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C++跨平臺開發(fā)工具CLion——使用任意編譯器快速指南

翻譯|使用教程|編輯：龔雪|2023-05-09 10:39:09.603|閱讀 107 次

概述：本文將為大家講解關(guān)于在 CLion 中使用任意編譯器的快速指南，歡迎下載最新版IDE體驗！

CLion是一款專為開發(fā)C及C++所設(shè)計的跨平臺IDE，它是以IntelliJ為基礎(chǔ)設(shè)計的，包含了許多智能功能來提高開發(fā)人員的生產(chǎn)力。這種強(qiáng)大的IDE幫助開發(fā)人員在Linux、OS X和Windows上來開發(fā)C/C++，同時它還使用智能編輯器來提高代碼質(zhì)量、自動代碼重構(gòu)并且深度整合CMake編譯系統(tǒng)，從而提高開發(fā)人員的工作效率。

CLion v2023.1正式版下載

作為一款I(lǐng)DE，CLion提供了許多功能來幫助開發(fā)者，它可以顯示文檔彈出窗口、實時檢測錯誤、建議修復(fù)等。內(nèi)部代碼分析器始終在后臺運行，在您輸入時分析 C 和 C++ 代碼。對于自動分析器來說，C 和 C++ 是具有挑戰(zhàn)性的語言，因為需要特定于編譯器的數(shù)據(jù)才能正確解析代碼，引擎需要知道標(biāo)題搜索路徑、預(yù)定義的宏定義和其他一些詳細(xì)信息。

對于一組預(yù)定義的已知編譯器，CLion會使用特殊選項運行項目的編譯器，并在解析項目時收集所需信息。當(dāng)然這只適用于有限數(shù)量的編譯器，如GCC、Clang、MSVC、IAR及其衍生工具，如果某個項目使用特定的自定義編譯器、很少使用的編譯器或我們無權(quán)訪問的專有編譯器來正確集成，則CLion無法通過其標(biāo)準(zhǔn)過程進(jìn)行使用。在這種情況下，您可以選擇使用自定義編譯器功能。

要在CLion中使用自定義編譯器，您需要一個包含必要編譯器數(shù)據(jù)的YAML文件。此類文件應(yīng)包含一個或多個小節(jié)，每個小節(jié)描述一個特定的編譯器或編譯器變體，每個小節(jié)應(yīng)有一個描述、一個或多個匹配記錄，以及多個信息記錄。

當(dāng)CLion解析項目并遇到針對項目文件的編譯器時，CLion會逐節(jié)掃描，并檢查編譯器是否與記錄匹配。匹配會使用一個或多個匹配記錄來完成，可用的匹配記錄包括：

match-compiler-exe是正則表達(dá)式，用來檢查編譯器名稱，一個與平臺無關(guān)的良好示例是 "(.*/)?sdcc(.exe)?"。
match-source也是正則表達(dá)式，用來與要編譯的源文件的名稱匹配。對于 C，通常為 ".*\.c"，而對于 C++，通常為 ".*\.cpp"。
match-args是單個命令行開關(guān)、開關(guān)序列或無序開關(guān)數(shù)組。例如，"-a" 匹配實參 -a，"-b -c" 匹配實參 -b -c，而 ["-b", "-c"] 匹配 -b -c 或 -c -b。
match-language可能為 C 或 CPP，對于 CMake 項目，它會與CMake檢測到的語言匹配；對于其他類型的項目，該語句會被直接忽略。

在所有匹配項成功解析之后，就會選取小節(jié)信息記錄，并跳過YAML文件的其余部分。編譯器數(shù)據(jù)獲取自信息記錄，然后直接傳遞給 CLion 的代碼分析器；也就是說，在編譯器試運行期間不收集數(shù)據(jù)。

如果這些小節(jié)都沒有為IDE提供將記錄與特定編譯器積極匹配的信息，它會嘗試以通常的方式（即通過猜測編譯器的類型并運行編譯器）來收集編譯器數(shù)據(jù)。

如何編寫自定義編譯器YAML文件

要開始編寫自定義編譯器YAML文件，需要確定有關(guān)您的編譯器的以下詳細(xì)信息：

您希望支持的語言，每種受支持的語言或語言變體都需要至少一個配置小節(jié)。
編譯器二進(jìn)制文件名稱，可以有不止一個。一些工具鏈具有不同的 C 和 C++ 編譯器二進(jìn)制文件、不同的內(nèi)存模型、不同的語言變體等，這些信息可以在工具鏈文檔中找到，并且必須反映在您的自定義編譯器 YAML 文件中。
標(biāo)準(zhǔn)包含文件所在的目錄，要標(biāo)識這些目錄，請閱讀編譯器的文檔或直接瀏覽已安裝的工具鏈文件夾樹。
預(yù)定義宏的列表，一些編譯器可以報告預(yù)定義宏的列表，而其他編譯器則不能。請參考您的編譯器文檔，以了解如何為您的編譯器獲取它們。

實用示例

我們通過為Small Device C Compiler (SDCC) 編寫一個自定義編譯器YAML文件來實踐此過程， SDCC支持多種8位CPU架構(gòu)，如STM8、Z80等。該編譯器是開源的，是多個MCU系列中唯一的免費編譯器。在此示例中，我們將為其Microchip PIC-16 變體（端口）編寫一個 YAML 文件。

以下是我們需要了解的有關(guān)此編譯器的詳細(xì)信息：

僅支持 C 語言。
編譯器二進(jìn)制文件名稱為 sdcc 或 sdcc.exe（在 Windows 中）。
-mpic16 選項對于 PIC16 架構(gòu)支持是必需的，還應(yīng)該使用 --use-non-free。
要報告標(biāo)題搜索路徑列表，編譯器應(yīng)使用 --print-search-dirs 選項運行。
要報告預(yù)定義的宏，編譯器應(yīng)使用 -E 和 -dM 選項和一個空白源文件運行。

我們將從創(chuàng)建一個測試項目開始，此最小項目包含一個C文件、YAML文件本身和一個構(gòu)建系統(tǒng)文件，我們將使用Makefile。如果要使用 C++，那么還應(yīng)該添加另一個使用 C++ 編寫的源文件。

首先，創(chuàng)建一個項目文件夾，并在里面創(chuàng)建一個空白 Makefile。

在CLion中打開該文件夾，然后在彈出的 Load Project（加載項目）對話框中點擊 Cancel（取消）。

在 CLion 編輯器中打開 Makefile，并將最少內(nèi)容添加到該 Makefile：

clean:
all: main.c
sdcc -mpic16 --use-non-free -S main.c

該文件現(xiàn)在包含一個用于在不需要更多步驟的情況下將 main.c 編譯成程序集的命令。

創(chuàng)建一個 main.c 文件，我們來創(chuàng)建一個經(jīng)典的 “Hello, World”，并帶有額外特定于 SDCC 的附加內(nèi)容，即__code 關(guān)鍵字和預(yù)定義的宏 __SDCC_pic16。

#include <stdio.h>
int main() {
printf("Hello, World!n");
return 0;
}
int __code i = 0;
#ifndef __SDCC_pic16
# error "__SDCC_pic16 macro is expected to be defined"
#endif

接下來，我們編寫一個自定義編譯器配置存根：

創(chuàng)建一個名為 clion-custom-compiler-sdcc-pic16.yaml 的文件。
將 JSON 架構(gòu)“Custom Compiler Definition”分配給該文件。

這樣，CLion可以通過動態(tài)文件結(jié)構(gòu)驗證和輸入提示為您提供幫助。架構(gòu)名稱顯示在 IDE 狀態(tài)欄中，可以通過點擊名稱進(jìn)行選擇。

存根為：

compilers:
- description: SDCC for PIC-16
match-compiler-exe: "(.*/)?sdcc(.exe)?"

目前我們只通過名稱進(jìn)行匹配，它是一個匹配 Linux 和 Windows 編譯器二進(jìn)制文件名稱的正則表達(dá)式，無論包含文件夾是什么。

在 Tools（工具）菜單中選擇 Makefile | Clean and Reload Makefile Project（Makefile | 清理并重新加載 Makefile 項目），如果一切正常，Build（構(gòu)建）工具窗口將顯示項目已成功加載。

如果項目未正確加載，則應(yīng)仔細(xì)檢查 YAML 文件中的 match-compiler-exe 語句。記錄值是一個正則表達(dá)式，它是該過程中最脆弱的部分。

現(xiàn)在我們來看看CLion是否真的適配了 SDCC，我們的項目是否按預(yù)期運行。

檢查自定義編譯器是否正常運行

在編輯器中打開 main.c，此時看到一些錯誤沒有關(guān)系。轉(zhuǎn)到 Help | Diagnostics Tools（幫助 | 診斷工具），選擇 Show Compiler Info（顯示編譯器信息）。這將打開一個診斷頁面，其中包含正在編輯的文件的編譯器信息。在這里，您可以看到編譯器種類（“Custom Defined Compiler”）和檢測到的編譯器描述（“SDCC for PIC-16”）。這意味著 CLion 感知到了項目結(jié)構(gòu)，但是代碼分析器還沒有所需的編譯器數(shù)據(jù)，因此在 main.c 中顯示了各種錯誤。

收集缺少的編譯器信息

我們的 main.c 文件目前似乎已損壞，找不到 stdio.h，printf 未定義，__code 修飾符錯誤，并且未定義文檔中的預(yù)定義宏。

通過提供正確的編譯器信息修正所有這些問題。

幸運的是，SDCC 可以打印標(biāo)題位置和預(yù)定義的宏。將以下各行添加到 Makefile 即可解決這個問題：

gather_info:
# List directories
sdcc -mpic16 --use-non-free --print-search-dirs
# Create a void C file
echo //void > void.c
# List predefined macros
sdcc -mpic16 --use-non-free -E -dM void.c

接下來，我們需要構(gòu)建 gather_info 目標(biāo)并查看輸出。首先，有一個標(biāo)題搜索路徑列表：

…
includedir:
C:Program FilesSDCCbin..includepic16
C:Program FilesSDCCbin..include
C:Program FilesSDCCbin..non-freeincludepic16
C:Program FilesSDCCbin..non-freeinclude
…

唯一的問題是這些路徑是絕對路徑，出于可移植性原因，我們將它們設(shè)為相對于編譯器位置，并將它們作為 include-dirs 數(shù)組添加到編譯器定義中。

接下來是預(yù)定義的宏，它們被打印在輸出的最底部，可以通過 defines-text 將它們添加到 YAML 文件。

最后但同樣重要的是，我們需要通過使用 match-args: -mpic16 和 match-language: C 語句使我們的編譯器匹配得更具體一些，然后作為空定義添加 SDCC 語言擴(kuò)展字。完成后，最終的 YAML 文件將如下所示：

compilers:
- description: SDCC for PIC-16
match-compiler-exe: "(.*/)?sdcc(.exe)?"
match-args: -mpic16
match-language: C
include-dirs:
- ${compiler-exe-dir}/../include/pic16
- ${compiler-exe-dir}/../include
- ${compiler-exe-dir}/../non-free/include/pic16
- ${compiler-exe-dir}/../non-free/include
defines-text: "
#define __SDCC_USE_NON_FREE 1
#define __SDCC_PIC18F452 1
#define __18f452 1
#define __STACK_MODEL_SMALL 1
#define __SDCC_pic16 1
#define __SDCC_ALL_CALLEE_SAVES 1
#define __STDC_VERSION__ 201112L
#define __STDC_HOSTED__ 0
#define __SDCCCALL 0
#define __STDC_UTF_16__ 1
#define __SDCC_VERSION_MINOR 2
#define __STDC_ISO_10646__ 201409L
#define __SDCC_VERSION_PATCH 0
#define __SDCC_VERSION_MAJOR 4
#define __STDC_NO_VLA__ 1
#define __SDCC 4_2_0
#define __STDC_UTF_32__ 1
#define __STDC_NO_THREADS__ 1
#define __SDCC_CHAR_UNSIGNED 1
#define __STDC_NO_ATOMICS__ 1
#define __STDC__ 1
#define __SDCC_REVISION 13081
#define __STDC_NO_COMPLEX__ 1
#define __interrupt
#define __code
#define __at
"

現(xiàn)在，我們可以重新加載項目 Tools | Makefile | Reload Makefile Project（工具 | Makefile | 重新加載 Makefile 項目）并再次檢查 main.c 文件。