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大阪でソフトウェア開発の仕事をしている simotinといいます。記事の内容でご質問やご意見がありましたらお気軽にコメントしてください\^o^/

CMakeでクロスコンパイルする

最近、オープンソースなどで配布されているソフトのビルドシステムがCmakeになっているのをよく見かけるようになりました。

CMakeはこれまでも何回か使ったことがありましたが、クロスコンパイルをしたいときの使い方を忘れてしまっていて、思い出すのに時間がかかったので備忘録として書いておきたいと思います。

CMakeでHello World

ロスコンパイルの前にC言語Hello WorldプログラムをCMakeを使って(セルフコンパイル)ビルドしてみます。

ビルドするコード

#include <stdio.h>

int main(int argc, char **argv)
{
	printf("hello world\n");
	return 0;
}

CMakeLists.txt を書く

CMakeLists.txtを最小限の構成で手っ取り早く書くとこんな感じです。

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
add_executable(helloworld main.c)

cmake_minimum_required は文字通りcmakeのバージョン
add_executable でターゲット名とソースファイルを指定する。

ビルド

cmakeの便利な点として、ソースファイルのディレクトリとオブジェクトの出力ディレクトリを分けてビルドできる点があります。
CMakeLists.txt があるディレクトリで、

$ mkdir build
$ cd build
$ cmake ..

とすると、作成したbuildディレクトリ内にMakefileなどビルドに必要なファイルが生成されます。

実行例はこんな感じです。

-- The C compiler identification is GNU 5.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 5.4.0
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- Configuring done
-- Generating done

$ ls
CMakeCache.txt  CMakeFiles  Makefile  cmake_install.cmake

あとはこのbuildディレクトリでmakeコマンドを実行すればビルドできます。
私の環境だとコンパイラGCCが使われたようです。

$ make
Scanning dependencies of target helloworld
[ 50%] Building C object CMakeFiles/helloworld.dir/main.c.o
[100%] Linking C executable helloworld
[100%] Built target helloworld

$ ./helloworld 
hello world

ロスコンパイルを試す

これでCMakeによるセルフコンパイルの準備はできました。
ロスコンパイルを行う場合は、更にツールチェインファイルというファイルを作成する必要があります。
といっても大げさなものではなくて、文字通りクロスコンパイル時に使用するコンパイラの指定をするだけです。

今回は、 Raspberrypi でも実行できるので、 arm-linux-gnueabihf-gcc を使ってみました。
今回は私が試した環境は64bit版の Linux mint です。

$ uname -a
Linux mint 4.4.0-21-generic #37-Ubuntu SMP Mon Apr 18 18:33:37 UTC 2016 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

Ubuntu系のOSであればインストールは、

$sudo apt install g++-arm-linux-gnueabihf

でインストールできると思います。

ツールチェインファイルの書き方

さて、本題のツールチェインファイルは以下のようになります。

ファイル名を arm-toolchain.cmake として、以下のような記述をします。

SET(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
SET(CMAKE_C_COMPILER /usr/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc)

ツールチェインファイルを書いたら、後はセルフコンパイルの時と同様にビルド用のディレクトリを作ってcmakeコマンドを実行します。

$ mkdir cross-build
$ cd cross-build
$ cmake .. -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../arm-toolchain.cmake

セルフコンパイルの時との違いとして、

  • DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../arm-toolchain.cmake

のようにツールチェインファイルのパスを指定してあげる必要があります。

-- The C compiler identification is GNU 5.4.0
-- The CXX compiler identification is GNU 5.4.0
-- Check for working C compiler: /usr/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- Configuring done
-- Generating done

$ make
Scanning dependencies of target helloworld
[ 50%] Building C object CMakeFiles/helloworld.dir/main.c.o
[100%] Linking C executable helloworld
[100%] Built target helloworld

$ file helloworld
helloworld: ELF 32-bit LSB executable, ARM, EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/ld-linux-armhf.so.3, for GNU/Linux 3.2.0, BuildID[sha1]=9bd916148cf9880f2494f47199e8c001244a450d, not stripped

ちゃんとARM用にクロスコンパイルできました。
かなりミニマムな構成でのビルドの例なので、実際にオープンソースのプロジェクトなどをビルドする際はもう少しオプションやパスの指定などが必要になってくるかと思います。

自分の雛形用として、Githubにおいています。もし参考にされる方がいらっしゃいましたらはどうぞ。

github.com

感想

CmakeはMakefileを書くよりは楽といえば楽ですね。

昔はMakeの本を読んで一生懸命Makefileを書き方を勉強したものですが、Makefileは書かないとすぐに忘れてしまいます。

GNU Make 第3版

GNU Make 第3版

Makefileを書きたくないものぐさな私はよく

$ echo "gcc main.c hoge.c -o target" > build.sh
$ chmod +x build.sh
$ ./build.sh

みたいなことをよくしています。

小規模な実験的なコードを書く場合はこのやり方でもよいのですが、プロジェクトが育ってくるとやはりビルド管理したくなります。

コマンドラインにこだわらないのであればEclipse等の環境を導入し、プロジェクトを作ってソースファイルを指定するのが楽かもしれません。

Makefileさえ知らない新人のころのあるプロジェクトでは、

ソースコード書いたらmfmkってコマンドを実行すればいいから」

と親切な先輩が教えくれた現場がありましたがmkmfはLinux系のOSには標準では入っていないんですね。
依存関係とかを気にせずに特定のディレクトリのソースコード調べてMakefile生成するだけであれば簡単に作れそうに思います。

気が向いたら作ってみようかな・・・