CMake实用基础

最新推荐文章于 2025-03-14 10:20:25 发布

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分类专栏：编程技术类文章标签： cmake 工程构建跨平台实例快速实战

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一 CMake介绍

CMake是一个跨平台的安装(编译)工具,可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。他能够输出各种各样的makefile或者project文件。 CMake 的组态档取名为 CmakeLists.txt。Cmake 并不直接建构出最终的软件，而是产生标准的建构档（如 Unix 的 Makefile 或 Windows Visual C++ 的 projects/workspaces），然后再依一般的建构方式使用。即将头文件、源文件以及库文件等组建成一个工程框架，并设置好需要的配置信息。

CMake 可以编译源代码、制作程式库、产生适配器（wrapper）、还可以用任意的顺序建构执行档。CMake 支持 in-place 建构（二进档和源代码在同一个目录树中）和 out-of-place 建构（二进档在别的目录里），因此可以很容易从同一个源代码目录树中建构出多个二进档。CMake 也支持静态与动态程式库的建构。

二 CMakeLists文件编写

1 基本结构

（1）依赖CMakeLists.txt文件，项目主目标一个，主目录中可指定包含的子目录；

（2）在项目CMakeLists.txt中使用project指定项目名称，add_subdirectory添加子目录；

（3）子目录CMakeLists.txt将从父目录CMakeLists.txt继承设置（TBD，待检验）；

2 语法规则

（1）# 注释；

（2）变量：使用set命令显式定义及赋值，在非if语句中，使用${}引用，if中直接使用变量名引用；后续的set命令会清理变量原来的值；

（3）command (args ...) #命令不分大小写，参数使用空格分隔，使用双引号引起参数中空格；

（4）set(var a;b;c) <=> set(var a b c) #定义变量var并赋值为a;b;c这样一个string list；

（5）Add_executable(${var}) <=> Add_executable(a b c) #变量使用${xxx}引用；

（6）条件语句：

if(var) #var 非empty 0 N No OFF FALSE... #非运算使用NOT

…

else()/elseif() … endif(var)

（7）循环语句

Set(VAR a b c)

Foreach(f ${VAR}) …Endforeach(f)

（8）循环语句

WHILE() … ENDWHILE()

3 常用内部变量

CMAKE_BINARY_DIR, PROJECT_BINARY_DIR, _BINARY_DIR：这三个变量内容一致，如果是内部编译，就指的是工程的顶级目录，如果是外部编译，指的就是工程编译发生的目录；

CMAKE_SOURCE_DIR, PROJECT_SOURCE_DIR, _SOURCE_DIR：这三个变量内容一致，都指的是工程的顶级目录；

CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR：外部编译时，指的是target目录，内部编译时，指的是顶级目录；

CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR：CMakeList.txt所在的目录；

CMAKE_CURRENT_LIST_DIR：CMakeList.txt的完整路径；

CMAKE_CURRENT_LIST_LINE：当前所在的行；

EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：生成的可执行文件的存放路径；

LIBRARY_OUTPUT_PATH：生成的库文件的存放路径；

CMAKE_C_COMPILER：指定C编译器；

CMAKE_C_FLAGS：编译C文件时的选项，如-g；也可以通过add_definitions添加编译选项；

CMAKE_BUILD_TYPE：build 类型(Debug, Release, ...)，默认Debug；

BUILD_SHARED_LIBS：如果不进行设置，使用ADD_LIBRARY且没有指定库类型，默认编译生成的库是静态库；

CMAKE_INCLUDE_PATH：配合 FIND_FILE() 以及 FIND_PATH() 使用。如果头文件没有存放在常规路径/usr/include, /usr/local/include等)，则可以通过这些变量就行弥补。如果不使用 FIND_FILE 和 FIND_PATH的话，CMAKE_INCLUDE_PATH，没有任何作用；

CMAKE_LIBRARY_PATH：配合 FIND_LIBRARY() 使用。否则没有任何作用；

CMAKE_MODULE_PATH：cmake 为上百个软件包提供了查找器(finder):FindXXXX.cmake，当使用非cmake自带的finder时，需要指定finder的路径，这就是CMAKE_MODULE_PATH，通过SET(CMAKE_MODULE_PATH dir)设置，配合 FIND_PACKAGE()使用；

CMAKE_INSTALL_PREFIX：控制make install是文件会安装到什么地方。默认定义是/usr/local 或 %PROGRAMFILES%；

4 常用命令

CMAKE_MINMUM_REQUIRED(VERSION 2.8) ：设定cmake最低版本要求

MESSAGE( status|fatal_error, “message”)：两个参数，即消息类型和消息内容，输出信息，方便进行调试

>> message(STATUS "FoundHello: ${HELLO_LIBRARY}") #输出找到的Hello所在目录

SET：定义变量，并赋予其值

>>set(SRC_LIST main.c hello.h) #将main.cpp和hello.h存入变量SRC_LIST

PROJECT：指定项目名称，生成的VC项目的名称；

>>project(hello) #使用hello作为项目名称

ADD_EXECUTABLE：编译可执行程序，指定编译，好像也可以添加.o文件；

>> add_executable (helloDemo demo.cxx demo_b.cxx) #将cxx编译成可执行文件

ADD_LIBRARY：生成一个库文件；

>> add_library(Hello SHARED hello.cxx) #将hello.cxx编译成静态库如libHello.a，默认参数是SHARED，即编译成静态库；若要编译成动态库，则改参数为STATIC

ADD_CUSTOM_TARGET：自定义目标，生成一个自定义文件类型；

TARGET_LINK_LIBRARIES：添加链接库

>> target_link_libraries(demo Hello) #将可执行文件demo与链接库 Hello链接；

INCLUDE_DIRECTORIES：指定头文件的搜索路径，一般用于添加库函数的头文件所在目录；

>> include_directories (${HELLO_SOURCE_DIR}/Hello) #增加Hello为 include目录

LINK_DIRECTORIES：动态链接库或静态链接库的搜索路径，一般用于添加库函数的*.lib或*.dll文件所在目录；

>> link_directories (${HELLO_BINARY_DIR}/Hello) #增加Hello为 link目录

ADD_SUBDIRECTORY：包含子目录，一般用于上一级文件夹中的CMakeLists.txt中指定子目录，并进入执行内部的CMakeLists.txt，在目标文件中生成子文件夹；2个参数的话就是源→目标文件夹生成对应；

>> add_subdirectory (Hello) #增加子文件夹src

>> add_subdirectory(src bin) #在cmake目标文件夹中与源文件夹对应 src→bin文件夹

FILE（GLOB var *.h *.hpp *.cpp）：搜索当前CMakeLists所在目录中匹配文件，并存在变量var中；注意GLOB这个参数，它不支持子目录。如果你想让它支持子目录，用GLOB_RECURSE。

>>file(GLOB_RECURSE SOURCE "${CMAKE_SOURCE_DIR}/main/*.cpp") #告诉CMake，源文件在哪里

AUX_SOURCE_DIRECTORY ( “sourcedir” variable)：收集目录中的文件名并赋值给变量；

SET_TARGET_PROPERTIES( target1 target2 ...PROPERTIES prop1 value1 prop2 value2 ... )：设置目标文件的属性，比如OUTPUT_NAME, VERSION等；

>>set_target_properties(libhello PROPERTIES OUTPUT_NAME"hello") # 将库libhello生成的库文件名称设置为hello，即hello.lib或hello.dll

ADD_DEFINITIONS：添加编译预处理需要的宏定义参数；

>> add_definitions(-DDEBUG) #将在gcc命令行添加DEBUG宏定义

>> add_definitions( “-Wall -ansi –pedantic –g”)

ADD_DEPENDENCIES：定义target依赖的其他target，确保在编译本target之前，其他的target已经被构建

>>add_dependencies(target-name depend-target1 depend-target2 ...)

INSTALL：参数多杂不便解释，以一例如下示之，安装头文件和库文件到相应的目录

>>install(TARGETS libhello ARCHIVE DESTINATION lib)

>>install(TARGETS hello_static ARCHIVE DESTINATION lib)

>>install(FILES hello.h DESTINATION include)

INCLUED： CMake会定义许多的模块来查找通常会用到的包，比如OpenGL或Java。这些模块为你节省了很多的时间来编写这些查找包。这些模块可以像这样加到你的CMakeList文件中，如下：

>>INCLUDE(${CMAKE_ROOT}/Modules/FindTCL.cmake) #CMAKE_ROOT 总是定义在CMake中，用于指向CMake安装的路径

FIND_PACKAGE：该命令将会在module路径下查找 Find<name>.cmake。首先它搜索 ${CMAKE_MODULE_PATH}中的所有路径，然后搜索 <CMAKE_ROOT>/share/

cmake-x.y/Modules；如果这个文件未找到，它将会查找 <Name>Config.cmake 或 <lower-case-name>-config.cmake 文件。这两个文件是库文件安装时自己安装的，将自己的路径硬编码到其中。前者称为module模式，后者称为 config 模式每个模块一般都会提供一下几个变量 <name>_FOUND、<name>_INCLUDE_DIR 或 <name>_INCLUDES、<name>_LIBRARY 或 <name>_LIBRARIES 或 <name>_LIBS <name>_DEFINITIONS；

>>find_package(CURL 4.5.0 REQUIRED)

include_directories(${CURL_INCLUDE_DIR})

target_link_libraries(demo ${CURL_LIBRARY}) #搜索QT库，并设定为必须属性，根据搜到的路径，为目标工程添加其头文件和静态库的路径

FIND_LIBRARY：用于寻找在一些指定目录下的特定的Tcl库文件。一般外部库的link方式可以通过两种方法来做，一种是显示添加路径，采用link_directories()，一种是通过find_library()去查找对应的库的绝对路径。后一种方法是更好的，因为它可以减少不少潜在的冲突。一般find_library会根据一些默认规则来搜索文件，如果找到，将会set传入的第一个变量参数、否则，对应的参数不被定义，并且有一个xxx-NOTFOUND被定义；可以通过这种方式来调试库搜索是否成功。

>>find_library(TCL_LIBRARY NAMES tcl tc184 tc183 tc 182 tc 180

PATHS /usr/lib /usr/local/lib)

if(TCL_LIBRARY)

target_add_library (Hello TCL_LIBRARY)

endif(TCL_LIBRARY)

三经典实例

1 测试一：组织自身内部文件

（1）文件目录组织如下：

Test

-build

-src

-main.c

-lib

-function.h

-function.c

（2）将lib文件夹编译成静态函数库，给src中函数调用

（3）需要写三个CMakeLists文件，依此放入Test、src以及lib文件夹的根目录，内容如下：

Test-CMakeLists

project(HELLO)

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

add_subdirectory(lib)

add_subdirectory(src)

src-CMakeLists

include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/libfunction)

link_directories(${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/lib)

aux_source_directory(. APP_SRC)

set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)

add_executable(demo ${APP_SRC})

target_link_libraries(demo libfunction)

install(TARGETS demo RUNTIME DESTINATION bin) #安装程序到 ${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/bin目录

set_property(TARGET hello PROPERTY INSTALL_RPATH_USE_LINK_PATH TRUE) #设定安装的可执行文件所需的库文件路径，#如果没有该项设置，会出错：cannot open shared object file: No such file or directory

lib-CMakeLists

set(LIB_SRC function.cpp)

add_definitions("-DLIBHELLO_BUILD")

set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)

add_library(libfunction SHARED ${LIB_SRC})

add_library(function_static STATIC ${LIB_SRC})

install(TARGETS libfunction ARCHIVE DESTINATION lib)

install(TARGETS function_static ARCHIVE DESTINATION lib)

install(FILES function.h DESTINATION include)

set_target_properties(libfunction PROPERTIES OUTPUT_NAME "function")

set_target_properties(function_static PROPERTIES OUTPUT_NAME "function")

2 测试二：添加第三方库，并自动配置好路径