CLion 中的自定义编译器：关于在 CLion 中使用任意编译器的快速指南
作为一款 IDE，CLion 提供了许多功能来帮助开发者。 它可以显示文档弹出窗口、实时检测错误、建议修复等。 内部代码分析器始终在后台运行，在您输入时分析 C 和 C++ 代码。 对于自动分析器来说，C 和 C++ 是具有挑战性的语言，因为需要特定于编译器的数据才能正确解析代码。 引擎需要知道标题搜索路径、预定义的宏定义和其他一些详细信息。
对于一组预定义的已知编译器，CLion 会使用特殊选项运行项目的编译器，并在解析项目时收集所需信息。 当然，这只适用于有限数量的编译器，如 GCC、Clang、MSVC、IAR 及其衍生工具。 如果某个项目使用特定的自定义编译器、很少使用的编译器或我们无权访问的专有编译器来正确集成，则 CLion 无法通过其标准过程进行使用。 在这种情况下，您可以选择使用自定义编译器功能。
要在 CLion 中使用自定义编译器，您需要一个包含必要编译器数据的 YAML 文件。 此类文件应包含一个或多个小节，每个小节描述一个特定的编译器或编译器变体。 每个小节应有一个描述、一个或多个匹配记录，以及多个信息记录。
当 CLion 解析项目并遇到针对项目文件的编译器时，CLion 会逐节扫描，并检查编译器是否与记录匹配。 匹配会使用一个或多个匹配记录来完成。 可用的匹配记录包括：
match-compiler-exe是正则表达式，用来检查编译器名称。 一个与平台无关的良好示例是"(.*/)?sdcc(.exe)?"。match-source也是正则表达式，用来与要编译的源文件的名称匹配。 对于 C，通常为".*\.c"，而对于 C++，通常为".*\.cpp"。match-args是单个命令行开关、开关序列或无序开关数组。 例如，"-a"匹配实参-a，"-b -c"匹配实参-b -c，而["-b", "-c"]匹配-b -c或-c -b。match-language可能为C或CPP。 对于 CMake 项目，它会与 CMake 检测到的语言匹配；对于其他类型的项目，该语句会被直接忽略。
在所有匹配项成功解析之后，就会选取小节信息记录，并跳过 YAML 文件的其余部分。 编译器数据获取自信息记录，然后直接传递给 CLion 的代码分析器；也就是说，在编译器试运行期间不收集数据。
如果这些小节都没有为 IDE 提供将记录与特定编译器积极匹配的信息，它会尝试以通常的方式（即通过猜测编译器的类型并运行编译器）来收集编译器数据。
如何编写自定义编译器 YAML 文件
要开始编写自定义编译器 YAML 文件，您需要确定有关您的编译器的以下详细信息：
- 您希望支持的语言。 每种受支持的语言或语言变体都需要至少一个配置小节。
- 编译器二进制文件名称。 可以有不止一个。 一些工具链具有不同的 C 和 C++ 编译器二进制文件、不同的内存模型、不同的语言变体等。 这些信息可以在工具链文档中找到，并且必须反映在您的自定义编译器 YAML 文件中。
- 标准包含文件所在的目录。 要标识这些目录，请阅读编译器的文档或直接浏览已安装的工具链文件夹树。
- 预定义宏的列表。 一些编译器可以报告预定义宏的列表，而其他编译器则不能。 请参考您的编译器文档，以了解如何为您的编译器获取它们。
实用示例
我们通过为 Small Device C Compiler (SDCC) 编写一个自定义编译器 YAML 文件来实践此过程。 SDCC 支持多种 8 位 CPU 架构，如 STM8、Z80 等。 该编译器是开源的，是多个 MCU 系列中唯一的免费编译器。 在此示例中，我们将为其 Microchip PIC-16 变体（端口）编写一个 YAML 文件。
以下是我们需要了解的有关此编译器的详细信息：
- 仅支持 C 语言。
- 编译器二进制文件名称为 sdcc 或 sdcc.exe（在 Windows 中）。
-mpic16选项对于 PIC16 架构支持是必需的，还应该使用--use-non-free。- 要报告标题搜索路径列表，编译器应使用
--print-search-dirs选项运行。 - 要报告预定义的宏，编译器应使用
-E和-dM选项和一个空白源文件运行。
我们将从创建一个测试项目开始。 此最小项目包含一个 C 文件、YAML 文件本身和一个构建系统文件。 我们将使用 Makefile。 如果要使用 C++，那么还应该添加另一个使用 C++ 编写的源文件。
首先，创建一个项目文件夹，并在里面创建一个空白 Makefile。
在 CLion 中打开该文件夹，然后在弹出的 Load Project（加载项目）对话框中点击 Cancel（取消）。
在 CLion 编辑器中打开 Makefile，并将最少内容添加到该 Makefile：
clean:
all: main.c
sdcc -mpic16 --use-non-free -S main.c
该文件现在包含一个用于在不需要更多步骤的情况下将 main.c 编译成程序集的命令。
创建一个 main.c 文件。 我们来创建一个经典的 “Hello, World”，并带有额外特定于 SDCC 的附加内容，即__code 关键字和预定义的宏 __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
接下来，我们编写一个自定义编译器配置存根：
- 创建一个名为 clion-custom-compiler-sdcc-pic16.yaml 的文件。
- 将 JSON 架构“Custom Compiler Definition”分配给该文件。
这样，CLion 可以通过动态文件结构验证和输入提示为您提供帮助。 架构名称显示在 IDE 状态栏中，可以通过点击名称进行选择。
存根为：
compilers: - description: SDCC for PIC-16 match-compiler-exe: "(.*/)?sdcc(.exe)?"
目前，我们只通过名称进行匹配。 它是一个匹配 Linux 和 Windows 编译器二进制文件名称的正则表达式，无论包含文件夹是什么。
下一步是在 CLion 中使用我们的自定义编译器配置。 打开 Settings/Preferences | Build, Execution, Deployment | Toolchains | Custom Compiler（设置/偏好设置 | 构建、执行、部署 | 工具链 | 自定义编译器）。 选中 Use custom compiler config（使用自定义编译器配置），并选择项目的 YAML 文件作为配置文件。
在 Tools（工具）菜单中选择 Makefile | Clean and Reload Makefile Project（Makefile | 清理并重新加载 Makefile 项目）。如果一切正常，Build（构建）工具窗口将显示项目已成功加载。
如果项目未正确加载，则应仔细检查 YAML 文件中的 match-compiler-exe 语句。 记录值是一个正则表达式，它是该过程中最脆弱的部分。 如有问题，请参考这些示例。
现在，我们来看看 CLion 是否真的适配了 SDCC，我们的项目是否按预期运行。
检查自定义编译器是否正常运行
在编辑器中打开 main.c。 此时看到一些错误没有关系。 转到 Help | Diagnostics Tools（帮助 | 诊断工具），选择 Show Compiler Info（显示编译器信息）。 这将打开一个诊断页面，其中包含正在编辑的文件的编译器信息。 在这里，您可以看到编译器种类（“Custom Defined Compiler”）和检测到的编译器描述（“SDCC for PIC-16”）。 这意味着 CLion 感知到了项目结构，但是代码分析器还没有所需的编译器数据，因此在 main.c 中显示了各种错误。
收集缺少的编译器信息
我们的 main.c 文件目前似乎已损坏。 找不到 stdio.h，printf 未定义，__code 修饰符错误，并且未定义文档中的预定义宏。
我们来通过提供正确的编译器信息修正所有这些问题。
幸运的是，SDCC 可以打印标题位置和预定义的宏。 将以下各行添加到 Makefile 即可解决这个问题：
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
接下来，我们需要构建 gather_info 目标并查看输出。 首先，有一个标题搜索路径列表：
… includedir: C:Program FilesSDCCbin..includepic16 C:Program FilesSDCCbin..include C:Program FilesSDCCbin..non-freeincludepic16 C:Program FilesSDCCbin..non-freeinclude …
唯一的问题是这些路径是绝对路径。 出于可移植性原因，我们将它们设为相对于编译器位置，并将它们作为 include-dirs 数组添加到编译器定义中。
接下来是预定义的宏。 它们被打印在输出的最底部。 可以通过 defines-text 将它们添加到 YAML 文件。
最后但同样重要的是，我们需要通过使用 match-args: -mpic16 和 match-language: C 语句使我们的编译器匹配得更具体一些，然后作为空定义添加 SDCC 语言扩展字。 完成后，最终的 YAML 文件将如下所示：
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
"
现在，我们可以重新加载项目 Tools | Makefile | Reload Makefile Project（工具 | Makefile | 重新加载 Makefile 项目）并再次检查 main.c 文件。
错误已经消失，并且可以导航到 stdio.h。 Show Compiler Info（显示编译器信息）窗口显示了正确的信息，包括预定义的宏、语言功能和标题搜索路径。
这个最终的 YAML 文件可以在 GitHub 上找到。
就是这样！ 为您的自定义编译器尝试自定义编译器功能，并告诉我们效果如何。 欢迎向我们的编译器支持集合提交拉取请求！
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