解析构建过程

详细分析 cmake 和 make 构建过程中发生了什么，包括：

1. 构建脚本的执行流程
2. strace 如何跟踪系统调用
3. 构建过程中的关键阶段
4. 如何分析 strace 日志定位问题

1. 构建脚本的执行流程

该脚本的主要逻辑如下：

1.1 参数检查

if [ $# -ne 1 ]; then
    echo "Usage: $0 <project_dir>"
    exit 1
fi

• 检查是否传入正确的参数（项目目录）。
• 如果参数错误，打印用法并退出。

1.2 初始化变量

PROJECT_DIR=$1
PROJECT_NAME=$(basename "$PROJECT_DIR")
TIMESTAMP=$(date +%s)
LOG_PREFIX="${PROJECT_NAME}_${TIMESTAMP}"
LOG_DIR="repos/build_logs"

• 提取项目名称、时间戳，并设置日志路径。

1.3 创建日志目录

mkdir -p "$LOG_DIR"

• 确保日志目录存在，否则创建它。

1.4 构建日志记录

{
    echo "开始构建项目: $PROJECT_NAME"
    echo "构建时间: $(date)"
    echo "----------------------------------------"
    ...
} 2>&1 | tee -a "$BUILD_LOG"

• 使用 tee 记录所有输出（stdout + stderr）到日志文件，同时显示在终端。

2. strace 如何跟踪构建过程

脚本中使用 strace 跟踪 cmake 和 make 的系统调用：

strace -f -tt -T cmake .. 2>> "$BUILD_LOG" | tee -a "$BUILD_LOG"
strace -f -tt -T make -j$(nproc) 2>> "$BUILD_LOG" | tee -a "$BUILD_LOG"

strace 参数解析

3. 构建过程中的关键阶段

3.1 cmake 阶段

cmake .. 执行时，strace 会记录以下关键操作：

1. 解析 CMakeLists.txt
   • open("CMakeLists.txt", O_RDONLY)
     → 读取项目根目录的 CMakeLists.txt。
   • stat(".../CMakeCache.txt", ...)
     → 检查是否已有缓存（避免重复配置）。
2. 检测编译器
   • execve("/usr/bin/gcc", ["gcc", "--version"], ...)
     → 调用 gcc 检查编译器版本。
   • execve("/usr/bin/make", ["make", "--version"], ...)
     → 检查 make 版本。
3. 生成构建系统
   • write(3, "add_library(mylib STATIC ...)", ...)
     → 生成 Makefile 或 build.ninja 文件。
   • open("CMakeFiles/CMakeOutput.log", O_WRONLY)
     → 记录 cmake 的输出日志。

3.2 make 阶段

make -j$(nproc) 执行时，strace 会记录：

1. 解析 Makefile
   • open("Makefile", O_RDONLY)
     → 读取 cmake 生成的 Makefile。
   • stat("main.cpp", ...)
     → 检查源文件是否存在。
2. 并行编译
   • clone(child_stack=NULL, flags=CLONE_CHILD_CLEARTID|CLONE_CHILD_SETTID|SIGCHLD)
     → 启动多个编译进程（-j 参数控制并发数）。
   • execve("/usr/bin/g++", ["g++", "-c", "main.cpp", "-o", "main.o"], ...)
     → 调用 g++ 编译单个文件。
3. 链接
   • execve("/usr/bin/ld", ["ld", "-o", "myprogram", "main.o", "lib.a"], ...)
     → 调用 ld 进行链接。
4. 文件操作
   • open("build/libmylib.a", O_WRONLY|O_CREAT)
     → 创建静态库。
   • rename("libmylib.so.tmp", "libmylib.so")
     → 原子性更新动态库。

4. 如何分析 strace 日志定位问题

4.1 查找错误

• = -1 返回值 表示系统调用失败：

  open("missing_file.h", O_RDONLY) = -1 ENOENT (No such file or directory)
  

  → 文件不存在，检查路径是否正确。

• SIGSEGV 或 SIGKILL：

  --- SIGSEGV {si_signo=SIGSEGV, si_code=SEGV_MAPERR, si_addr=0x0} ---
  

  → 程序崩溃，可能是内存错误。

4.2 性能分析

• 耗时长的系统调用：

  stat("/usr/include/very/long/path.h", ...) = 0 <0.123456>
  

  → 如果 stat 调用耗时较长，可能是磁盘 I/O 瓶颈。

• 频繁的文件访问：

  open("/usr/lib/gcc/x86_64-linux-gnu/9/include/stddef.h", O_RDONLY) = 3 <0.000123>
  

  → 如果同一个头文件被多次打开，考虑优化 #include。

4.3 网络问题

如果 cmake 需要下载依赖：

connect(3, {sa_family=AF_INET, sin_port=htons(443), sin_addr=inet_addr("192.0.2.1")}, 16) = -1 ETIMEDOUT (Connection timed out)

→ 网络连接失败，检查代理或防火墙。

源码

#!/bin/bash

# 参数检查
if [ $# -ne 1 ]; then
    echo "Usage: $0 <project_dir>"
    exit 1
fi

PROJECT_DIR=$1
PROJECT_NAME=$(basename "$PROJECT_DIR")
TIMESTAMP=$(date +%s)
LOG_PREFIX="${PROJECT_NAME}_${TIMESTAMP}"
LOG_DIR="repos/build_logs"

# 创建日志目录
mkdir -p "$LOG_DIR"

# 构建日志路径
BUILD_LOG="${LOG_DIR}/${LOG_PREFIX}.log"

# 开始记录日志
{
    echo "开始构建项目: $PROJECT_NAME"
    echo "构建时间: $(date)"
    echo "----------------------------------------"

    # 进入项目目录
    cd "$PROJECT_DIR" || exit 1

    # 创建build目录
    mkdir -p build
    cd build || exit 1

    echo "执行 CMake 配置..."
    # 修改strace输出重定向方式
    strace -f -tt -T cmake .. 2>> "$BUILD_LOG" | tee -a "$BUILD_LOG"

    echo "执行 Make 构建..."
    # 修改strace输出重定向方式
    strace -f -tt -T make -j$(nproc) 2>> "$BUILD_LOG" | tee -a "$BUILD_LOG"

    # 检查构建结果
    BUILD_STATUS=${PIPESTATUS[1]}
    if [ $BUILD_STATUS -ne 0 ]; then
        echo "构建失败，退出代码: $BUILD_STATUS"
        exit 1
    fi

    echo "构建成功完成"

    # 添加系统资源使用信息
    echo "----------------------------------------"
    echo "系统资源使用情况:"
    echo "CPU: $(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}')%"
    echo "Memory: $(free -m | awk '/Mem:/ {printf "%.2f GB", $3/1024}')"
    
} 2>&1 | tee -a "$BUILD_LOG"

exit ${PIPESTATUS[0]}

6. 总结