CMake如何实现自定义目标构建后编译动态生成源文件生成目标文件

两次构建才能完成编译的本质是CMake执行阶段的特性导致的：

• 配置阶段会执行file(GLOB_RECURSE)、add_library、target_sources这类命令，此时构建流程还未启动，动态生成的源文件不存在，自然无法被枚举加入编译列表
• 构建阶段才会执行add_custom_command中定义的生成逻辑，产出源文件，但此时编译依赖图已经在配置阶段固定，第一次构建只会跑完源文件生成步骤，不会编译刚产出的文件；第二次构建时配置阶段才能枚举到已经存在的源文件，将其纳入编译流程。

核心逻辑：把「枚举生成的源文件」「编译生成的源文件」动作全部从配置阶段移到构建阶段执行，不在配置阶段做任何依赖未生成文件的操作，全程不需要触发二次配置或二次构建。
具体实现步骤如下：

1. 编写两个辅助CMake脚本 #

第一个脚本用于源文件生成完成后，枚举输出目录下的所有.c文件，写入源文件清单：

# gen_source_list.cmake
# 入参1：生成源文件的目录 入参2：源文件清单输出路径
file(GLOB c_files "${ARGV0}/*.c")
string(REPLACE ";" "\n" file_content "${c_files}")
file(WRITE ${ARGV1} "${file_content}")

第二个脚本用于读取源文件清单，逐个编译生成对象文件，最后输出对象文件清单供链接使用：

# compile_generated_src.cmake
# 入参：GEN_SRC_DIR 生成源目录, OBJ_OUT_DIR 对象文件输出目录, TARGET_CC C编译器路径, TARGET_CFLAGS 编译选项, OBJ_LIST_FILE 对象清单输出路径
file(GLOB GENERATED_C_SRCS "${GEN_SRC_DIR}/*.c")
set(OBJ_FILES "")
foreach(src_path ${GENERATED_C_SRCS})
    get_filename_component(src_base ${src_path} NAME_WE)
    set(obj_path "${OBJ_OUT_DIR}/${src_base}.c.o")
    execute_process(
        COMMAND ${TARGET_CC} ${TARGET_CFLAGS} -c ${src_path} -o ${obj_path}
        RESULT_VARIABLE compile_ret
    )
    if(NOT compile_ret EQUAL 0)
        message(FATAL_ERROR "Compile generated source failed: ${src_path}")
    endif()
    list(APPEND OBJ_FILES ${obj_path})
endforeach()
string(REPLACE ";" "\n" obj_content "${OBJ_FILES}")
file(WRITE ${OBJ_LIST_FILE} "${obj_content}")

2. 修改主CMakeLists.txt逻辑 #

替换原有生成、枚举、编译逻辑，代码如下：

# 统一配置路径变量
set(GEN_SRC_OUT_DIR ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/out_dir)
set(GEN_SRC_LIST_FILE ${GEN_SRC_OUT_DIR}/source_list.txt)
set(GEN_OBJ_LIST_FILE ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/generated_obj_list.txt)

# 定义源文件生成命令
add_custom_command(
    OUTPUT ${GEN_SRC_LIST_FILE}
    COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E make_directory ${GEN_SRC_OUT_DIR}
    # 执行原有的源文件生成逻辑
    COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E chdir ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR} start.bat -i test.ini -o ${GEN_SRC_OUT_DIR}
    # 生成完成后枚举所有.c文件写入源清单
    COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -P ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/gen_source_list.cmake ${GEN_SRC_OUT_DIR} ${GEN_SRC_LIST_FILE}
    # 绑定生成逻辑的依赖输入，输入变更时才会重新生成
    DEPENDS test.ini start.bat
    VERBATIM
)
add_custom_target(gen_src DEPENDS ${GEN_SRC_LIST_FILE})

# 定义编译生成源文件的命令
add_custom_command(
    OUTPUT ${GEN_OBJ_LIST_FILE}
    COMMAND ${CMAKE_COMMAND}
        -DGEN_SRC_DIR=${GEN_SRC_OUT_DIR}
        -DOBJ_OUT_DIR=${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}
        -DTARGET_CC=${CMAKE_C_COMPILER}
        # 继承主目标的编译选项，可根据需求追加自定义宏、头文件路径等参数
        -DTARGET_CFLAGS=$<JOIN:$<TARGET_PROPERTY:mainlib,COMPILE_OPTIONS>;$<TARGET_PROPERTY:mainlib,INCLUDE_DIRECTORIES>,$<SEMICOLON>>
        -DOBJ_LIST_FILE=${GEN_OBJ_LIST_FILE}
        -P ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/compile_generated_src.cmake
    DEPENDS gen_src ${GEN_SRC_LIST_FILE}
    VERBATIM
)

# 将生成的对象文件链接到主目标
add_dependencies(mainlib ${GEN_OBJ_LIST_FILE})
# 利用链接器响应文件语法，直接读取对象清单完成链接
target_link_libraries(mainlib PRIVATE @${GEN_OBJ_LIST_FILE})

方案说明 #

• 全流程动作均在构建阶段执行：首次构建时会按顺序执行「生成源文件→枚举源文件→编译源文件→链接对象文件」，不需要二次构建
• 不会在配置阶段生成源文件，仅当生成逻辑的依赖（test.ini、start.bat）变更时，才会重新触发源文件生成和对应编译，无重复生成问题
• 适配单配置、多配置生成器（Makefile、Ninja、Visual Studio、Xcode均可），多配置场景只需在编译参数中追加配置相关的生成器表达式（如$<IF:$<CONFIG:Debug>,-g,-O2>）即可
• 不要使用file(GLOB_RECURSE CONFIGURE_DEPENDS)方案，该方案本质是检测到文件变化后触发重配置，仍然需要两次构建流程才能完成编译，不符合需求。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者deb