Windows环境下基于CMake构建Lua

方与圆之帆2024-05-03 10:13

Windows环境下基于CMake构建Lua

  • 环境
    • [`！！！注意： lua-5.4.6.tar.gz压缩包中，并未提供luac.c文件，无法构建luac.exe，可以从lua-5.4.5.tar.gz压缩包中拷贝使用`](#！！！注意： lua-5.4.6.tar.gz压缩包中，并未提供luac.c文件，无法构建luac.exe，可以从lua-5.4.5.tar.gz压缩包中拷贝使用)
  • 一、搭建基于CMake构建的Lua环境
  • 二、构建步骤
    • [2.1 命令](#2.1 命令)
    • [2.2 验证](#2.2 验证)

环境

Lua

下载地址

lua-5.4.6.tar.gz：https://www.lua.org/ftp/lua-5.4.6.tar.gz

lua-5.4.5.tar.gz：https://www.lua.org/ftp/lua-5.4.5.tar.gz

CMake

下载地址

官方：https://cmake.org/download/

！！！注意： lua-5.4.6.tar.gz压缩包中，并未提供luac.c文件，无法构建luac.exe，可以从lua-5.4.5.tar.gz压缩包中拷贝使用

一、搭建基于CMake构建的Lua环境

目录结构

shell 复制代码 
5.4.6
├── build_vs2022_x64/ : 构建目录
├── dist/: 安装目录
├── src/: 源码目录
└── CMakeLists.txt

CMakeLists.txt
！！！相关配置根据源码包中的makefile文件和luaconf.h头文件确定

shell 复制代码 
cmake_minimum_required(VERSION 3.20)

# 解决方案名字：lua
# 版本规则：主版本.子版本.修订版本.日期-阶段版本
# 构建语言：C/C++
# 构建目录：默认值为${PROJECT_BINARY_DIR}
project(
    lua
    VERSION 0.0.0.20240430
    LANGUAGES C CXX
)

# 使用C99标准 参照源码中的makefile选项：-std=c99
# 设为True：如果编译器不支持C99标准 构建过程报错停止
# 方式一：利用set指定 the C++ standard
#set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED True)
#set(CMAKE_C_STANDARD 99)
# 方式二：利用接口库的形式
# https://cmake.org/cmake/help/latest/prop_gbl/CMAKE_C_KNOWN_FEATURES.html
add_library(project_c_compiler_flags INTERFACE)
target_compile_features(project_c_compiler_flags INTERFACE c_std_99)

# 设置debug模式的标记
set(CMAKE_DEBUG_POSTFIX d)

# 判断当前使用的编译环境
# 基于生成器表达式
# $<COMPILE_LANG_AND_ID:language,compiler_ids>： 当项目所用编程语言匹配language，
#   且项目所用编译器匹配compiler_ids时，此表达式返回1，否则返回0
set(gcc_like_c "$<COMPILE_LANG_AND_ID:C,ARMClang,AppleClang,Clang,GNU,LCC>")
set(msvc_like_c "$<COMPILE_LANG_AND_ID:C,MSVC>")

# 为接口库project_c_compiler_flags 增加编译警告选项
# INTERFACE作用域表示project_c_compiler_flags 本身不需要，但是project_c_compiler_flags调用方需要使用
# 我们只想在编译阶段使用警告选项，而不会在安装阶段使用，可以利用BUILD_INTERFACE限制
# GCC警告说明：
# - 适用于C和C++的警告标志
#    -Wall: 启用大多数警告
#    -Wfatal-errors: 将所有警告视为错误，导致编译失败
#    -Wextra: 启用额外的警告，包括未使用的参数、未使用的函数返回值等
#    -Wshadow: 警告声明变量时隐藏了外层作用域中的变量
#    -Wundef: 警告使用未定义的宏
#    -Wwrite-strings: 警告将字符串常量赋值给非const char指针
#    -Wredundant-decls: 警告冗余的声明
#    -Wdisabled-optimization: 警告禁用的优化
#    -Wdouble-promotion: 警告双精度提升
#    -Wmissing-declarations: 警告未声明的函数
#    -Wformat=2:则启用了与格式化字符串相关的严格警告
#    -Wunused:警告未使用的代码元素
# - 不适用于C++的警告标志
#    -Wdeclaration-after-statement: 警告在语句之后声明变量
#    -Wmissing-prototypes: 警告缺少函数原型
#    -Wnested-externs: 警告嵌套的extern声明
#    -Wstrict-prototypes: 警告函数原型不符合严格的C标准
#    -Wc++-compat: 警告C++风格的兼容性问题
#    -Wold-style-definition: 警告使用旧的函数定义风格
# MSVC警告说明：
#   基于等级的警告系统：/W1, /W2, /W3, /W4
#   - /W4 通常被认为是最严格的警告级别，类似于GCC的 -Wall 和 -Wextra 的组合
#   -Wfatal-errors (GCC/Clang) 类似对应：/WX
set(GCC_C_WARNING_FLAGS "-Wall;-Wextra;-Wshadow;-Wformat=2;-Wunused")
set(MSVC_C_WARNING_FLAGS "/W4")
target_compile_options(project_c_compiler_flags INTERFACE 
    "$<${gcc_like_c}:$<BUILD_INTERFACE:${GCC_C_WARNING_FLAGS}>>"
    "$<${msvc_like_c}:$<BUILD_INTERFACE:${MSVC_C_WARNING_FLAGS}>>"
)

# 设置编译器标志
# GCC编译选项说明：
#   -std=c99：GCC按照C99标准编译代码
#   -O2： 编译器优化选项，表示使用第二级优化
#   -fno-stack-protector：指示编译器禁用堆栈保护器。当这个选项被设置时，编译器不会为函数生成堆栈保护代码，这可能会提高代码的执行效率，但也会降低对堆栈溢出攻击的防护能力。
#   -fno-common：指示编译器不要使用 common 段来存储未初始化的全局变量。通常，未初始化的全局变量会被放置在 common 段中，并在链接时合并。
#                禁用这个特性会导致每个未初始化的全局变量都有自己的存储空间，这可能会增加最终二进制文件的大小。这个选项有助于确保代码的行为更加确定，特别是在涉及多个编译单元和未初始化全局变量时。
#   -march=native：编译器针对当前运行的机器生成优化的机器代码。它会利用当前机器的特定指令集和功能来生成代码，从而可能提高程序的执行速度。
#                  然而，这也会降低代码在其他硬件上的可移植性，因为生成的代码可能依赖于当前机器的特定功能。
# MSVC编译选项说明：
#   -std=c99 (GCC/Clang) 类似对应：/std:c99
#   -O2 (GCC/Clang) 类似对应：/O2
#   /Ox：启用最大优化，这通常是 /O2 和其他优化选项的组合
#   /Od：禁用所有优化
#   /Zc:inline：强制内联函数的内联
#   /Zi: 生成调试信息 
#   /Gm-：禁用最小重新生成
#   /EHsc： 选择 C++ 异常处理模型
#   /RTC1： 启用运行时检查
#   /arch:SSE2、/arch:AVX：MSVC需要手动指定目标处理器架构和指令集，不会像GCC的-march=native自动检测。
# GCC
# 在当前的 GCC_C_COMPILER_FLAGS 值的基础上追加 -std=c99 编译选项，然后更新 GCC_C_COMPILER_FLAGS 变量的值
set(GCC_C_COMPILER_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS}")
# 编译选项 参照源码中的makefile选项
set(GCC_C_COMPILER_FLAGS "${GCC_C_COMPILER_FLAGS} -std=c99;-O2;-fno-stack-protector;-fno-common;-march=native")
# MSVC
# 在当前的 MSVC_C_COMPILER_FLAGS 值的基础上追加 /std:c99 编译选项，然后更新 MSVC_C_COMPILER_FLAGS 变量的值
set(MSVC_C_COMPILER_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS}")
set(MSVC_C_COMPILER_FLAGS "${MSVC_C_COMPILER_FLAGS} /std:c99")
# target_compile_options: 专注于设置编译器的行为或特性，比如优化级别、警告级别、语言标准等。
target_compile_options(project_c_compiler_flags INTERFACE 
    "$<${gcc_like_c}:$<BUILD_INTERFACE:${GCC_C_COMPILER_FLAGS}>>"
    "$<${msvc_like_c}:$<BUILD_INTERFACE:${MSVC_C_COMPILER_FLAGS}>>"
)
# target_compile_definitions: 专注于定义编译器中的宏，这些宏可以在源代码中使用。
# -Dxxx表示宏定义
# 配置都是来自makefile
target_compile_definitions(project_c_compiler_flags INTERFACE
    "$<${gcc_like_c}:$<BUILD_INTERFACE:-DLUA_USE_LINUX;-DLUA_USE_READLINE>>"
)

# 编译dll选项：
# LUA_BUILD_AS_DLL 默认为ON 生成windows的dll
option(LUA_BUILD_AS_DLL "Build for Windows dll." OFF)
if(LUA_BUILD_AS_DLL)
    # 源码文件luaconf.h中，定义宏LUA_BUILD_AS_DLL用来确定Windows dll的生成定义
    target_compile_definitions(project_c_compiler_flags INTERFACE 
        "$<${msvc_like_c}:$<BUILD_INTERFACE:-DLUA_BUILD_AS_DLL>>"
    )    
    message(STATUS "LUA_BUILD_AS_DLL=ON")
endif()

# 源码目录
file(GLOB LUA_LIB_SRC ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.h ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.c)
set(LUA_EXE_SRC ${LUA_LIB_SRC})
set(LUAC_EXE_SRC ${LUA_LIB_SRC})
set(LUA_EXE_MAIN ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/lua.c)
set(LUAC_EXE_MAIN ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/luac.c)
set(ONE_LUA_MAIN ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/onelua.c)
# liblua 不包含 luac.c luac.c
list(REMOVE_ITEM LUA_LIB_SRC ${LUA_EXE_MAIN} ${LUAC_EXE_MAIN} ${ONE_LUA_MAIN})
# lua.exe 不包含 luac.c
list(REMOVE_ITEM LUA_EXE_SRC ${LUAC_EXE_MAIN} ${ONE_LUA_MAIN})
# luac.exe 不包含 lua.c
list(REMOVE_ITEM LUAC_EXE_SRC ${LUA_EXE_MAIN} ${ONE_LUA_MAIN})
#message(STATUS "【${LUAC_EXE_SRC}】")

# 版本 
set(LUA_VERSION 050406)
#set(LUA_LIB lib${PROJECT_NAME}${LUA_VERSION})
#set(LUA_EXE ${PROJECT_NAME}${LUA_VERSION})
#set(LUAC_EXE ${PROJECT_NAME}c${LUA_VERSION})
set(LUA_LIB lib${PROJECT_NAME})
set(LUA_EXE ${PROJECT_NAME})
set(LUAC_EXE ${PROJECT_NAME}c)

message(STATUS "Lua Library Name:" ${LUA_LIB})
message(STATUS "Lua Executable Name:" ${LUA_EXE})
message(STATUS "Luac Executable Name:" ${LUAC_EXE})
message(STATUS "Lua Project Dir:" ${PROJECT_SOURCE_DIR})

# 创建目标
add_library(${LUA_LIB} ${LUA_LIB_SRC})
add_executable(${LUA_EXE} ${LUA_EXE_SRC})
add_executable(${LUAC_EXE} ${LUAC_EXE_SRC})

# 链接
# 包含添加目录
# ${PROJECT_SOURCE_DIR}: 表示项目主CMakeLists.txt文件所在目录
target_include_directories(${LUA_LIB} PUBLIC $<BUILD_INTERFACE:${PROJECT_SOURCE_DIR}>)
target_include_directories(${LUA_EXE} PUBLIC $<BUILD_INTERFACE:${PROJECT_SOURCE_DIR}>)
target_include_directories(${LUAC_EXE} PUBLIC $<BUILD_INTERFACE:${PROJECT_SOURCE_DIR}>)

# 链接上述绑定的接口库
target_link_libraries(${LUA_LIB} PRIVATE project_c_compiler_flags)
target_link_libraries(${LUA_EXE} PUBLIC project_c_compiler_flags)
target_link_libraries(${LUAC_EXE} PUBLIC project_c_compiler_flags)

# 生成结果后 需要安装
# 配置默认安装路径
if(CMAKE_INSTALL_PREFIX_INITIALIZED_TO_DEFAULT)
  set(CMAKE_INSTALL_PREFIX ${PROJECT_SOURCE_DIR}/dist)
endif()

# EXPORT可以导出其他CMake项目直接使用此项目的信息
# 导出后可以将信息输出到xxx.cmake文件，方便其它项目find_package调用
# ${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}: include
# make cache variables for install destinations
include(GNUInstallDirs)
message(STATUS "Lua install dir:" ${CMAKE_INSTALL_PREFIX})
message(STATUS "Lua install include dir:" "${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}/${PROJECT_NAME}")

set(LIBLUA_INTSALL_TARGET ${LUA_LIB}-Targets)
# INCLUDES DESTINATION "${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}/${PROJECT_NAME}"
install(TARGETS ${LUA_LIB}
    EXPORT ${LIBLUA_INTSALL_TARGET}
    LIBRARY DESTINATION $<IF:$<CONFIG:Debug>,libd,lib>
    ARCHIVE DESTINATION $<IF:$<CONFIG:Debug>,libd,lib>
    INCLUDES DESTINATION "${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}/${PROJECT_NAME}"
)
# 安装include
install(FILES ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/lauxlib.h ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/lua.h ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/luaconf.h ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/lualib.h DESTINATION "${CMAKE_INSTALL_INCLUDEDIR}/${PROJECT_NAME}")

# 关于exe install
install(TARGETS ${LUA_EXE}
    EXPORT ${LUA_EXE}-Targets
    RUNTIME DESTINATION $<IF:$<CONFIG:Debug>,bind,bin>
)
install(TARGETS ${LUAC_EXE}
    EXPORT ${LUAC_EXE}-Targets
    RUNTIME DESTINATION $<IF:$<CONFIG:Debug>,bind,bin>
)

二、构建步骤

2.1 命令

shell 复制代码 
> cd @lua-5.4.6.tar.gz解压目录
> cmake -S . -B .\build_vs2022_x64\ -G "Visual Studio 17 2022"
> cmake --build .\build_vs2022_x64\ --config Debug -v --clean-first
> cmake --install .\build_vs2022_x64\ --prefix .\dist --config Debug -v

2.2 验证

shell 复制代码 
> cd @lua-cmake-install目录
> lua -v
> Lua 5.4.6  Copyright (C) 1994-2023 Lua.org, PUC-Rio
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