编译安装与CMake相关

在数据库系统课程的实验使用 MiniOB，首先需要搭建环境进行编译和调试。正好借此机会梳理一下编译安装的过程和要点，留作笔记。

从几种安装方式说起，再具体讨论一下编译安装，以及 GCC、Make、CMake、Makefile、CMakeLists 的关系。

Linux软件安装方式

1. 包管理器（Package Manager）：

   • APT（Advanced Package Tool）：用于 Debian 和 Ubuntu 等基于 Debian 的发行版。

     1	apt install <package_name>

   • DNF（Dandified YUM）：用于红帽系发行版（RHEL、Fedora 和 CentOS等），替代了YUM（Yellowdog Updater, Modified）。

     1	dnf install <package_name>

   • Pacman：用于 Arch Linux。也是我最喜欢的桌面版 Linux。

     1	pacman -S <package_name>

   顺便一提，macOS 上也有包管理器 Homebrew。

   1	brew install <package_name>

2. 编译源代码

   这需要下载源代码并手动编译。通常下载一个压缩包，解包后进入目录，建议先读一下README之类的说明文件。常见的编译工具包括make、gcc和cmake。这个过程可以提供更多的灵活性，但通常更复杂一些。后文详细介绍。

3. 二进制

   下载预编译的二进制文件，然后手动安装。这通常涉及将文件复制到适当的位置，并进行一些配置，例如将包含可执行的主程序文件所在目录添加进PATH环境变量。

此外还有容器化技术（Docker）等，在此不表。

概念间联系

GCC

GCC 全称是 GNU Compiler Collection，是一个编译套件。我们可以通过 gcc/g++ 来编译目标项目。但是当项目结构复杂时，通过 gcc/g++ 命令直接编译会出现非常多不便之处，于是出现了Makefile。

Makefile

Makefile文本文件来描述项目的构建规则和依赖关系，其中包含了一系列的规则（有条理的 gcc/g++ 编译命令），每个规则指定了如何编译和链接项目中的文件。这样就不需要在终端输入 gcc/g++ 命令来编译项目了。

Make

Make 是一个编译工具。简单地说，Make 工具就是“读取”并执行Makefile文件中的编译指令，从而进行项目编译。

CMakeLists

对于小型项目或者具有简单编译规则的项目，可以手动编写Makefile。当项目非常庞大时，手写Makefile就是一件非常恐怖的事情了。这时候就有 CMakeLists 来拯救开发者了。可以通过CMakeLists.txt文本文件，使用更简单的写法，来交给 CMake 生成对应的Makefile文件。

CMake

CMake 是一个编译配置工具。CMake使用CMakeLists.txt文件来描述项目的结构和依赖关系，然后根据这个文件生成适合于目标编译系统的Makefile或项目文件。

./configure 或 Autotools

部分项目使用configure可执行脚本文件（而非通过CMakeLists.txt使用cmake）来生成Makefile。./configure 命令使用 GNU Autotools 工具。与 CMake 类似，Autotools 也是一个编译配置工具。可以简单地理解为 Autotools 的./configure命令与 CMake 的cmake ..命令是同级的，开发者可以根据项目需求和个人偏好选择其中之一。近年来，CMake 有取代 Autotools 的趋势。

编译安装过程

编写程序的主要步骤有

1. Edit: 使用编辑器编写源代码，如.c，.cc，.cpp等文件。
2. Compile: 使用编译器编译源代码生成目标文件，如.o，.a（Linux 静态库），.so（Linux 共享库）等文件。
3. Link: 使用链接器链接目标代码生成可执行文件，如.exe（Windows），.out（Unix）等文件。

编译和安装软件的一般步骤如下：

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mkdir build
cd build
cmake ..
make
sudo make install

前两步不难理解，就是创建一个build子目录，并把对应项目的编译文件放在其中。这样，编译过程会在这个单独的目录中进行，以防止源代码和生成的文件混淆。

第3步cmake ..命令告诉 CMake 在上级目录中查找CMakeLists.txt文件，并由此生成Makefile。

或者在 Autotools 的项目中，以上步骤使用./configure。

第4步make用来执行实际的编译步骤，根据Makefile文件中的规则编译和链接源代码，生成可执行文件或库。

第5步make install会将编译生成的文件安装到系统目录中，以便在系统中全局使用该软件。这通常包括可执行文件、库文件和其他必要的资源。比如从 github 下载一个依赖库的安装包，解压后经过上面几步，该依赖库的对应头文件和库文件就安装到系统中了。

参考

make、cmake、make install、configure_ustbming的博客-CSDN博客
GCC、Make、CMake、Makefile、CMakelists的关系 - 简书
软件开发|抛弃 Autotools 向 CMake 迈进吧