1. 引言
尝试使用CMake构建SpatiaLite及其依赖库,但是没有成功。因为SpatiaLite及其依赖库很多都是老牌的C库,这种库由于年代的原因一般都不提供CMake的构建方式,在Windows下提供的构建方式一般是基于nmake的。这意味着难以实现通过一个配置来实现跨平台构建,不过笔者也没有纠结这个问题,这种问题只能交给时间来解决,比如GDAL、GEOS这样库最开始都是nmake构建,后来陆续都升级为使用CMake构建。在这里就记录一下笔者使用nmake构建SpatiaLite库的过程。
SpatiaLite是一个为SQLite数据库引擎扩展空间数据存储与分析功能的开源库,使其能够支持地理信息系统(GIS)操作。
2. nmake构建
在具体总结SpatiaLite库的构建之前,最好需要了解下Windows下使用namke构建的一般步骤。
在Windows下构建程序最方便的当然是直接使用Visual Studio,通过GUI界面来构建程序。不过GUI方式也有很麻烦的地方,比如CICD需要通过脚本来实现代码到产品的过程,而从终端批处理的方式就是通过nmake来提供的。
2.1 步骤
具体来说,就是在安装Visual Studio之后,开始菜单中打开相应的开发命令行环境。以Visual Studio 2019为例,就是x64 Native Tools Command Prompt for VS 2019工具。这个工具本质上就是一个CMD,只不过已经内置了开发命令行环境,如下所示:
打开这个VS终端之后,通常输入如下指令来构建程序:这个makefile.vc就是代码项目的主构建脚本,定义了这个项目如何编译、链接。为了找到这个文件,需要先通过CD指令跳转到代码项目包含这个文件的目录下。除了makefile.vc这个文件之外,还可能有nmake.opt这个文件;这是一个自定义的配置文件,用于覆盖默认编译选项(如宏定义、包含路径、库路径、优化选项等)。通常makefile.vc中的内容不用修改,通过修改nmake.opt中的内容来实现自定义配置。
除了上述指令之外,为了区分构建步骤,以下步骤也很常见,例如清理构建过程的文件:- nmake -f makefile.vc clean
复制代码 将构建结果进行安装:- nmake -f makefile.vc install
复制代码 不过clean和install需要看makefile.vc和nmake.opt中是否提供了这个构建目标。如果没有提供,那么上述指令就不起作用。类似的构建还有DEBUG和RELEASE版本,也需要看makefile.vc和nmake.opt中是否存在相关的参数。
2.2 缺点
了解了上述指令之后,大概感觉跟CMake的构建指令差不多。其实差别还是很大的,跟现代构建系统相比,nmake还缺失一个关键的步骤——配置。nmake其实只是一个简单的make系统,对应的就是Linux下的Makefile,可以进行编译、链接,也可以把构建参数提取出来,但是无法动态去生成构建参数。具体来说,nmake的配置参数文件是nmake.opt,但是只有这个文件还不够,还需要根据构建环境不同,动态生成这个nmake.opt文件。
所以使用nmake构建项目的麻烦就在这里,无法根据需要动态地生成项目配置文件,只能手动去修改它。比如在之前的文章《CMake构建学习笔记19-OpenSSL库的构建》中就是如此,也是通过nmake来构建OpenSSL库,但是不能动态生成配置怎么办呢?OpenSSL的维护者引入了perl来解决这个问题。嗯,不得不说,C/C++项目的构建系统太混乱了,简直是各显神通;希望以后的项目都能升级成CMake的构建方式吧,不是CMake有多好,先把构建的行为统一了再说。
3. 构建SpatiaLite
3.1 主项目
在理解了使用nmake构建的一般步骤之后,构建具体的SpatiaLite项目反而比较简单了。从官网上下载最新的5.1.0版本,解压到本地,可以看到SpatiaLite提供了四个版本的构建配置,如下图所示:
其中:
- makefile.vc是32位构建配置。
- makefile64.vc是64位构建配置。
- makefile_mod.vc是32位模块化构建配置。
- makefile_mod64.vc是64位模块化构建配置。
这里也可以看到使用nmake构建的缺陷,应对不同的构建需求,需要提供多个配置文件。如果是使用CMake构建,使用一个CMakeList.txt即可。现在一般都是64位系统,选择makefile64.vc和nmake64.opt进行构建。不过为了能正确构建,修改nmake64.opt中的内容如下:- # Directory tree where SpatiaLite will be installed.
- INSTDIR=C:\Work\3rdparty
- # Uncomment the first for an optimized build, or the second for debug.
- OPTFLAGS= /source-charset:windows-1252 /nologo /Ox /fp:precise /W4 /MD /D_CRT_SECURE_NO_WARNINGS \
- /DDLL_EXPORT /DYY_NO_UNISTD_H
- #OPTFLAGS= /nologo /Zi /MD /Fdspatialite.pdb /DDLL_EXPORT
- # Set the version number for the DLL. Normally we leave this blank since
- # we want software that is dynamically loading the DLL to have no problem
- # with version numbers.
- VERSION=
复制代码 主要修改了两点:
- INSTDIR表示构建后安装的目录,按需进行修改。
- /source-charset:windows-1252是额外增加的编译选项,用于设置代码文件的数据集。
修改makefile64.vc中的内容为:主要修改了以下两点:
- CFLAGS = /nologo -I.\src\headers -I.\src\topology \
- -I. -IC:\Work\3rdparty\include -IC:\Work\3rdparty\include\libxml2 $(OPTFLAGS)
复制代码- spatialite_i.lib: $(LIBOBJ)
- link /dll /out:$(SPATIALITE_DLL) \
- /implib:spatialite_i.lib $(LIBOBJ) \
- C:\Work\3rdparty\lib\proj.lib C:\Work\3rdparty\lib\geos_c.lib \
- C:\Work\3rdparty\lib\freexl_i.lib C:\Work\3rdparty\lib\iconv.lib \
- C:\Work\3rdparty\lib\sqlite3.lib C:\Work\3rdparty\lib\zlib.lib \
- C:\Work\3rdparty\lib\libxml2.lib C:\Work\3rdparty\lib\librttopo.lib
- if exist $(SPATIALITE_DLL).manifest mt -manifest \
- $(SPATIALITE_DLL).manifest -outputresource:$(SPATIALITE_DLL);2
复制代码 都修改完成之后,执行:- nmake -f makefile.vc #构建
- nmake -f makefile.vc install #安装
- nmake -f makefile.vc clean #清理
复制代码 3.2 依赖项
需要注意的是,makefile64.vc中的内容需要根据依赖库的安装地址来进行修改。SpatiaLite的依赖项有:proj、geos、freexl、iconv、sqlite3、zlib、libxml2以及librttopo,这些依赖项都需要提前安装好,笔者是安装到C:\Work\3rdparty目录中。至于具体的构建安装过程,大部分依赖库可参看如下文章:
- 《CMake构建学习笔记24-使用通用脚本构建PROJ和GEOS》
- 《CMake构建学习笔记20-iconv库的构建》
- 《CMake构建学习笔记23-SQLite库的构建》
- 《CMake构建学习笔记2-zlib库的构建》
- 《CMake构建学习笔记22-libxml2库的构建》
剩下的就只有freexl和librttopo两个依赖性的构建了,正好这两个也是依赖于nmake构建的库。
3.2.1 构建libexpat
在构建freexl之前,需要先构建libexpat库。libexpat是一个用C语言编写的、开源的、高效的XML解析库,已经支持使用CMake构建。那么可以使用以下脚本:- param(
- [string]$Name = "libexpat-R_2_7_0",
- [string]$SourceDir = "../Source",
- [string]$Generator,
- [string]$MSBuild,
- [string]$InstallDir,
- [string]$SymbolDir
- )
- # 根据 $Name 动态构建路径
- $zipFilePath = Join-Path -Path $SourceDir -ChildPath "$Name.zip"
- $SourcePath = Join-Path -Path $SourceDir -ChildPath $Name
- $BuildDir = Join-Path -Path "." -ChildPath $Name
- # 检查是否已经安装(通过目标 DLL)
- $TargetDll = "$InstallDir/bin/libexpat.dll"
- if (-not $Force -and $TargetDll -and (Test-Path $TargetDll)) {
- Write-Output "Library already installed: $TargetDll"
- exit 0
- }
- # 确保源码目录存在:解压 ZIP
- if (!(Test-Path $SourcePath)) {
- if (!(Test-Path $zipFilePath)) {
- Write-Error "Archive not found: $zipFilePath"
- exit 1
- }
- Write-Output "Extracting $zipFilePath to $SourceDir..."
- Expand-Archive -LiteralPath $zipFilePath -DestinationPath $SourceDir -Force
- }
- # 如果是强制构建,且构建目录已存在,先删除旧的构建目录(确保干净构建)
- if ($Force -and (Test-Path $BuildDir)) {
- Write-Output "Force mode enabled. Removing previous build directory: $BuildDir"
- Remove-Item $BuildDir -Recurse -Force -ErrorAction SilentlyContinue
- }
- # # 复制符号库
- $PdbFiles = @(
- "$BuildDir/RelWithDebInfo/libexpat.pdb"
- )
- # 额外构建参数
- $CMakeCacheVariables = @{
- EXPAT_BUILD_DOCS = "OFF"
- EXPAT_BUILD_EXAMPLES = "OFF"
- EXPAT_BUILD_TESTS = "OFF"
- }
- # 调用通用 CMake 构建脚本
- $cmakeSourcePath = Join-Path -Path $SourcePath -ChildPath "expat"
- Write-Output "Starting build for $Name..."
- . ./cmake-build.ps1 -SourceLocalPath $cmakeSourcePath `
- -BuildDir $BuildDir `
- -Generator $Generator `
- -InstallDir $InstallDir `
- -SymbolDir $SymbolDir `
- -PdbFiles $PdbFiles `
- -CMakeCacheVariables $CMakeCacheVariables `
- -MultiConfig $true
- if ($LASTEXITCODE -ne 0) {
- Write-Error "Build failed for $Name."
- exit $LASTEXITCODE
- }
- # 构建成功后,根据 Cleanup 开关决定是否删除
- if ($Cleanup) {
- Write-Output "Build succeeded. Cleaning up temporary directories..."
- if (Test-Path $SourcePath) {
- Remove-Item $SourcePath -Recurse -Force -ErrorAction SilentlyContinue
- Write-Output "Removed source directory: $SourcePath"
- }
- if (Test-Path $BuildDir) {
- Remove-Item $BuildDir -Recurse -Force -ErrorAction SilentlyContinue
- Write-Output "Removed build directory: $BuildDir"
- }
- }
- Write-Output "Build completed for $Name."
复制代码 脚本cmake-build.ps1笔者已经在《CMake构建学习笔记21-通用的CMake构建脚本》这篇文章中介绍过。
3.2.1 freexl构建
freexl是一个开源库,主要用于读取Microsoft Excel的.xls文件格式。构建freexl与前面介绍nmake构建的一般方法基本一致:- nmake -f makefile.vc #构建
- nmake -f makefile.vc install #安装
- nmake -f makefile.vc clean #清理
复制代码 当然nmake64.opt和makefile64.vc中的内容需要根据自己的情况按需修改。对于nmake64.opt,修改的内容为:- #INSTDIR=C:\OSGeo4W64
- INSTDIR=C:\OSGeo4W64
复制代码 而对于makefile64.vc,修改的内容为:- # CFLAGS = /nologo -I. -Iheaders -IC:\OSGeo4W64\include $(OPTFLAGS)
- CFLAGS = /nologo -I. -Iheaders -IC:\Work\3rdparty\include $(OPTFLAGS)
- #freexl_i.lib: $(LIBOBJ)
- # link /debug /dll /out:$(FREEXL_DLL) \
- # /implib:freexl_i.lib $(LIBOBJ) \
- # C:\Work\3rdparty\lib\iconv.lib \
- # C:\Work\3rdparty\lib\libexpat.lib \
- # C:\Work\3rdparty\lib\minizip.lib \
- # C:\Work\3rdparty\lib\zlib.lib
- # if exist $(FREEXL_DLL).manifest mt -manifest \
- # $(FREEXL_DLL).manifest -outputresource:$(FREEXL_DLL);2
- freexl_i.lib: $(LIBOBJ)
- link /debug /dll /out:$(FREEXL_DLL) \
- /implib:freexl_i.lib $(LIBOBJ) \
- C:\OSGeo4w64\lib\iconv.lib \
- C:\OSGeo4W64\lib\libexpat.lib \
- C:\OSGeo4W64\lib\libminizip.lib \
- C:\OSGeo4w64\lib\zlib.lib
- if exist $(FREEXL_DLL).manifest mt -manifest \
- $(FREEXL_DLL).manifest -outputresource:$(FREEXL_DLL);2
复制代码 3.2.1 librttopo构建
librttopo是一个开源的地理空间操作库,是PostGIS项目的一部分,提供了一系列用于处理和分析地理数据的功能,比如几何图形的操作、空间关系判断、坐标转换等。librttopo使用nmake构建有点麻烦,主要原因就是跨平台兼容性有点问题,在Windows下有些文件没有生成导致编译出错。
可以使用这篇文章中提供了一个源代码版本,然后按需修改nmake64.opt:- #INSTDIR=C:\OSGeo4W64
- INSTDIR=C:\Work\3rdparty
复制代码 同样修改makefile64.vc:- #CFLAGS = /nologo -IC:\OSGeo4W64\include -I. -Iheaders $(OPTFLAGS)
- CFLAGS = /nologo -IC:\Work\3rdparty\include -I. -Iheaders $(OPTFLAGS)
- #librttopo_i.lib: $(LIBOBJ)
- # link /debug /dll /out:$(LIBRTTOPO_DLL) \
- # /implib:librrttopo_i.lib $(LIBOBJ) \
- # C:\OSGeo4W64\lib\geos_c.lib
- # if exist $(LIBRTTOPO_DLL).manifest mt -manifest \
- # $(LIBRTTOPO_DLL).manifest -outputresource:$(LIBRTTOPO_DLL);2
- librttopo_i.lib: $(LIBOBJ)
- link /debug /dll /out:$(LIBRTTOPO_DLL) \
- /implib:librrttopo_i.lib $(LIBOBJ) \
- C:\Work\3rdparty\lib\geos_c.lib
- if exist $(LIBRTTOPO_DLL).manifest mt -manifest \
- $(LIBRTTOPO_DLL).manifest -outputresource:$(LIBRTTOPO_DLL);2
复制代码 三个nmake构建库修改的配置文件内容大致差不多,都是修改安装目录,修改依赖库include目录,修改链接的库文件,然后执行:- nmake -f makefile.vc #构建
- nmake -f makefile.vc install #安装
- nmake -f makefile.vc clean #清理
复制代码 4. 问题
如文中所说,这种nmake构建的方式有个很大的问题就是总是需要临时修改nmake64.opt和makefile64.vc来应对不同的环境,这对于使用脚本自动批处理的方式来说不太友好。说白了Windows下所有的逻辑都是基于GUI的,nmake不过是个临时补丁。不过理论上也可以考虑使用环境变量的方式来避免这个问题,就留待后续解决了。
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