xmake 入门，构建项目原来可以如此简单

前言

在开发xmake之前，我一直在使用 gnumake/makefile 来维护个人 C/C++项目，一开始还好，然而等项目越来越庞大后，维护起来就非常吃力了，后续也用过一阵子 automake 系列工具，并不是很好用。

由于 C/C++程序的构建过程比较繁琐，如果不借助 IDE 工具，很难快速构建一个新的 C/C++程序，想要跨平台构建就更加麻烦了。

虽然 IDE 很好用，也很强大，但是还是有很多不足的地方，例如:

• 跨平台开发支持不完善
• 自身环境不一定跨平台
• 过于臃肿
• 不利于服务端自动化部署构建
• 不够灵活，定制化配置构建过程有局限性

当然如果你熟悉 makefile 的话，也可以手敲 makefile，不过不同平台用的 make 也不相同，比如: gnumake, nmake 等，导致 makefile 语法存在差异性，无法做到一致性编译，而且对开发者有一定的使用门槛。

在 win 上使用 gnumake 还得装 cygwin，mingw-msys 等环境，也非常麻烦，折腾完环境就得半天时间。

目前已经有了很多现代化的构建工具，方便开发者构建和维护 C/C++项目，例如:cmake, scons, premake, bazel, gn, gyp 等等。

其中很多只能生成对应的 IDE 工程，然后再通过对应 IDE 来维护和构建，这种只是解决了 C/C++项目的一致性维护问题，但是构建方式不一致，因此还是没解决之前列举的大部分不足点，也无法直接快速构建。

而 cmake, scons 虽然很强大，但是 cmake 语法怪异不直观，本人实在是不习惯，scons 使用还需要依赖 python，py2/py3 的问题折腾起来也比较蛋疼。

鉴于此，我采用了 lua 来描述工程，利用 lua 的轻量，简洁，灵活，跨平台等特性，来解决上述遇到的各种问题，使用 xmake 将会带来不一样的构建体验:

• 轻量，跨平台，无依赖，无需额外安装 python 等第三方环境，直接内置 lua 运行时，一个安装包(或者命令)直接搞定
• 工程描述直观简洁，更符合用户正常的思维习惯
• 支持直接构建，强大的命令行工具，终端用户的福音，装逼用户必备
• vscode, idea, clion, sublime, vim 等编辑器插件支持
• 智能检测支持，简化用户编译配置过程
• 插件支持，灵活的用户可扩展性
• vcproj 等 IDE 项目文件生成也支持的哦
• 更多隐藏特性等你来体验

快速上手

不会写 makefile ？没关系，直接在源码目录运行以下命令即可直接编译:

xmake

xmake 会自动扫描在当前目录下的源码结构，生成一个xmake.lua工程描述文件，然后尝试直接编译。

想要直接运行编译后的可执行程序，简单，直接敲:

$ xmake run

更多相关信息，请参考文章: xmake 新增智能代码扫描编译模式，无需手写任何 make 文件

快速入门

如果想要更进一步描述工程，调整源码结构，添加一些编译选项什么的，还是需要维护一个名叫 xmake.lua 的工程描述文件，类似 makefile, cmakelist.txt ，但是其语法和 api 经过不断地改进简化，已经相当易用。

最简单的描述例子只需要三行:

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")

就可以构建一个可执行程序，编译所有在 src 目录下的 c 源文件。

然后直接执行 xmake 即可编译。

add_files()支持通配符文件模式匹配，并且支持.c, .cpp, .go, .d, .m, .mm, .S, .swift, .rc, .rs等各种 native 语言的代码文件，大部分都能支持混编。

我们甚至可以添加.a 和.o, .obj 文件到add_files()，例如:

target("test")
    set_kind("static")
    add_files("src/*.c")
    add_files("lib/libxxx.a", "obj/bbb.o")

上述描述会编译生成一个 libtest.a 库，在编译归档的时候，会自动将 libxxx.a 库反解出来，合并到 libtest.a 中去，并且同时将 bbb.o 也加进去。

xmake 提供的add_files是非常强大的，我们还可以再添加一批文件的同时，指定排除某些文件，例如:

add_files("src/**.cpp|test.cpp|arm/*.cpp")

上述描述，在递归添加源文件的同时，排除掉了 test.cpp 以及 arm 目录下的源文件。

更多add_files用法，请参考文档:add_files 接口使用文档

使用演示

命令行下的使用过程，大家可以通过一个视频直观的体验下：

创建工程

更加省事的方式就是通过上节所说傻瓜式操作方式，自动生成一个 xmake.lua ，然后在这基础下修修改改就行了。

当然如果没有现成源码，想从新工程创建开始编译，那么可以使用 xmake 提供的工程模板进行创建:

$ xmake create test

默认创建一个名为 test 的 c 可执行项目，源码结构如下:

.
├── src
│   └── main.c
└── xmake.lua

当然你也可以选择语言和模板类型:

$ xmake create -l c++ -t shared test

上述命令创建了一个 c++动态库项目，就这么简单。

运行和调试

编译完的可执行程序，直接敲xmake run就能运行，xmake 会自动找到对应的 target 目标文件，你也可以传递参数给程序。

如果有多个 target 目标，你可以指定需要运行的 target 名，例如:

$ xmake run test

想要快速调试程序？加上-d参数即可

$ xmake run -d test

xmake 默认会去找系统自带的调试器，然后加载运行，windows 上使用 vsjitdebugger，linux 上 gdb，macos 上 lldb，当然你也可以随意切换到其他调试器。

配合 debug 模式编译，就能做到使用 xmake 进行源码调试。

可视化配置和构建

xmake 提倡使用命令行的方式来操作，用习惯后效率非常高，而且在 windows 上，即使没有 cygwin，也可以直接在 cmd 下正常运行。

当然，并不是所有用户习惯命令行，因此 xmake 也提供了编辑器插件，与各大编辑器进行集成，例如:

xmake-vscode 插件

xmake-idea 插件

xmake-sublime 插件

xmake-tui 界面

除了编辑器插件，xmake 甚至自己封装实现了一整套跨平台 tui 字符界面库，然后仿 kconfig/menuconf 的界面风格，实现了一个类似的可视化字符界面菜单配置。

这个不需要额外的插件，只需要在终端下执行:

$ xmake f --menu

就可以显示菜单配置界面进行编译配置，配置完即可根据当前配置进行编译，效果如下:

定制化编译

想要更加灵活的编译配置？那就得要修改 xmake.lua 啦，不过还是很简单的。

添加编译选项

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")
    if is_mode("debug") then
       add_cxflags("-DDEBUG")
    end

上面代码中，add_cxflags接口就是同时配置 C/C++代码的编译选项，并且只在 debug 模式下生效，也就是执行下面命令的时候:

$ xmake f -m debug
$ xmake

使用内置选项

像添加宏定义，设置警告级别，优化级别，头文件搜索目录什么的，完全没必要使用原始的add_cxflags接口，xmake 有提供更加方便的接口，更加智能化的处理来简化配置，也更加通用跨平台，例如:

add_defines("DEBUG")
set_optimize("fast")
set_warnings("all", "error")

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")

target("test2")
    set_kind("binary")
    add_files("src2/*.c")

跟刚才的配置不同的是，此处设置放在了 target 的上面，此处不属于 target 域，是 root 全局设置，会影响下面的所有 target 目标程序的编译设置，这样可以简化配置，避免冗余。

灵活的脚本控制

对于高端用户，构建需求复杂多变，xmake 也提供了对应解决方案，各个构建阶段都可以灵活定制:

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")

    after_build(function (target)
        os.exec("file %s", target:targetfile())
    end)

上述代码在编译程序结束后，执行 file 命令查看目标程序相关信息，目前 xmake 可以在 build, clean, run, install, uninstall 等各个阶段的前后插入自定义的脚本，也可以直接内置 action，例如: on_install 会覆盖内置的安装逻辑，提供给用户足够的灵活性。

方便的多目标依赖

很多时候，一个项目会有多个 target 目标程序，之间存在依赖关系，例如: 一个可执行程序 hello，依赖一个静态库 libtest.a，我们只需要通过 add_deps 将两个 target 做个关联就行了，libtest.a 的搜索目录，头文件目录设置什么的都不需要关心，xmake 会自动处理:

target("test")
    set_kind("static")
    add_files("src/test/*.c")

target("hello")
    add_deps("test")  --添加依赖
    set_kind("binary")
    add_files("src/hello/*.c")

预编译头文件支持

xmake 支持通过预编译头文件去加速 c/c++程序编译，目前支持的编译器有：gcc, clang 和 msvc。

target("test")
    -- ...
    set_pcxxheader("header.h")

各大编译器对预编译头的处理方式存在很大差异，而 xmake 将其差异性隐藏了起来，提供一致性的描述设置，简化用户在跨平台编译时候的处理， 具体关于编译器对预编译头文件的处理，可参考相关文章：不同编译器对预编译头文件的处理

自定义编译规则

xmake 不仅原生内置支持多种语言文件的构建，而且还可以通过自定义构建规则，让用户自己来实现复杂的未知文件构建。

我们可以通过预先设置规则支持的文件后缀，来扩展其他文件的构建支持：

-- 定义一个 markdown 文件的构建规则
rule("markdown")
    set_extensions(".md", ".markdown")
    on_build(function (target, sourcefile)
        os.cp(sourcefile, path.join(target:targetdir(), path.basename(sourcefile) .. ".html"))
    end)

target("test")
    set_kind("binary")
    
    -- 使 test 目标支持 markdown 文件的构建规则
    add_rules("markdown")

    -- 添加 markdown 文件的构建
    add_files("src/*.md")
    add_files("src/*.markdown")

我们也可以指定某些零散的其他文件作为 markdown 规则来处理：

target("test")
    -- ...
    add_files("src/test/*.md.in", {rule = "markdown"})

注：通过add_files("*.md", {rule = "markdown"})方式指定的规则，优先级高于add_rules("markdown")设置的规则。

IDE 工程文件生成

xmake 提供了丰富的插件扩展，其中 vcproj, makefile 等工程文件的生成就是作为插件提供，使用起来也非常简单:

$ xmake project -k vs2017 -m "debug,release"

即可生成带有 debug, release 两种编译模式的 vc 工程，同时支持 x86 和 x64。

生成的工程目录结构会根据添加的所有源文件的目录结构，自动分析生成直观的文件树，方便 vs 去浏览查看。

makefile 的生成如下:

$ xmake project -k makefile

后续会陆续更多其他工程文件，也欢迎大家来贡献哦。

灵活简单的插件扩展

上节的 IDE 工程文件生成，在 xmake 中就是作为插件来提供，这样更加方便扩展，也能让用户快速定制自己的插件，只需要定义个 task 插件任务就行了：

-- 定义一个名叫 hello 的插件任务
task("hello")

    -- 设置类型为插件
    set_category("plugin")

    -- 插件运行的入口
    on_run(function ()
        print("hello xmake!")
    end)

    -- 设置插件的命令行选项，这里没有任何参数选项，仅仅显示插件描述
    set_menu {
                -- usage
                usage = "xmake hello [options]"

                -- description
            ,   description = "Hello xmake!"

                -- options
            ,   options = {}
            } 

上述代码就是一个最为简单的hello xmake!插件，运行$xmake hello就可看到执行输出，set_menu用于配置插件命令行选项，这个不设置就是内部 task，无法在命令行下调用。

更加详细的插件说明以及内置插件列表可参考文档：插件手册

查找依赖包

xmake 参考了 cmake 对于find_*系列接口的设计，实现在项目中动态的查找和添加包依赖。

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("*.c")
    on_load(function (target)
        import("lib.detect.find_package")
        target:add(find_package("zlib"))
    end)

上述描述代码，通过lib.detect.find_package来查找包，如果找到 zlib 包，则将 links, includedirs 和 linkdirs 等信息添加到 target 中去。

交互式命令执行(REPL)

有时候在交互模式下，运行命令更加的方便测试和验证一些模块和 api，也更加的灵活，不需要再去额外写一个脚本文件来加载，不过我一般用来做计算器用用（好吧。。）

# 不带任何参数执行，就可以进入
$ xmake lua
>

# 进行表达式计算
> 1 + 2
3

# 赋值和打印变量值
> a = 1
> a
1

# 多行输入和执行
> for _, v in pairs({1, 2, 3}) do
>> print(v)
>> end
1
2
3

我们也能够通过 import 来导入扩展模块：

> task = import("core.project.task")
> task.run("hello")
hello xmake!

编译环境支持

当前 xmake 的最新版本已经支持很多 sdk 环境的集成编译，例如:

• [x] Visual Studio 编译环境
• [x] mingw 编译环境
• [x] cygwin 编译环境
• [x] Android NDK 编译环境
• [x] Xcode 编译环境(支持 iPhoneos/Macosx 构建)
• [x] 系统 gcc/clang 编译环境
• [x] 交叉工具链编译环境
• [x] Cuda 编译环境
• [ ] Qt 编译环境(正在支持中)
• [ ] Windows WDK 编译环境(正在支持中)

FAQ

xmake 有哪些用途?

1. 跨平台维护和编译 C/C++项目
2. CI 上部署自动化构建
3. 开源代码的快速移植
4. 临时的测试代码编写和快速运行
5. 与自己喜欢的编辑器集成，打造属于自己的 C/C++开发环境
6. 与其他 native 语言的混合编译
7. 嵌入式开发下的交叉编译
8. 提升逼格

对于第三点的用途，我平常用的最多，因为我经常需要移植第三方的开源项目，它们使用的构建工具各不相同，有 automake，cmake 等等，其支持的构建平台力度也都不相同，经常会遇到需要的平台不支持的问题。

没办法，只好自己敲 makefile 来移植代码，然后适配自己需要支持的那些平台，还有交叉工具链，很蛋疼，自从写了 xmake 后，我现在平常移植代码方便了很多，效率提升非常明显。

怎样看实时编译警告信息?

为了避免刷屏，在构建时候，默认是不实时输出警告信息的，如果想要看的话可以加上-w选项启用编译警告输出就行了。

$ xmake [-w|--warning] 

怎样看详细的编译参数信息？

请加上 -v 或者 --verbose 选项重新执行 xmake 后，获取更加详细的输出信息

例如：

$ xmake [-v|--verbose] 

如果加上 --backtrace 选项也可以获取出错时的 xmake 的调试栈信息

$ xmake -v --backtrace

快速安装

最后我们讲下，如何安装 xmake，通常只需要一个脚本命令就能搞定。

一键安装脚本

bash <(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/tboox/xmake/master/scripts/get.sh)

windows 安装包

对于 windows 用户，提供了安装包来快速安装，可到Github Releases上下载对应版本。

更加详细的安装过程，见相关文档: 安装说明

结语

xmake 还有很多非常有用的特性，例如：编译器特性检测、丰富的模块库、依赖包管理、自定义选项等等，一篇文章讲不完这么多，大家有兴趣的话，可以去官方文档里面看看，还有很多隐藏特性等着你哦。