📘
CMake Cookbook
  • Introduction
  • 前言
  • 第0章 配置环境
    • 0.1 获取代码
    • 0.2 Docker镜像
    • 0.3 安装必要的软件
    • 0.4 测试环境
    • 0.5 上报问题并提出改进建议
  • 第1章 从可执行文件到库
    • 1.1 将单个源文件编译为可执行文件
    • 1.2 切换生成器
    • 1.3 构建和链接静态库和动态库
    • 1.4 用条件句控制编译
    • 1.5 向用户显示选项
    • 1.6 指定编译器
    • 1.7 切换构建类型
    • 1.8 设置编译器选项
    • 1.9 为语言设定标准
    • 1.10 使用控制流
  • 第2章 检测环境
    • 2.1 检测操作系统
    • 2.2 处理与平台相关的源代码
    • 2.3 处理与编译器相关的源代码
    • 2.4 检测处理器体系结构
    • 2.5 检测处理器指令集
    • 2.6 为Eigen库使能向量化
  • 第3章 检测外部库和程序
    • 3.1 检测Python解释器
    • 3.2 检测Python库
    • 3.3 检测Python模块和包
    • 3.4 检测BLAS和LAPACK数学库
    • 3.5 检测OpenMP的并行环境
    • 3.6 检测MPI的并行环境
    • 3.7 检测Eigen库
    • 3.8 检测Boost库
    • 3.9 检测外部库:Ⅰ. 使用pkg-config
    • 3.10 检测外部库:Ⅱ. 自定义find模块
  • 第4章 创建和运行测试
    • 4.1 创建一个简单的单元测试
    • 4.2 使用Catch2库进行单元测试
    • 4.3 使用Google Test库进行单元测试
    • 4.4 使用Boost Test进行单元测试
    • 4.5 使用动态分析来检测内存缺陷
    • 4.6 预期测试失败
    • 4.7 使用超时测试运行时间过长的测试
    • 4.8 并行测试
    • 4.9 运行测试子集
    • 4.10 使用测试固件
  • 第5章 配置时和构建时的操作
    • 5.1 使用平台无关的文件操作
    • 5.2 配置时运行自定义命令
    • 5.3 构建时运行自定义命令:Ⅰ. 使用add_custom_command
    • 5.4 构建时运行自定义命令:Ⅱ. 使用add_custom_target
    • 5.5 构建时为特定目标运行自定义命令
    • 5.6 探究编译和链接命令
    • 5.7 探究编译器标志命令
    • 5.8 探究可执行命令
    • 5.9 使用生成器表达式微调配置和编译
  • 第6章 生成源码
    • 6.1 配置时生成源码
    • 6.2 使用Python在配置时生成源码
    • 6.3 构建时使用Python生成源码
    • 6.4 记录项目版本信息以便报告
    • 6.5 从文件中记录项目版本
    • 6.6 配置时记录Git Hash值
    • 6.7 构建时记录Git Hash值
  • 第7章 构建项目
    • 7.1 使用函数和宏重用代码
    • 7.2 将CMake源代码分成模块
    • 7.3 编写函数来测试和设置编译器标志
    • 7.4 用指定参数定义函数或宏
    • 7.5 重新定义函数和宏
    • 7.6 使用废弃函数、宏和变量
    • 7.7 add_subdirectory的限定范围
    • 7.8 使用target_sources避免全局变量
    • 7.9 组织Fortran项目
  • 第8章 超级构建模式
    • 8.1 使用超级构建模式
    • 8.2 使用超级构建管理依赖项:Ⅰ.Boost库
    • 8.3 使用超级构建管理依赖项:Ⅱ.FFTW库
    • 8.4 使用超级构建管理依赖项:Ⅲ.Google Test框架
    • 8.5 使用超级构建支持项目
  • 第9章 语言混合项目
    • 9.1 使用C/C++库构建Fortran项目
    • 9.2 使用Fortran库构建C/C++项目
    • 9.3 使用Cython构建C++和Python项目
    • 9.4 使用Boost.Python构建C++和Python项目
    • 9.5 使用pybind11构建C++和Python项目
    • 9.6 使用Python CFFI混合C,C++,Fortran和Python
  • 第10章 编写安装程序
    • 10.1 安装项目
    • 10.2 生成输出头文件
    • 10.3 输出目标
    • 10.4 安装超级构建
  • 第11章 打包项目
    • 11.1 生成源代码和二进制包
    • 11.2 通过PyPI发布使用CMake/pybind11构建的C++/Python项目
    • 11.3 通过PyPI发布使用CMake/CFFI构建C/Fortran/Python项目
    • 11.4 以Conda包的形式发布一个简单的项目
    • 11.5 将Conda包作为依赖项发布给项目
  • 第12章 构建文档
    • 12.1 使用Doxygen构建文档
    • 12.2 使用Sphinx构建文档
    • 12.3 结合Doxygen和Sphinx
  • 第13章 选择生成器和交叉编译
    • 13.1 使用CMake构建Visual Studio 2017项目
    • 13.2 交叉编译hello world示例
    • 13.3 使用OpenMP并行化交叉编译Windows二进制文件
  • 第14章 测试面板
    • 14.1 将测试部署到CDash
    • 14.2 CDash显示测试覆盖率
    • 14.3 使用AddressSanifier向CDash报告内存缺陷
    • 14.4 使用ThreadSaniiser向CDash报告数据争用
  • 第15章 使用CMake构建已有项目
    • 15.1 如何开始迁移项目
    • 15.2 生成文件并编写平台检查
    • 15.3 检测所需的链接和依赖关系
    • 15.4 复制编译标志
    • 15.5 移植测试
    • 15.6 移植安装目标
    • 15.7 进一步迁移的措施
    • 15.8 项目转换为CMake的常见问题
  • 第16章 可能感兴趣的书
    • 16.1 留下评论——让其他读者知道你的想法
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  • 准备工作
  • 如何实施
  • 工作原理
  • 更多信息

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  1. 第2章 检测环境

2.5 检测处理器指令集

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Last updated 5 years ago

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NOTE:此示例代码可以在 中找到,包含一个C++示例。该示例在CMake 3.10版(或更高版本)中是有效的,并且已经在GNU/Linux、macOS和Windows上进行过测试。

本示例中,我们将讨论如何在CMake的帮助下检测主机处理器支持的指令集。这个功能是较新版本添加到CMake中的,需要CMake 3.10或更高版本。检测到的主机系统信息,可用于设置相应的编译器标志,或实现可选的源代码编译,或根据主机系统生成源代码。本示例中,我们的目标是检测主机系统信息,使用预处理器定义将其传递给C++源代码,并将信息打印到输出中。

准备工作

我们是C++源码(processor-info.cpp)如下所示:

#include "config.h"

#include <cstdlib>
#include <iostream>

int main()
{
  std::cout << "Number of logical cores: "
            << NUMBER_OF_LOGICAL_CORES << std::endl;
  std::cout << "Number of physical cores: "
            << NUMBER_OF_PHYSICAL_CORES << std::endl;
  std::cout << "Total virtual memory in megabytes: "
            << TOTAL_VIRTUAL_MEMORY << std::endl;
  std::cout << "Available virtual memory in megabytes: "
            << AVAILABLE_VIRTUAL_MEMORY << std::endl;
  std::cout << "Total physical memory in megabytes: "
            << TOTAL_PHYSICAL_MEMORY << std::endl;
  std::cout << "Available physical memory in megabytes: "
            << AVAILABLE_PHYSICAL_MEMORY << std::endl;
  std::cout << "Processor is 64Bit: "
            << IS_64BIT << std::endl;
  std::cout << "Processor has floating point unit: "
            << HAS_FPU << std::endl;
  std::cout << "Processor supports MMX instructions: "
            << HAS_MMX << std::endl;
  std::cout << "Processor supports Ext. MMX instructions: "
            << HAS_MMX_PLUS << std::endl;
  std::cout << "Processor supports SSE instructions: "
            << HAS_SSE << std::endl;
  std::cout << "Processor supports SSE2 instructions: "
            << HAS_SSE2 << std::endl;
  std::cout << "Processor supports SSE FP instructions: "
            << HAS_SSE_FP << std::endl;
  std::cout << "Processor supports SSE MMX instructions: "
            << HAS_SSE_MMX << std::endl;
  std::cout << "Processor supports 3DNow instructions: "
            << HAS_AMD_3DNOW << std::endl;
  std::cout << "Processor supports 3DNow+ instructions: "
            << HAS_AMD_3DNOW_PLUS << std::endl;
  std::cout << "IA64 processor emulating x86 : "
            << HAS_IA64 << std::endl;
  std::cout << "OS name: "
            << OS_NAME << std::endl;
  std::cout << "OS sub-type: "
            << OS_RELEASE << std::endl;
  std::cout << "OS build ID: "
            << OS_VERSION << std::endl;
  std::cout << "OS platform: "
            << OS_PLATFORM << std::endl;
  return EXIT_SUCCESS;
}

其包含config.h头文件,我们将使用config.h.in生成这个文件。config.h.in如下:

#pragma once

#define NUMBER_OF_LOGICAL_CORES @_NUMBER_OF_LOGICAL_CORES@
#define NUMBER_OF_PHYSICAL_CORES @_NUMBER_OF_PHYSICAL_CORES@
#define TOTAL_VIRTUAL_MEMORY @_TOTAL_VIRTUAL_MEMORY@
#define AVAILABLE_VIRTUAL_MEMORY @_AVAILABLE_VIRTUAL_MEMORY@
#define TOTAL_PHYSICAL_MEMORY @_TOTAL_PHYSICAL_MEMORY@
#define AVAILABLE_PHYSICAL_MEMORY @_AVAILABLE_PHYSICAL_MEMORY@
#define IS_64BIT @_IS_64BIT@
#define HAS_FPU @_HAS_FPU@
#define HAS_MMX @_HAS_MMX@
#define HAS_MMX_PLUS @_HAS_MMX_PLUS@
#define HAS_SSE @_HAS_SSE@
#define HAS_SSE2 @_HAS_SSE2@
#define HAS_SSE_FP @_HAS_SSE_FP@
#define HAS_SSE_MMX @_HAS_SSE_MMX@
#define HAS_AMD_3DNOW @_HAS_AMD_3DNOW@
#define HAS_AMD_3DNOW_PLUS @_HAS_AMD_3DNOW_PLUS@
#define HAS_IA64 @_HAS_IA64@
#define OS_NAME "@_OS_NAME@"
#define OS_RELEASE "@_OS_RELEASE@"
#define OS_VERSION "@_OS_VERSION@"
#define OS_PLATFORM "@_OS_PLATFORM@"

如何实施

我们将使用CMake为平台填充config.h中的定义,并将示例源文件编译为可执行文件:

  1. 首先,我们定义了CMake最低版本、项目名称和项目语言:

    cmake_minimum_required(VERSION 3.10 FATAL_ERROR)
    project(recipe-05 CXX)
  2. 然后,定义目标可执行文件及其源文件,并包括目录:

    add_executable(processor-info "")
    
    target_sources(processor-info
      PRIVATE
          processor-info.cpp
      )
    
    target_include_directories(processor-info
      PRIVATE
           ${PROJECT_BINARY_DIR}
      )
  3. 继续查询主机系统的信息,获取一些关键字:

    foreach(key
      IN ITEMS
        NUMBER_OF_LOGICAL_CORES
        NUMBER_OF_PHYSICAL_CORES
        TOTAL_VIRTUAL_MEMORY
        AVAILABLE_VIRTUAL_MEMORY
        TOTAL_PHYSICAL_MEMORY
        AVAILABLE_PHYSICAL_MEMORY
        IS_64BIT
        HAS_FPU
        HAS_MMX
        HAS_MMX_PLUS
        HAS_SSE
        HAS_SSE2
        HAS_SSE_FP
        HAS_SSE_MMX
        HAS_AMD_3DNOW
        HAS_AMD_3DNOW_PLUS
        HAS_IA64
        OS_NAME
        OS_RELEASE
        OS_VERSION
        OS_PLATFORM
      )
      cmake_host_system_information(RESULT _${key} QUERY ${key})
    endforeach()
  4. 定义了相应的变量后,配置config.h:

    configure_file(config.h.in config.h @ONLY)
  5. 现在准备好配置、构建和测试项目:

    $ mkdir -p build
    $ cd build
    $ cmake ..
    $ cmake --build .
    $ ./processor-info
    
    Number of logical cores: 4
    Number of physical cores: 2
    Total virtual memory in megabytes: 15258
    Available virtual memory in megabytes: 14678
    Total physical memory in megabytes: 7858
    Available physical memory in megabytes: 4072
    Processor is 64Bit: 1
    Processor has floating point unit: 1
    Processor supports MMX instructions: 1
    Processor supports Ext. MMX instructions: 0
    Processor supports SSE instructions: 1
    Processor supports SSE2 instructions: 1
    Processor supports SSE FP instructions: 0
    Processor supports SSE MMX instructions: 0
    Processor supports 3DNow instructions: 0
    Processor supports 3DNow+ instructions: 0
    IA64 processor emulating x86 : 0
    OS name: Linux
    OS sub-type: 4.16.7-1-ARCH
    OS build ID: #1 SMP PREEMPT Wed May 2 21:12:36 UTC 2018
    OS platform: x86_64
  6. 输出会随着处理器的不同而变化。

工作原理

CMakeLists.txt中的foreach循环会查询多个键值,并定义相应的变量。此示例的核心函数是cmake_host_system_information,它查询运行CMake的主机系统的系统信息。本例中,我们对每个键使用了一个函数调用。然后,使用这些变量来配置config.h.in中的占位符,输入并生成config.h。此配置使用configure_file命令完成。最后,config.h包含在processor-info.cpp中。编译后,它将把值打印到屏幕上。我们将在第5章(配置时和构建时操作)和第6章(生成源代码)中重新讨论这种方法。

更多信息

对于更细粒度的处理器指令集检测,请考虑以下模块: 。有时候,构建代码的主机可能与运行代码的主机不一样。在计算集群中,登录节点的体系结构可能与计算节点上的体系结构不同。解决此问题的一种方法是,将配置和编译作为计算步骤,提交并部署到相应计算节点上。

https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-02/recipe-05
https://github.com/VcDevel/Vc/blob/master/cmake/OptimizeForArchitecture.cmake