xmake v2.6.2 发布，新增 Linux 内核驱动模块构建支持

Posted 2022-01-08 waruqi

Xmake 是一个基于 Lua 的轻量级跨平台构建工具。

它非常的轻量，没有任何依赖，因为它内置了 Lua 运行时。

它使用 xmake.lua 维护项目构建，相比 makefile/CMakeLists.txt，配置语法更加简洁直观，对新手非常友好，短时间内就能快速入门，能够让用户把更多的精力集中在实际的项目开发上。

我们能够使用它像 Make/Ninja 那样可以直接编译项目，也可以像 CMake/Meson 那样生成工程文件，另外它还有内置的包管理系统来帮助用户解决 C/C++ 依赖库的集成使用问题。

目前，Xmake 主要用于 C/C++ 项目的构建，但是同时也支持其他 native 语言的构建，可以实现跟 C/C++ 进行混合编译，同时编译速度也是非常的快，可以跟 Ninja 持平。

Xmake = Build backend + Project Generator + Package Manager

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新版本改动

这个版本主要新增两大特性：

1. Linux 内核驱动模块的构建支持
2. 分组构建和批量运行支持，可用于实现 Run all tests 功能

剩下的主要是一些零散的功能改进和 Bugs 修复，可以看下文末的更新内容明细，一些比较大的改动，下面也会逐一说明。

新特性介绍

构建 Linux 内核驱动模块

Xmake 也许是首个提供 Linux 内核驱动开发 内置支持的第三方构建工具了。

尽管网上也有介绍 CMake 如何去配置构建 linux 驱动，但是大都是通过 add_custom_command 方式自定义各种命令，然后执行 echo 去自己拼接生成 Linux 的 Makefile 文件。

也就是说，其实还是依赖 Linux 内核源码的 Makefile 来执行的构建，因此如果想自己追加一些编译配置和宏定义都会非常麻烦。

而使用 Xmake，我们可以提供更加灵活的可配置性，更加简单的配置文件，以及一键编译、自动依赖拉取集成、Linux kernel 源码自动下载集成，内核驱动交叉编译等特性。

Hello World

我们通过一个最简单的字符驱动来直观感受下。

首先，我们准备一个 Hello World 驱动代码，例如：

add_requires("linux-headers", configs = driver_modules = true)

target("hello")
    add_rules("platform.linux.driver")
    add_files("src/*.c")
    add_packages("linux-headers")
    set_license("GPL-2.0")

它的配置非常简单，只需要配置上支持模块的 linux-headers 包，然后应用 platform.linux.driver 构建规则就行了。

然后直接执行 xmake 命令，一键编译，生成内核驱动模块 hello.ko。

$ xmake
[ 20%]: ccache compiling.release src/add.c
[ 20%]: ccache compiling.release src/hello.c
[ 60%]: linking.release build/linux/x86_64/release/hello.ko
[100%]: build ok!

简单么，也许你会说，这跟直接用 Makefile 配置，然后 make 编译也没啥太大区别么。

那么重点来了，Xmake 是会自动帮你拉取指定版本依赖内核源码，make 不会，CMake 也不会，用户必须通过 sudo apt install linux-headers-generic 自己安装它们。

但是 Xmake 不需要，上面的一键编译，我其实省略了部分输出，实际上是这样的。

$ xmake
note: install or modify (m) these packages (pass -y to skip confirm)?
in xmake-repo:
  -> m4 1.4.19 [from:linux-headers,bison,flex,elfutils]
  -> flex 2.6.4 [from:bc,linux-headers]
  -> bison 3.8.2 [from:bc,linux-headers]
  -> ed 1.17 [from:bc,linux-headers]
  -> texinfo 6.7 [from:bc,linux-headers]
  -> bc 1.07.1 [from:linux-headers]
  -> pkg-config 0.29.2 [from:linux-headers]
  -> openssl 1.1.1l [private, from:linux-headers]
  -> elfutils 0.183 [private, from:linux-headers]
  -> linux-headers 5.10.46 [driver_modules:y]
please input: y (y/n/m)

  => download https://github.com/xmake-mirror/ed/archive/refs/tags/1.17.tar.gz .. ok
  => install ed 1.17 .. ok
  => download https://ftp.gnu.org/gnu/m4/m4-1.4.19.tar.xz .. ok
  => download https://ftp.gnu.org/gnu/texinfo/texinfo-6.7.tar.xz .. ok
  => download https://pkgconfig.freedesktop.org/releases/pkg-config-0.29.2.tar.gz .. ok
  => download https://github.com/openssl/openssl/archive/OpenSSL_1_1_1l.zip .. ok
  => install m4 1.4.19 .. ok
  => download https://github.com/westes/flex/releases/download/v2.6.4/flex-2.6.4.tar.gz .. ok
  => install texinfo 6.7 .. ok
  => install pkg-config 0.29.2 .. ok
  => download http://ftp.gnu.org/gnu/bison/bison-3.8.2.tar.gz .. ok
  => install flex 2.6.4 .. ok
  => download https://sourceware.org/elfutils/ftp/0.183/elfutils-0.183.tar.bz2 .. ok
  => install elfutils 0.183 .. ok
  => install bison 3.8.2 .. ok
  => download https://ftp.gnu.org/gnu/bc/bc-1.07.1.tar.gz .. ok
  => install bc 1.07.1 .. ok
  => install openssl 1.1.1l .. ok
  => download https://cdn.kernel.org/pub/linux/kernel/v5.x/linux-5.10.46.tar.xz .. ok
  => install linux-headers 5.10.46 .. ok
[ 16%]: ccache compiling.release src/add.c
[ 16%]: ccache compiling.release src/hello.c
[ 16%]: ccache compiling.release src/hello.mod.c
[ 66%]: linking.release build/linux/x86_64/release/hello.ko
[100%]: build ok!

首次编译，Xmake 会拉取所有依赖，如果用户自己已经通过 apt 等第三方包管理安装了它们，Xmake 也会优先用系统已经安装的版本，省去下载安装过程。

也就是说，不管在哪个环境，用户都不需要关心如何去搭建内核驱动开发环境，仅仅只需要一个 xmake 命令，就能搞定一切。

而这些依赖拉取，都是通过 add_requires("linux-headers", configs = driver_modules = true) 配置包来实现的。

另外，我们也可以看完整构建命令参数。

$ xmake -v
[ 20%]: ccache compiling.release src/add.c
/usr/bin/ccache /usr/bin/gcc -c -m64 -O2 -std=gnu89 -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/generated -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/generated/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/generated/uapi -D__KERNEL__ -DMODULE -DKBUILD_MODNAME=\\"hello\\" -DCONFIG_X86_X32_ABI -isystem /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/include -include /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/linux/kconfig.h -include /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/linux/compiler_types.h -nostdinc -mno-sse -mno-mmx -mno-sse2 -mno-3dnow -mno-avx -mno-80387 -mno-fp-ret-in-387 -mpreferred-stack-boundary=3 -mskip-rax-setup -mtune=generic -mno-red-zone -mcmodel=kernel -mindirect-branch=thunk-extern -mindirect-branch-register -mrecord-mcount -fmacro-prefix-map=./= -fno-strict-aliasing -fno-common -fshort-wchar -fno-PIE -fcf-protection=none -falign-jumps=1 -falign-loops=1 -fno-asynchronous-unwind-tables -fno-jump-tables -fno-delete-null-pointer-checks -fno-allow-store-data-races -fno-reorder-blocks -fno-ipa-cp-clone -fno-partial-inlining -fstack-protector-strong -fno-inline-functions-called-once -falign-functions=32 -fno-strict-overflow -fno-stack-check -fconserve-stack -DKBUILD_BASENAME=\\"add\\" -o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/src/add.c.o src/add.c
[ 20%]: ccache compiling.release src/hello.c
/usr/bin/ccache /usr/bin/gcc -c -m64 -O2 -std=gnu89 -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/generated -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/generated/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/generated/uapi -D__KERNEL__ -DMODULE -DKBUILD_MODNAME=\\"hello\\" -DCONFIG_X86_X32_ABI -isystem /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/include -include /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/linux/kconfig.h -include /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/linux/compiler_types.h -nostdinc -mno-sse -mno-mmx -mno-sse2 -mno-3dnow -mno-avx -mno-80387 -mno-fp-ret-in-387 -mpreferred-stack-boundary=3 -mskip-rax-setup -mtune=generic -mno-red-zone -mcmodel=kernel -mindirect-branch=thunk-extern -mindirect-branch-register -mrecord-mcount -fmacro-prefix-map=./= -fno-strict-aliasing -fno-common -fshort-wchar -fno-PIE -fcf-protection=none -falign-jumps=1 -falign-loops=1 -fno-asynchronous-unwind-tables -fno-jump-tables -fno-delete-null-pointer-checks -fno-allow-store-data-races -fno-reorder-blocks -fno-ipa-cp-clone -fno-partial-inlining -fstack-protector-strong -fno-inline-functions-called-once -falign-functions=32 -fno-strict-overflow -fno-stack-check -fconserve-stack -DKBUILD_BASENAME=\\"hello\\" -o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/src/hello.c.o src/hello.c
[ 60%]: linking.release build/linux/x86_64/release/hello.ko
/usr/bin/ld -m elf_x86_64 -r -o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/build/linux/x86_64/release/hello.ko.o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/src/add.c.o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/src/hello.c.o
/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/scripts/mod/modpost -m -a -o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/build/linux/x86_64/release/Module.symvers -e -N -T -
WARNING: modpost: Symbol info of vmlinux is missing. Unresolved symbol check will be entirely skipped.
/usr/bin/ccache /usr/bin/gcc -c -m64 -O2 -std=gnu89 -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/generated -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/arch/x86/include/generated/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/uapi -I/usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/generated/uapi -D__KERNEL__ -DMODULE -DKBUILD_MODNAME=\\"hello\\" -DCONFIG_X86_X32_ABI -isystem /usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/10/include -include /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/linux/kconfig.h -include /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/include/linux/compiler_types.h -nostdinc -mno-sse -mno-mmx -mno-sse2 -mno-3dnow -mno-avx -mno-80387 -mno-fp-ret-in-387 -mpreferred-stack-boundary=3 -mskip-rax-setup -mtune=generic -mno-red-zone -mcmodel=kernel -mindirect-branch=thunk-extern -mindirect-branch-register -mrecord-mcount -fmacro-prefix-map=./= -fno-strict-aliasing -fno-common -fshort-wchar -fno-PIE -fcf-protection=none -falign-jumps=1 -falign-loops=1 -fno-asynchronous-unwind-tables -fno-jump-tables -fno-delete-null-pointer-checks -fno-allow-store-data-races -fno-reorder-blocks -fno-ipa-cp-clone -fno-partial-inlining -fstack-protector-strong -fno-inline-functions-called-once -falign-functions=32 -fno-strict-overflow -fno-stack-check -fconserve-stack -o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/build/linux/x86_64/release/hello.ko.mod.o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/build/linux/x86_64/release/hello.ko.mod.c
/usr/bin/ld -m elf_x86_64 -r --build-id=sha1 -T /usr/src/linux-headers-5.11.0-41-generic/scripts/module.lds -o build/linux/x86_64/release/hello.ko build/.objs/hello/linux/x86_64/release/build/linux/x86_64/release/hello.ko.o build/.objs/hello/linux/x86_64/release/build/linux/x86_64/release/hello.ko.mod.o

使用特定版本的内核源码

我们也可以指定版本语义规则，选取自己需要的内核源码作为构建源。

add_requires("linux-headers 5.9.x", configs = driver_modules = true)

交叉编译

我们也支持内核驱动模块的交叉编译，比如在 Linux x86_64 上使用交叉编译工具链来构建 Linux Arm/Arm64 的驱动模块。

我们只需要准备好自己的交叉编译工具链，通过 --sdk= 指定它的根目录，然后配置切换到 -p cross 平台， 最后指定需要构建的架构 arm/arm64 即可。

同样的，我们不用关心如何准备 linux-headers 去支持交叉编译，Xmake 的依赖包管理会帮你准本好一切，拉取构建支持对应架构的内核源码。

这里用到的交叉工具链，可以从这里下载: Download toolchains

更多，交叉编译配置文档，见：配置交叉编译

注：目前仅仅支持 arm/arm64 交叉编译架构，后续会支持更多的平台架构。

构建 Arm 驱动模块

$ xmake f -p cross -a arm --sdk=/mnt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_arm-linux-gnueabihf -c
$ xmake
[ 20%]: ccache compiling.release src/add.c
[ 20%]: ccache compiling.release src/hello.c
[ 60%]: linking.release build/cross/arm/release/hello.ko
[100%]: build ok!

构建 Arm64 驱动模块

$ xmake f -p cross -a arm64 --sdk=/mnt/gcc-linaro-7.5.0-2019.12-x86_64_aarch64-linux-gnu -c
$ xmake
[ 20%]: ccache compiling.release src/add.c
[ 20%]: ccache compiling.release src/hello.c
[ 60%]: linking.release build/cross/arm64/release/hello.ko
[100%]: build ok!

分组批量构建和运行支持

早期，我们已经支持了通过 set_group 设置目标分组，实现 vs/vsxmake 工程在 vs 下的源文件分组管理展示。

但是，这个分组仅限于这个特性，没有用于其他地方，而新版本中，我们继续改进利用分组特性，实现指定构建一批目标程序，以及批量运行一批目标程序。

这通常有什么用呢，比如可以用来提供 Run all tests 和 Run all benchmarks 等功能。

编译指定一批目标程序

我们可以使用 set_group() 将给定的目标标记为 test/benchmark/... 并使用 set_default(false) 禁用来默认构建它。

这样，默认情况下 Xmake 不会去构建它们，但是我们可以通过 xmake -g xxx 命令就能指定构建一批目标程序了。

比如，我们可以使用此功能来构建所有测试。

target("test1")
    set_kind("binary")
    set_default(false)
    set_group("test")
    add_files("src/*.cpp")

target("test2")
    set_kind("binary")
    set_default(false)
    set_group("test")
    add_files("src/*.cpp")

$ xmake -g test
$ xmake --group=test

运行指定一批目标程序

我们也可以通过设置分组，来指定运行所有带有 test 分组的测试程序。

这通常非常有用，在此之前想要实现 Run all tests 功能，我们只能通过定义一个 task("tests") 在里面调用 os.exec 去挨个执行测试目标，配置比较繁琐，对用户要求比较高。

而现在，我们只需要对需要执行的测试目标程序标记为 set_group("test")，然后就可以批量运行它们了。

$ xmake run -g test
$ xmake run --group=test

支持分组模式匹配

另外，我们还可以支持分组的模式匹配，非常的灵活：

$ xmake build -g test_*
$ xmake run -g test/foo_*
$ xmake build -g bench*
$ xmake run -g bench*

更多信息见：#1913

改进 CMake 包源的查找和集成

之前的版本中，我们提供了 find_package("cmake::xxx") 来查找 cmake 内部的包，但是这种方式对于用户集成使用还是很繁琐。

因此，新版本中，我们进一步改进它，通过 add_requires 来实现统一快速的 cmake 包集成。

add_requires("cmake::ZLIB", alias = "zlib", system = true)
target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")
    add_packages("zlib")

我们指定 system = true 告诉 xmake 强制从系统中调用 cmake 查找包，如果找不到，不再走安装逻辑，因为 cmake 没有提供类似 vcpkg/conan 等包管理器的安装功能，
只提供了包查找特性。

指定版本

add_requires("cmake::OpenCV 4.1.1", system = true)

指定组件

add_requires("cmake::Boost", system = true, configs = components = "regex", "system")

预设开关

add_requires("cmake::Boost", system = true, configs = components = "regex", "system",
                                             presets = Boost_USE_STATIC_LIB = true)

相当于内部调用 find_package 查找包之前，在 CMakeLists.txt 中预定义一些配置，控制 find_package 的查找策略和状态。

set(Boost_USE_STATIC_LIB ON) -- will be used in FindBoost.cmake
find_package(Boost REQUIRED COMPONENTS regex system)

设置环境变量

add_requires("cmake::OpenCV", system = true, configs = envs = CMAKE_PREFIX_PATH = "xxx")

指定自定义 FindFoo.cmake 模块脚本目录

mydir/cmake_modules/FindFoo.cmake

add_requires("cmake::Foo", system = true, configs = moduledirs = "mydir/cmake_modules")

相关 issues: #1632

xmake-idea 插件更新

xmake-idea 这个插件由于个人时间和精力的关系，一直没有花时间去维护更新，而 IDEA 插件的兼容性问题有非常多，只要一段时间不用，就无法在新的 Idea/Clion 上正常使用。

最近，我花了点时间，修复了一些兼容性问题，比如 Windows 上创建工程会卡死的问题，新版本 Clion 无法安装等问题。

目前，最新版本应该可以在全平台正常使用了。

另外一些值得提起的事情

年终总结

这是 2021 年我发布的最后一个版本，这一年下来，经历了很多，Xmake 也在逐渐成长为一个更加强大的构建工具。

到今年年底，Xmake 总共收获了 4.2k stars，处理了 1.9k 的 issues/pr，超过 8k 多次 commits。

而官方的包管理仓库 xmake-repo 也已经收录了近 500+ 的常用依赖包。

感谢

感谢各位贡献者对 xmake-repo 仓库 和 Xmake 的贡献，完整贡献者列表见：Contributors。

也非常感谢大家对 Xmake 的赞助的支持，使得我能够有足够的动力去持续维护，完整捐助列表见：Sponsors。

更新内容

新特性

• #1902: 支持构建 linux 内核驱动模块
• #1913: 通过 group 模式匹配，指定构建和运行一批目标程序

改进

• #1872: 支持转义 set_configvar 中字符串值
• #1888: 改进 windows 安装器，避免错误删除其他安装目录下的文件
• #1895: 改进 plugin.vsxmake.autoupdate 规则
• #1893: 改进探测 icc 和 ifort 工具链
• #1905: 改进 msvc 对 external 头文件搜索探测支持
• #1904: 改进 vs201x 工程生成器
• 添加 XMAKE_THEME 环境变量去切换主题配置
• #1907: 添加 -f/--force 参数使得 xmake create 可以在费控目录被强制创建
• #1917: 改进 find_package 和配置

Bugs 修复

• #1885: 修复 package:fetch_linkdeps 链接顺序问题
• #1903: 修复包链接顺序