox)
3. The Shared Library
4. The Shared Library (tbox)
5. The Static Library
6. The Static Library (tbox)
- language: c++
1. The Console Program
2. The Console Program (tbox)
3. The Shared Library
4. The Shared Library (tbox)
5. The Static Library
6. The Static Library (tbox)
- language: objc
1. The Console Program
- language: objc++
1. The Console Program
- language: swift
1. The Console Program
5.参考资料
make
http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886 http://www.cnblogs.com/wang_yb/p/3990952.html http://www.cnblogs.com/sky1991/archive/2012/11/15/2771348.html
scons
http://blog.csdn.net/sealyao/article/details/6402257 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-02/79467.htm https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-scons/
cmake
http://blog.csdn.net/xuguangsoft/article/details/8162757 http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6314073 http://blog.csdn.net/dbzhang800/article/details/6329068
xmake
https://segmentfault.com/a/1190000004235989 http://blog.csdn.net/earbao/article/details/52238568
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