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                # 5.3 構建時運行自定義命令:Ⅰ. 使用add_custom_command **NOTE**:*此示例代碼可以在 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-5/recipe-03 中找到,其中包含一個C++例子。該示例在CMake 3.5版(或更高版本)中是有效的,并且已經在GNU/Linux、macOS和Windows上進行過測試。* 項目的構建目標取決于命令的結果,這些命令只能在構建系統生成完成后的構建執行。CMake提供了三個選項來在構建時執行自定義命令: 1. 使用`add_custom_command`編譯目標,生成輸出文件。 2. `add_custom_target`的執行沒有輸出。 3. 構建目標前后,`add_custom_command`的執行可以沒有輸出。 這三個選項強制執行特定的語義,并且不可互換。接下來的三個示例將演示具體的用法。 ## 準備工作 我們將重用第3章第4節中的C++示例,以說明如何使用`add_custom_command`的第一個選項。代碼示例中,我們了解了現有的BLAS和LAPACK庫,并編譯了一個很小的C++包裝器庫,以調用線性代數的Fortran實現。 我們將把代碼分成兩部分。` linear-algebra.cpp `的源文件與第3章、第4章沒有區別,并且將包含線性代數包裝器庫的頭文件和針對編譯庫的鏈接。源代碼將打包到一個壓縮的tar存檔文件中,該存檔文件隨示例項目一起提供。存檔文件將在構建時提取,并在可執行文件生成之前,編譯線性代數的包裝器庫。 ## 具體實施 `CMakeLists.txt`必須包含一個自定義命令,來提取線性代數包裝器庫的源代碼: 1. 從CMake最低版本、項目名稱和支持語言的定義開始: ```cmake cmake_minimum_required(VERSION 3.5 FATAL_ERROR) project(recipe-03 LANGUAGES CXX Fortran) ``` 2. 選擇C++11標準: ```cmake set(CMAKE_CXX_STANDARD 11) set(CMAKE_CXX_EXTENSIONS OFF) set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON) ``` 3. 然后,在系統上查找BLAS和LAPACK庫: ```cmake find_package(BLAS REQUIRED) find_package(LAPACK REQUIRED) ``` 4. 聲明一個變量`wrap_BLAS_LAPACK_sources`來保存`wrap_BLAS_LAPACK.tar.gz`壓縮包文件的名稱: ```cmake set(wrap_BLAS_LAPACK_sources ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxBLAS.hpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxBLAS.cpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxLAPACK.hpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxLAPACK.cpp ) ``` 5. 聲明自定義命令來提取`wrap_BLAS_LAPACK.tar.gz`壓縮包,并更新提取文件的時間戳。注意這個`wrap_BLAS_LAPACK_sources`變量的預期輸出: ```cmake add_custom_command( OUTPUT ${wrap_BLAS_LAPACK_sources} COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E tar xzf ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK.tar.gz COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E touch ${wrap_BLAS_LAPACK_sources} WORKING_DIRECTORY ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR} DEPENDS ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK.tar.gz COMMENT "Unpacking C++ wrappers for BLAS/LAPACK" VERBATIM ) ``` 6. 接下來,添加一個庫目標,源文件是新解壓出來的: ```cmake add_library(math "") target_sources(math PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxBLAS.cpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxLAPACK.cpp PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxBLAS.hpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxLAPACK.hpp ) target_include_directories(math INTERFACE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK ) target_link_libraries(math PUBLIC ${LAPACK_LIBRARIES} ) ``` 7. 最后,添加`linear-algebra`可執行目標。可執行目標鏈接到庫: ```cmake add_executable(linear-algebra linear-algebra.cpp) target_link_libraries(linear-algebra PRIVATE math ) ``` 8. 我們配置、構建和執行示例: ```shell $ mkdir -p build $ cd build $ cmake .. $ cmake --build . $ ./linear-algebra 1000 C_DSCAL done C_DGESV done info is 0 check is 4.35597e-10 ``` ## 工作原理 讓我們來了解一下`add_custom_command`的使用: ```cmake add_custom_command( OUTPUT ${wrap_BLAS_LAPACK_sources} COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E tar xzf ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK.tar.gz COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E touch ${wrap_BLAS_LAPACK_sources} WORKING_DIRECTORY ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR} DEPENDS ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK.tar.gz COMMENT "Unpacking C++ wrappers for BLAS/LAPACK" VERBATIM ) ``` `add_custom_command`向目標添加規則,并通過執行命令生成輸出。`add_custom_command`中聲明的任何目標,即在相同的`CMakeLists.txt`中聲明的任何目標,使用輸出的任何文件作為源文件的目標,在構建時會有規則生成這些文件。因此,源文件生成在構建時,目標和自定義命令在構建系統生成時,將自動處理依賴關系。 我們的例子中,輸出是壓縮`tar`包,其中包含有源文件。要檢測和使用這些文件,必須在構建時提取打包文件。通過使用帶有`-E`標志的CMake命令,以實現平臺獨立性。下一個命令會更新提取文件的時間戳。這樣做是為了確保沒有處理陳舊文件。`WORKING_DIRECTORY`可以指定在何處執行命令。示例中,`CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR`是當前正在處理的構建目錄。`DEPENDS`參數列出了自定義命令的依賴項。例子中,壓縮的`tar`是一個依賴項。CMake使用`COMMENT`字段在構建時打印狀態消息。最后,`VERBATIM`告訴CMake為生成器和平臺生成正確的命令,從而確保完全獨立。 我們來仔細看看這用使用方式和打包庫的創建: ```cmake add_library(math "") target_sources(math PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxBLAS.cpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxLAPACK.cpp PUBLIC ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxBLAS.hpp ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK/CxxLAPACK.hpp ) target_include_directories(math INTERFACE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/wrap_BLAS_LAPACK ) target_link_libraries(math PUBLIC ${LAPACK_LIBRARIES} ) ``` 我們聲明一個沒有源的庫目標,是因為后續使用`target_sources`填充目標的源。這里實現了一個非常重要的目標,即讓依賴于此目標的目標,了解需要哪些目錄和頭文件,以便成功地使用庫。C++源文件的目標是`PRIVATE`,因此只用于構建庫。因為目標及其依賴項都需要使用它們來成功編譯,所以頭文件是`PUBLIC`。包含目錄使用`target_include_categories`指定,其中`wrap_BLAS_LAPACK`聲明為`INTERFACE`,因為只有依賴于`math`目標的目標需要它。 `add_custom_command`有兩個限制: * 只有在相同的`CMakeLists.txt`中,指定了所有依賴于其輸出的目標時才有效。 * 對于不同的獨立目標,使用`add_custom_command`的輸出可以重新執行定制命令。這可能會導致沖突,應該避免這種情況的發生。 第二個限制,可以使用`add_dependencies`來避免。不過,規避這兩個限制的正確方法是使用`add_custom_target`命令,我們將在下一節的示例中詳細介紹。
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