# 2.1 Catkin编译系统 对于源代码包，我们只有编译才能在系统上运行。而Linux下的编译器有gcc、g++，随着源文件的增加，直接用gcc/g++命令的方式显得效率低下，人们开始用Makefile来进行编译。然而随着工程体量的增大，Makefile也不能满足需求，于是便出现了Cmake工具。CMake是对make工具的生成器，是更高层的工具，它简化了编译构建过程，能够管理大型项目，具有良好的扩展性。对于ROS这样大体量的平台来说，就采用的是CMake，并且ROS对CMake进行了扩展，于是便有了Catkin编译系统。  早期的ROS编译系统是rosbuild，但随着ROS的不断发展，rosbuild逐渐暴露出许多缺点，不能很好满足系统需要。在Groovy版本面世后，Catkin作为rosbuild的替代品被正式投入使用。Catkin操作更加简化且工作效率更高，可移植性更好，而且支持交叉编译和更加合理的功能包分配。目前的ROS同时支持着rosbuild和Catkin两种编译系统，但ROS的核心软件包也已经全部转换为Catkin。rosbuild已经被逐步淘汰，所以建议初学者直接上手Catkin。 本节我们主要来介绍catkin的编译系统。 ## 2.1.1 Catkin特点 Catkin是基于CMake的编译构建系统，具有以下特点： * Catkin沿用了包管理的传统像 `find_package()`基础结构,`pkg-config` * 扩展了CMake，例如 * 软件包编译后无需安装就可使用 * 自动生成`find_package()`代码，`pkg-config`文件 * 解决了多个软件包构建顺序问题 一个Catkin的软件包（package）必须要包括两个文件： * package.xml: 包括了package的描述信息 * name, description, version, maintainer(s), license * opt. authors, url's, dependencies, plugins, etc... * CMakeLists.txt: 构建package所需的CMake文件 * 调用Catkin的函数/宏 * 解析`package.xml` * 找到其他依赖的catkin软件包 * 将本软件包添加到环境变量 ## 2.1.2 Catkin工作原理 catkin编译的工作流程如下： 1. 首先在工作空间`catkin_ws/src/`下递归的查找其中每一个ROS的package。 2. package中会有`package.xml`和`CMakeLists.txt`文件，Catkin(CMake)编译系统依据`CMakeLists.txt`文件,从而生成`makefiles`(放在`catkin_ws/build/`)。 3. 然后`make`刚刚生成的`makefiles`等文件，编译链接生成可执行文件(放在`catkin_ws/devel`)。 也就是说，Catkin就是将`cmake`与`make`指令做了一个封装从而完成整个编译过程的工具。catkin有比较突出的优点，主要是： * 操作更加简单 * 一次配置，多次使用 * 跨依赖项目编译 ## 2.1.3 使用`catkin_make`进行编译 要用catkin编译一个工程或软件包，只需要用`catkin_make`指令。一般当我们写完代码，执行一次`catkin_make`进行编译,调用系统自动完成编译和链接过程，构建生成目标文件。编译的一般性流程如下，在1.5节我们编译ROS-Academy-for-Beginners教学包就是这样的流程。 ```bash $ cd ~/catkin_ws #回到工作空间,catkin_make必须在工作空间下执行 $ catkin_make #开始编译 $ source ~/catkin_ws/devel/setup.bash #刷新坏境 ``` **注意:** catkin编译之前需要回到工作空间目录，`catkin_make`在其他路径下编译不会成功。编译完成后，如果有新的目标文件产生（原来没有），那么一般紧跟着要source刷新环境，使得系统能够找到刚才编译生成的ROS可执行文件。这个细节比较容易遗漏，致使后面出现可执行文件无法打开等错误。 `catkin_make`命令也有一些可选参数，例如： ``` catkin_make [args] -h, --help 帮助信息 -C DIRECTORY, --directory DIRECTORY 工作空间的路径 (默认为 '.') --source SOURCE src的路径 (默认为'workspace_base/src') --build BUILD build的路径 (默认为'workspace_base/build') --use-ninja 用ninja取代make --use-nmake 用nmake取'make --force-cmake 强制cmake，即使已经cmake过 --no-color 禁止彩色输出(只对catkin_make和CMake生效) --pkg PKG [PKG ...] 只对某个PKG进行make --only-pkg-with-deps ONLY_PKG_WITH_DEPS [ONLY_PKG_WITH_DEPS ...] 将指定的package列入白名单CATKIN_WHITELIST_PACKAGES， 之编译白名单里的package。该环境变量存在于CMakeCache.txt。 --cmake-args [CMAKE_ARGS [CMAKE_ARGS ...]] 传给CMake的参数 --make-args [MAKE_ARGS [MAKE_ARGS ...]] 传给Make的参数 --override-build-tool-check 用来覆盖由于不同编译工具产生的错误 ```