使用 CMake 作为嵌入式开发构建工具执行交叉编译

CMake 的基础入门：​​cmake简明基础知识​​

默认情况下，cmake 使用本地编译器，如 gcc，而嵌入式开发往往使用的是交叉编译器，如 riscv-none-embed-gcc ，cmake 不知道要使用哪个交叉编译器，因此需要明确地告知 cmake 。

此外，嵌入式开发最终需要的可能是 binary 或 hex 格式的烧录文件，而不是 elf 格式的可执行文件，因此最终需要对生成 elf 文件执行 objcopy 得到所需的烧录文件。

交叉编译

首先需要定义 CMake 变量 ​​CMAKE_TOOLCHAIN_FILE​​，这个变量指向一个 cmake 文件，该文件中的命令将先于其它任何 cmake 文件之前执行，在该文件中指定所使用的交叉编译器。

CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 变量可以通过 cmake 命令行指定： ​​cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="rvgcc.cmake"​​ 来指定。也可以通过环境变量来设定。

cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="rvgcc.cmake" -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug  .

rvgcc.cmake 的简单示例：

set(CMAKE_C_COMPILER riscv-none-embed-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER riscv-none-embed-g++)
set(CMAKE_ASM_COMPILER riscv-none-embed-gcc)

set(CMAKE_C_COMPILER_FORCED TRUE)
set(CMAKE_CXX_COMPILER_FORCED TRUE)

set(CMAKE_C_FLAGS "-march=rv32imac -mabi=ilp32 -g" CACHE INTERNAL "c compiler flags")
set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG "-O0" CACHE INTERNAL "c compiler flags debug")
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE "-O3 -fno-omit-frame-pointer" CACHE INTERNAL "c compiler flags release")

在 rvgcc.cmake 文件中设置 ​​CMAKE_C_COMPILER​​​ 变量告知 cmake 使用哪个编译器，​​CMAKE_C_COMPILER_FORCED​​ 变量告诉 cmake 不要通过编译一个程序来检测编译器，交叉编译无法使用默认编译参数成功编译一个程序。

rvgcc.cmake 文件还可以设置 ​​CMAKE_C_FLAGS​​​ 等变量来设定编译选项。CMAKE_C_FLAGS 对所有编译配置都有作用，​​CMAKE_C_FLAGS_DEBUG​​​ 变量的设定值对 Debug 配置起作用，​​CMAKE_C_FLAGS_RELEASE​​ 变量的设定值对 Release 配置起作用。

重新生成文件之前，最好首先删除掉之前生成的文件，否则可能存在问题：

if [ -d "CMakeFiles" ];then rm -rf CMakeFiles; fi
if [ -f "Makefile" ];then rm -f Makefile; fi
if [ -f "cmake_install.cmake" ];then rm -f cmake_install.cmake; fi
if [ -f "CMakeCache.txt" ];then rm -f CMakeCache.txt; fi

生成 hex 文件

add_custom_command(
    TARGET ${EXECUTABLE_NAME}  POST_BUILD
    COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O ihex "${EXECUTABLE_NAME}" "${PROJECT_NAME}.hex"
)

cmake 可以通过 ​​add_custom_command​​ 添加需要执行的自定义命令，并且可以指定在编译完成后自动执行。

其它事项

如果需要打印出完整的编译参数，那么设置 ​​CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE​​ 变量为 true ，然后重新生成 makefile 即可。

set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE true)

自动处理头文件的依赖关系，修改头文件后，编译引用了该头文件的所有源文件，使用 ​​include_directories​​​ 或 ​​target_include_directories​​ 命令包含头文件目录。