如何使用CMake将C/C++代码编译生成raw binary格式的*.bin文件

解决方案 #

推荐基于CMake原生add_executable改造实现，你提到的add_executable的两个限制都可以通过显式配置内置属性关闭，最终得到的目标完全兼容所有原生CMake配置接口。

前置工具链配置（可选，建议放在裸机工具链文件中） #

# 跳过工具链检测阶段对main函数的要求
set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY CACHE STRING "")
# 关闭C/C++默认隐式链接的标准库，避免自动引入-lstdc++等依赖
set(CMAKE_C_STANDARD_LIBRARIES "" CACHE STRING "")
set(CMAKE_CXX_STANDARD_LIBRARIES "" CACHE STRING "")

add_binary 封装实现 #

function(add_binary target)
  # 声明原生可执行目标，原生支持所有target_*配置接口
  add_executable(${target} ${ARGN})

  # 基础编译链接属性配置，匹配你期望的编译参数
  target_compile_options(${target} PRIVATE
    -ffreestanding
    $<$<STREQUAL:$<TARGET_PROPERTY:LINKER_LANGUAGE>,CXX>:-fno-exceptions -fno-rtti>
  )
  target_link_options(${target} PRIVATE
    -nostdlib
    -nostartfiles
  )

  # 方案1：直接链接输出raw binary（不需要保留elf调试文件可选）
  set_target_properties(${target} PROPERTIES
    LINK_EXECUTABLE "$<IF:$<STREQUAL:$<TARGET_PROPERTY:LINKER_LANGUAGE>,CXX>,${CMAKE_CXX_COMPILER},${CMAKE_C_COMPILER}> <LINK_FLAGS> <OBJECTS> -o ${target}.bin <LINK_LIBRARIES> -lgcc"
  )

  # 方案2：先生成elf文件，再通过objcopy转bin（推荐，保留elf用于调试）
  # find_program(OBJCOPY_PATH ${CMAKE_OBJCOPY} REQUIRED)
  # add_custom_command(TARGET ${target} POST_BUILD
  #   COMMAND ${OBJCOPY_PATH} -O binary $<TARGET_FILE:${target}> $<TARGET_FILE_DIR:${target}>/${target}.bin
  #   BYPRODUCTS $<TARGET_FILE_DIR:${target}>/${target}.bin
  #   COMMENT "Generating raw binary: ${target}.bin"
  # )
endfunction()

使用示例 #

完全符合你期望的调用方式，且直接支持所有原生CMake目标配置：

add_binary(something src/start.c src/kernel.cpp)

# 直接对外层目标配置属性，不需要操作内部中间目标
target_include_directories(something PRIVATE include)
target_compile_options(something PRIVATE -O2 -march=i686)
# 传入链接脚本
target_link_options(something PRIVATE -T ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/linker.ld)
# 链接其他依赖目标
target_link_libraries(something PRIVATE libprintf)

方案优势 #

• 对外暴露的目标是原生CMake可执行目标，兼容target_include_directories/target_compile_options/target_link_libraries等所有标准接口
• 不需要额外维护中间对象库，配置逻辑更简洁
• 两种输出方案可选，兼顾直接输出bin和保留调试信息的需求
• 完全匹配你给出的裸机编译命令参数

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Bitwize