Xmake v2.7.8 发布,改进包虚拟环境和构建速度

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 + [Remote|Distributed] Build + Cache

尽管不是很准确,但我们还是可以把 Xmake 按下面的方式来理解:

Xmake ≈ Make/Ninja + CMake/Meson + Vcpkg/Conan + distcc + ccache/sccache
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新特性介绍

快速切换临时虚拟环境

Xmake 很早就支持了包的虚拟环境管理,可以通过配置文件的方式,实现不同包环境之间的切换。

我们可以通过在当前目录下,添加 xmake.lua 文件,定制化一些包配置,然后进入特定的包虚拟环境。

add_requires("zlib 1.2.11")
add_requires("python 3.x", "luajit")
$ xrepo env shell
> python --version
> luajit --version

也可以通过导入自定义环境配置文件,来切换环境:

$ xrepo env --add /tmp/base.lua
$ xrepo env -b base shell

而在新版本中,我们进一步做了改进,让 Xrepo 能够直接在命令行临时指定需要绑定的环境包列表,实现快速切换,无需任何配置。

并且支持同时指定多个包环境。

例如,我们想进入一个带有 python 3.0, luajit 和 cmake 的环境,只需要执行:

$ xrepo env -b "python 3.x,luajit,cmake" shell
[python,luajit,cmake] $ python --version
Python 3.10.6
[python,luajit,cmake] $ cmake --version
cmake version 3.25.3

Xmake 会自动安装相关依赖,然后开启一个新的 shell 环境,新环境终端左边也有 prompt 提示。

如果我们想退出当前环境,仅仅需要执行

[python,luajit,cmake] $ xrepo env quit
$

改进代码特性检测

has_cfuncs/check_cxxsnippets 等系列检测接口,在 option 中已经有提供,并且有对应的辅助 API 来帮助检测。

相关文档可以参考:辅助检测接口。

但是目前 option 提供的检测接口仅仅针对全局平台工具链,无法根据每个特定的 target 配置在针对性做一些检测。

因为 target 本身可能还会附带依赖包,不同的工具链,编译宏等差异性,检测结果也会有一些差异。

因此,如果用户想要更加灵活细粒度的检测每个 target 目标的编译特性,可以通过新版本提供的 target 目标实例接口。

  • target:has_cfuncs
  • target:has_cxxfuncs
  • target:has_ctypes
  • target:has_cxxtypes
  • target:has_cincludes
  • target:has_cxxincludes
  • target:has_cflags
  • target:has_cxxflags
  • target:has_features
  • target:check_csnippets
  • target:check_cxxsnippets

这里,仅仅针对其中一些比较常用的接口,稍微展开介绍下使用方式。

target:has_cfuncs

  • 检测目标编译配置能否获取给定的 C 函数

这应该在 on_config 中使用,比如可以用它来判断当前目标能否获取到 zlib 依赖包的一些函数接口,然后自动定义 HAVE_INFLATE

add_requires("zlib")
target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")
    add_packages("zlib")
    on_config(function (target)
        if target:has_cfuncs("inflate", {includes = "zlib.h"}) then
            target:add("defines", "HAVE_INFLATE")
        end
    end)

尽管 option 也提供了类似的检测功能,但 option 的检测使用的是全局的平台工具链,它无法附带上 target 相关的一些编译配置,
也无法根据 target 设置不同编译工具链来适配检测,并且无法检测包里面的一些接口。

如果我们仅仅是想粗粒度的检测函数接口,并且 target 没有额外设置不同的工具链,那么 option 提供的检测功能已经足够使用了。

如果想要更细粒度控制检测,可以使用 target 实例接口提供的检测特性。

target:has_cxxfuncs

  • 检测目标编译配置能否获取给定的 C++ 函数

用法跟 target:has_cfuncs 类似,只是这里主要用于检测 C++ 的函数。

不过,在检测函数的同时,我们还可以额外配置 std languages,来辅助检测。

target:has_cxxfuncs("foo", {includes = "foo.h", configs = {languages = "cxx17"}})

target:has_ctypes

  • 检测目标编译配置能否获取给定的 C 类型

这应该在 on_config 中使用,如下所示:

add_requires("zlib")
target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")
    add_packages("zlib")
    on_config(function (target)
        if target:has_ctypes("z_stream", {includes = "zlib.h"}) then
            target:add("defines", "HAVE_ZSTEAM_T")
        end
    end)

target:has_cflags

  • 检测目标编译配置能否获取给定的 C 编译 flags
target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.cpp")
    on_config(function (target)
        if target:has_cxxflags("-fPIC") then
            target:add("defines", "HAS_PIC")
        end
    end)

target:has_cincludes

  • 检测目标编译配置能否获取给定的 C 头文件

这应该在 on_config 中使用,比如可以用它来判断当前目标能否获取到 zlib 依赖包的 zlib.h 头文件,然后自动定义 HAVE_INFLATE

add_requires("zlib")
target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.c")
    add_packages("zlib")
    on_config(function (target)
        if target:has_cincludes("zlib.h") then
            target:add("defines", "HAVE_ZLIB_H")
        end
    end)

target:check_cxxsnippets

  • 检测是否可以编译和链接给定的 C++ 代码片段

这应该在 on_config 中使用,如下所示:

add_requires("libtins")
target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.cpp")
    add_packages("libtins")
    on_config(function (target)
        local has_snippet = target:check_cxxsnippets({test = [[
            #include 
            using namespace Tins;
            void test() {
                std::string name = NetworkInterface::default_interface().name();
                printf("%s\n", name.c_str());
            }
        ]]}, {configs = {languages = "c++11"}, includes = {"tins/tins.h"}}))
        if has_snippet then
            target:add("defines", "HAS_XXX")
        end
    end)

默认仅仅检测编译链接是否通过,如果想要尝试运行时检测,可以再设置 tryrun = true

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.cpp")
    on_config(function (target)
        local has_int_4 = target:check_cxxsnippets({test = [[
            return (sizeof(int) == 4)? 0 : -1;
        ]]}, {configs = {languages = "c++11"}, tryrun = true}))
        if has_int_4 then
            target:add("defines", "HAS_INT4")
        end
    end)

我们也可以继续通过设置 output = true 来捕获检测的运行输出,并且加上自定义的 main 入口,实现完整的测试代码,而不仅仅是代码片段。

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.cpp")
    on_config(function (target)
        local int_size = target:check_cxxsnippets({test = [[
            #include 
            int main(int argc, char** argv) {
                printf("%d", sizeof(int)); return 0;
                return 0;
            }
        ]]}, {configs = {languages = "c++11"}, tryrun = true, output = true}))
    end)

target:has_features

  • 检测是否指定的 C/C++ 编译特性

它相比使用 check_cxxsnippets 来检测,会更加快一些,因为它仅仅执行一次预处理就能检测所有的编译器特性,而不是每次都去调用编译器尝试编译。

target("test")
    set_kind("binary")
    add_files("src/*.cpp")
    on_config(function (target)
        if target:has_features("c_static_assert") then
            target:add("defines", "HAS_STATIC_ASSERT")
        end
        if target:has_features("cxx_constexpr") then
            target:add("defines", "HAS_CXX_CONSTEXPR")
        end
    end)

优化编译性能

Xmake 的 build cache 加速类似 ccache,采用预处理器计算 hash 后缓存编译对象文件来实现加速,它在 linux/mac 上提速效果非常明显。

而由于 msvc 的预处理器很慢,也可能是起进程相比 linux/mac 下更重,导致开启 build cache 后,windows 上使用 msvc 的整体编译效率反而慢了非常多。

尝试使用第三方的 ccache 来测试对比,也是一样的问题,因此我暂时针对 msvc 默认禁用了 build cache,使得整体构建速度恢复到正常水平。

clang-tidy 自动修复

上个版本,我们新增了对 clang-tidy 支持,可以通过 xmake check clang.tidy 来检测代码。
而在这个版本中,我们继续对它做了改进,新增了 --fix 参数,可以让 clang-tidy 去自动修复检测出来的问题代码。

$ xmake check clang.tidy --fix
$ xmake check clang.tidy --fix_errors
$ xmake check clang.tidy --fix_notes

Swig/Java 模块构建支持

另外,其他用户也帮忙贡献了 Swig/Java 模块的构建支持。

add_rules("mode.release", "mode.debug")

target("example")
    set_kind('shared')
    -- set moduletype to java
    add_rules("swig.c", {moduletype = "java"})
    -- use swigflags to provider package name and output path of java files
    add_files("src/example.i", {swigflags = {
        "-package",
        "com.example",
        "-outdir",
        "build/java/com/example/"
    }})
    add_files("src/example.c")
    before_build(function()
        -- ensure output path exists before running swig
        os.mkdir("build/java/com/example/")
    end)

完整例子见:Swig/Java Example

开源之夏 2023

今年 Xmake 社区继续参加了开源之夏 2023 活动,它是由中科院软件所“开源软件供应链点亮计划”发起并长期支持的一项暑期开源活动
旨在鼓励在校学生积极参与开源软件的开发维护。

如果有感兴趣的同学,欢迎报名参与 Xmake 社区发布的项目开发(具体项目待定中),相关详情进展,请关注:Xmake 开源之夏。

更新内容

新特性

  • #3518: 分析编译和链接性能
  • #3522: 为 target 添加 has_cflags, has_xxx 等辅助接口
  • #3537: 为 clang.tidy 检测器添加 --fix 自动修复

改进

  • #3433: 改进 QT 在 msys2/mingw64 和 wasm 上的构建支持
  • #3419: 支持 fish shell 环境
  • #3455: Dlang 增量编译支持
  • #3498: 改进绑定包虚拟环境
  • #3504: 添加 swig java 支持
  • #3508: 改进 trybuild/cmake 去支持工具链切换
  • 为 msvc 禁用 build cache 加速,因为 msvc 的预处理器太慢,反而极大影响构建性能。

Bugs 修复

  • #3436: 修复自动补全和 menuconf
  • #3463: 修复 c++modules 缓存问题
  • #3545: 修复 armcc 的头文件依赖解析

https://tboox.org/cn/2023/04/04/xmake-update-v2.7.8/

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