make cmake catkin_make

Posted 2020-11-11 konglingbin

在Linux下进行C语言编程，必然要采用GNU GCC来编译C源代码生成可执行程序。

一、GCC快速入门

Gcc指令的一般格式为：Gcc [选项] 要编译的文件 [选项] [目标文件]

其中，目标文件可缺省，Gcc默认生成可执行的文件名为：a.out

然后输入./a.out 便可运行得到结果

二、GCC的命令剖析--四步走

GCC编译C源码有四个步骤：

预处理-----> 编译 ----> 汇编 ----> 链接

    1.预处理，生成预编译文件（.i文件）：

        Gcc –E hello.c –o hello.i
    2.编译，生成汇编代码（.s文件）：

        Gcc –S hello.i –o hello.s
    3.汇编，生成目标文件（.o文件）：
        Gcc –c hello.s –o hello.o
    4.链接，生成可执行文件：
        Gcc hello.o –o hello

 整个过程如果想一步到位：

       gcc hello.c -o hello

 

    gcc简介
    Linux系统下的gcc（GNU C Compiler）是GNU推出的功能强大、性能优越的多平台编译器，是GNU的代表作品之一。gcc是可以在多种硬体平台上编译出可执行程序的超级编译 器，其执行效率与一般的编译器相比平均效率要高20%~30%。gcc编译器能将C、C++语言源程序、汇程式化序和目标程序编译、连接成可执行文件，如 果没有给出可执行文件的名字，gcc将生成一个名为a.out的文件。在Linux系统中，可执行文件没有统一的后缀，系统从文件的属性来区分可执行文件 和不可执行文件。而gcc则通过后缀来区别输入文件的类别，下面我们来介绍gcc所遵循的部分约定规则。
    .c为后缀的文件，C语言源代码文件；
    .a为后缀的文件，是由目标文件构成的档案库文件；
    .C，.cc或.cxx 为后缀的文件，是C++源代码文件；
    .h为后缀的文件，是程序所包含的头文件；
    .i 为后缀的文件，是已经预处理过的C源代码文件；
    .ii为后缀的文件，是已经预处理过的C++源代码文件；
    .m为后缀的文件，是Objective-C源代码文件；
    .o为后缀的文件，是编译后的目标文件；
    .s为后缀的文件，是汇编语言源代码文件；
    .S为后缀的文件，是经过预编译的汇编语言源代码文件

 

1.gcc是GNU Compiler Collection（就是GNU编译器套件），也可以简单认为是编译器，它可以编译很多种编程语言（括C、C++、Objective-C、Fortran、Java等等）。

2.当你的程序只有一个源文件时，直接就可以用gcc命令编译它。

3.但是当你的程序包含很多个源文件时，用gcc命令逐个去编译时，你就很容易混乱而且工作量大

4.所以出现了make工具
make工具可以看成是一个智能的批处理工具，它本身并没有编译和链接的功能，而是用类似于批处理的方式—通过调用makefile文件中用户指定的命令来进行编译和链接的。

5.makefile是什么？简单的说就像一首歌的乐谱，make工具就像指挥家，指挥家根据乐谱指挥整个乐团怎么样演奏，make工具就根据makefile中的命令进行编译和链接的。

6.makefile命令中就包含了调用gcc（也可以是别的编译器）去编译某个源文件的命令。

7.makefile在一些简单的工程完全可以人工手下，但是当工程非常大的时候，手写makefile也是非常麻烦的，如果换了个平台makefile又要重新修改。

8.这时候就出现了Cmake这个工具，cmake就可以更加简单的生成makefile文件给上面那个make用。当然cmake还有其他功能，就是可以跨平台生成对应平台能用的makefile，你不用再自己去修改了。

9.可是cmake根据什么生成makefile呢？它又要根据一个叫CMakeLists.txt文件（学名：组态档）去生成makefile。

10.到最后CMakeLists.txt文件谁写啊？亲，是你自己手写的。

11.当然如果你用IDE，类似VS这些一般它都能帮你弄好了，你只需要按一下那个三角形

12.接着是qmake，qmake是什么，先说一下Qt这个东西。Qt是跨平台C++图形用户界面应用程序开发框架。它既可以开发GUI程序，也可用于开发非GUI程序，比如控制台工具和服务器。简单的说就是C++的第三方库，使用这个库你可以很容易生成windows，Linux，MAC os等等平台的图形界面。现在的Qt还包含了开发各种软件一般需要用到的功能模块（网络，数据库，XML，多线程啊等等），比你直接用C++（只带标准内裤那种）要方便和简单。

13.你可以用Qt简简单单就实现非常复杂的功能，是因为Qt对C++进行了扩展，你写一行代码，Qt在背后帮你写了几百上千行，而这些多出来的代码就是靠Qt专有的moc编译器（The Meta-Object Compiler）和uic编译器（User Interface Complier）来重新翻译你那一行代码。问题来了，你在进行程序编译前就必须先调用moc和uic对Qt源文件进行预处理，然后再调用编译器进行编译。上面说的那种普通makefile文件是不适用的，它没办法对qt源文件进行预处理。所以qmake就产生了。

14.qmake工具就是Qt公司制造出来，用来生成Qt 专用makefile文件，这种makefile文件就能自动智能调用moc和uic对源程序进行预处理和编译。qmake当然必须也是跨平台的，跟cmake一样能对应各种平台生成对应makefile文件。

15.qmake是根据Qt 工程文件（.pro）来生成对应的makefile的。工程文件（.pro）相对来说比较简单，一般工程你都可以自己手写，但是一般都是由Qt的开发环境 Qt Creator自动生成的，你还是只需要按下那个邪恶三角形就完事了。

16.还没有完，由于qmake很简单很好用又支持跨平台，而且是可以独立于它的IDE，所以你也可以用在非Qt工程上面，照样可以生成普通的makefile，只要在pro文件中加入CONFIG -= qt 就可以了。

17. 这样qmake和cmake有什么区别？
不好意思，cmake也是同样支持Qt程序的，cmake也能生成针对qt 程序的那种特殊makefile，
只是cmake的CMakeLists.txt 写起来相对与qmake的pro文件复杂点。
qmake 是为 Qt 量身打造的，使用起来非常方便，但是cmake功能比qmake强大。
一般的Qt工程你就直接使用qmake就可以了，cmake的强大功能一般人是用不到的。
当你的工程非常大的时候，又有qt部分的子工程，又有其他语言的部分子工程，据说用cmake会 方便，我也没试过。

 

-------------------------------------------------------------ROS编译:catkin简析 ---------------------------------------------

1.  catkin_make 与cmake的关系

    程序在cmake编译是这样的流程, cmake指令依据你的CMakeLists.txt 文件,生成makefiles文件,make再依据此makefiles文件编译链接生成可执行文件.

catkin_make是将cmake与make的编译方式做了一个封装的指令工具, 规范了工作路径与生成文件路径.

1)  cmake标准流程 

[cpp] view plain copy 

1. # 在一个CMake项目里  
2. $ mkdir build  
3. $ cd build  
4. $ cmake ..  
5. $ make  
6. $ make install  # (可选)  

2) catkin_make 的流程

[cpp] view plain copy 

1. # In a catkin workspace  
2. $ catkin_make  
3. $ catkin_make install  # (可选)  
4.   
5.   
6. 如果源码不在默认工作空间,需要指定编译路径:  
7.   
8. # In a catkin workspace  
9. $ catkin_make --source my_src  
10. $ catkin_make install --source my_src  # (optionally)

1、在ros下创建工作空间：

mkdir -p catkin_ws/src  

cd src  

catkin_init_workspace  

cd ..  

catkin_make  

2、创建功能包 
方法一：利用catkin创建package

cd ~/catkin_ws/src
catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

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创建程序包的一般格式是catkin_create_pkg ，此命令的格式包括功能包名称和依赖项，在上面示例中，依赖项包括std_msg、rospy和roscpp。 
运行上面命令之后，在src文件夹下会生成一个与功能包名同名的文件夹，在该文件夹下有如下文件（夹）

workspace_folder/
                 src/
                      package_name/   
                                include                   --文件夹
                                src                       --文件夹       
                                CMakeLists.txt
                                package.xml 

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方法二：利用roscreate创建package

cd ~/catkin_ws/src
roscreate-pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp

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同样的，利用rosmake创建程序包的格式是roscreate-pkg ，此命令的格式也包括功能包名称和依赖项。 
运行上面命令之后，在src文件夹下会生成一个与功能包名同名的文件夹，在该文件夹下有如下文件（夹）

workspace_folder/
                 src/
                      package_name/   
                                include                   --文件夹
                                src                       --文件夹       
                                CMakeLists.txt
                                manifest.xml 
                                mainpage.dox
                                Makefile

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3、编译功能包 
方法一：利用catkin编译 
用catkin编译的是上述第一种利用catkin创建的package,首先修改创建功能包时生成的CMakeLists.test文件，用gedit打开该文件， 
⑴添加以下语句来查找添加的依赖包

find_package(catkin REQUIRED COMPONENTS
    sensor_msgs
    cv_bridge
    image_transport)
find_package(OpenCV 2 REQUIRED)
find_package(PLC REQUIRED)

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⑵添加以下语句来添加参与编译的节点程序

add_executable(node name src/node program)#添加可执行节点
target_link_libraries(node name ${catkin_LIBRARIES})#链接库
add_dependencies(node name package name_generator_messages_cpp)#为可执行文件添加对生成的消息文件的依赖,因为catkin把所有的package并行的编译，所以如果你要使用其他catkin工作空间中其他package的消息，你同样也需要添加对他们各自生成的消息文件的依赖，感觉就是一个先导入头文件的过程。

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除了可以在创建功能包时添加系统提供的依赖（catkin_create_pkg beginner_tutorials std_msgs rospy roscpp），也可以修改创建功能包时生成的package.xml文件，以图像处理中所需用到的包为例，加入了以下指令来说明后面增加的依赖包

<run_depend>sensor_msgs</run_depend> 
<run_depend>image_transport</run_depend> 
<run_depend>cv_bridge</run_depend> 

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利用catkin编译的方法是：

#under workspace
catkin_make [make_targets] [-DCMAKE_VARIABLES=...]

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方法二：利用rosmake编译 
用rosmake编译的是上述第二种利用roscreate创建的package，同样的，在编译之前，需要修改CMakeLists.txt文件和manifest.xml文件，不同的地方是在修改CMakeLists.txt文件时需要加上如下语句来添加参与编译的节点程序：

rosbuild_add_executable(node_name src/node_name.cpp)

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注意： 
ROS从indigo开始就不再把opencv作为系统依赖包而是作为一个第三方包引入，如果直接使用会在rosmake编译阶段报错，no exist package “opencv2”，此时只需要在CMakeLists.txt中添加find_package(OpenCV 2 REQUIRED)，然后在manifest.xml中不能添加依赖包，此处添加的为系统依赖包。 
利用rosmkae编译的方法是：

#under workspace
rosmake package_name

• 1运行以上命令之后，如果编译没有出错，在bin文件夹下可以看到生成的可执行文件，可以直接运行./node_name来运行节点。 

3、运行编译完成之后的节点（不用launch，还不懂）

rosrun package_name node_name

• 1注意： 

1)创建功能包是在src目录下，而编译功能包是在workspace目录下。 
2）编译之前要先确保添加了当前工作空间的path,查看方法是：

echo $ROS_PACKAGE_PATH

• 1添加方法是source setup.bash文件

#under the path: workspace
source ./devel/setup.bash

3)运行节点之前要下roscore