Cmake是如何工作的



    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,能测试编译器所支持的C++特性,类似UNIX下的automake。

CMake 使用方法

    CMake的所有的语句都写在一个叫:CMakeLists.txt的文件中。当CMakeLists.txt文件确定后,可以用ccmake命令对相关 的变量值进行配置。这个命令必须指向CMakeLists.txt所在的目录。配置完成之后,应用cmake命令生成相应的makefile(在Unix like系统下)或者 project文件(指定用window下的相应编程工具编译时)。

    其基本操作流程为:

  1. </span><span class="tag">&gt;</span><span>&nbsp;ccmake&nbsp;directory&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>> cmake directory  
  2. <span class="tag">&gt;</span><span>&nbsp;make&nbsp;&nbsp;</span></span></li></ol></div><pre class="html" name="code" style="display: none;">> ccmake directory
    >cmakedirectory > make

    其中directory为CMakeList.txt所在目录;
    • 第一条语句用于配置编译选项,如VTK_DIR目录 ,一般这一步不需要配置,直接执行第二条语句即可,但当出现错误时,这里就需要认为配置了,这一步才真正派上用场;
    • 第二条命令用于根据CMakeLists.txt生成Makefile文件;
    • 第三条命令用于执行Makefile文件,编译程序,生成可执行文件;

    CMake的执行就是这么简单,其难点在于如何编写CMakeLists.txt文件,下面结合例子简单介绍CMakeLists.txt的编写,看下面这个CMakeLists.txt


    1. #project name  
    2. PROJECT(test_math)  
    3. #head file path  
    4. INCLUDE_DIRECTORIES(  
    5. include  
    6. )  
    7. #source directory  
    8. AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)  
    9. #set environment variable  
    10. SET(TEST_MATH  
    11. {DIR_SRCS}&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>)&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>#set&nbsp;extern&nbsp;libraries&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>SET(LIBRARIES&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>libm.so&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>)&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>#add&nbsp;executable&nbsp;file&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>ADD_EXECUTABLE(../bin/bin&nbsp;{TEST_MATH})  
    12. #add link library  
    13. TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES})  
    14.    
    #project name 
    PROJECT(test_math)

#head file path INCLUDE_DIRECTORIES( include ) #source directory AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS) #set environment variable SET(TEST_MATH ${DIR_SRCS} ) #set extern libraries SET(LIBRARIES libm.so ) #add executable file ADD_EXECUTABLE(../bin/bin ${TEST_MATH}) #add link library TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin ${LIBRARIES})
或者用下面这个CMakeLists.txt
  1. #project name  
  2. PROJECT(test_math)  
  3. #head file path  
  4. INCLUDE_DIRECTORIES(  
  5. include  
  6. )  
  7. #source directory  
  8. AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS)  
  9. #set environment variable  
  10. SET(TEST_MATH  
  11. {DIR_SRCS}&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>)&nbsp;&nbsp;</span></li><li class="alt"><span>#add&nbsp;executable&nbsp;file&nbsp;&nbsp;</span></li><li class=""><span>ADD_EXECUTABLE(../bin/bin&nbsp;{TEST_MATH})  
  12. #add link library  
  13. TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin m)  
#project name
PROJECT(test_math)




#head file path INCLUDE_DIRECTORIES( include ) #source directory AUX_SOURCE_DIRECTORY(src DIR_SRCS) #set environment variable SET(TEST_MATH ${DIR_SRCS} ) #add executable file ADD_EXECUTABLE(../bin/bin ${TEST_MATH}) #add link library TARGET_LINK_LIBRARIES(../bin/bin m)

这是一个测试数学函数的程序的CMakeLists.txt,”#”后面为注释的内容,CMake的命令全部为大写

第2行指定生成的工程名为test_math

第4行指定头文件目录为include

第8行指定源文件目录为src,并将其赋值给环境变量DIR_SRCS

第10行设定环境变量TEST_MATH的值为环境变量DIR_SRCS的值,此处用于显示如何用环境变量对环境变量进行赋值

第14行将数学函数库赋值给环境变量LIBRARIES,当然,可以不用这个环境变量,而在后面直接使用该库名

第18行用于指定生成文件,将环境变量TEST_MATH目录下的所有文件编译生成../bin目录下的可执行文件bin

第20行指定../bin/bin执行时的链接库为环境变量LIBRARIES的值-libm.so

下面给出源文件
/src/main.c:

  1. #include<stdio.h>  
  2. #include”../include/a.h”  
  3. int main()  
  4. {  
  5.     double b=25.0;  
  6.     double a=0.0;  
  7.     a=get_sqrt(b);  
  8.    
  9.     printf(“a is %lf, b is %lf\n”,a,b);  
  10.     return 0;  
  11. }  
#include<stdio.h>




#include"../include/a.h" int main() { double b=25.0; double a=0.0; a=get_sqrt(b); printf("a is %lf, b is %lf\n",a,b); return 0; }


 

/src/a.c

  1. #include”../include/a.h”  
  2. double get_sqrt(double var1)  
  3. {  
  4.     return sqrt(var1);  
  5. }  
#include"../include/a.h"
double get_sqrt(double var1)
{
    return sqrt(var1);
}


 

/include/a.h

  1. #ifndef  A_FILE_HEADER_INC  
#ifndef  A_FILE_HEADER_INC
  1. #define  A_FILE_HEADER_INC  
  2. #include<math.h>  
  3.    
  4. double get_sqrt(double var1);  
  5.    
  6. #endif   
#define  A_FILE_HEADER_INC




#include<math.h> double get_sqrt(double var1); #endif


 

将CMakeLists.txt放在当前目录下,执行CMakeLists.txt

  1. </span><span class="tag">&gt;</span><span>&nbsp;cmake&nbsp;.&nbsp;&nbsp;</span></span></li><li class=""><span>> make  
$> cmake .
$> make


 

即可生成可执行文件,在目录/bin下的bin文件,好了运行看其效果是否和所想一样。 转载自:http://blog.youkuaiyun.com/u012150179/article/details/17852273

<think>我们正在讨论CMake工作原理。根据引用内容,CMake是一个跨平台的构建工具,用于管理代码的编译、链接和打包过程。特别是在边缘设备开发中,由于对效率的高要求,C++是首选语言,而CMake则用于管理这些C++项目的构建过程。 关于CMake工作原理,我们可以从以下几个方面来理解: 1. **配置过程(Configuring)**:当我们运行`cmake`命令时,它会读取项目中的`CMakeLists.txt`文件(这是CMake的构建脚本),然后解析其中的指令。在这个过程中,CMake会检测系统环境(如编译器、库文件、头文件等),并生成构建所需的变量和规则。这些变量会被存储在`CMakeCache.txt`文件中,以便后续构建时复用。 2. **生成构建系统(Generating)**:CMake本身并不直接构建项目,而是生成一个构建系统(如Makefile、Ninja文件或Visual Studio项目文件等)。这个构建系统随后被用于实际的编译和链接过程。例如,在Unix-like系统上,CMake通常会生成Makefile,然后我们可以使用`make`命令来构建项目。 3. **构建过程(Building)**:在生成构建系统之后,我们可以使用相应的构建工具(如make、ninja或IDE)来执行实际的编译和链接操作。这个阶段会调用编译器(如gcc、clang)将源代码编译成目标文件,然后链接成可执行文件或库。 4. **缓存机制**:CMake使用缓存(`CMakeCache.txt`)来存储配置过程中确定的变量值。这样,在后续的构建中,如果没有修改`CMakeLists.txt`或相关的配置文件,CMake就可以直接使用缓存中的变量,从而跳过配置阶段,加快构建速度。 5. **跨平台支持**:CMake通过抽象不同平台的构建细节来实现跨平台。开发者只需要编写平台无关的`CMakeLists.txt`文件,CMake会根据目标平台生成相应的构建文件。 下面是一个简单的`CMakeLists.txt`文件示例,它定义了一个可执行文件: ```cmake # 定义CMake的最低版本要求 cmake_minimum_required(VERSION 3.26) # 定义项目名称和使用的编程语言 project(cmake_share C) # 设置C语言标准 set(CMAKE_C_STANDARD 11) # 定义一个可执行文件,并指定其源文件 add_executable(cmake_share main.c) ``` 在这个例子中,当运行`cmake`时,它会解析这个文件,检查系统是否满足要求(如CMake版本、C编译器、C11支持等),然后生成对应的构建系统文件(如Makefile)。之后,我们可以运行`make`(或其他构建命令)来构建可执行文件`cmake_share`。 综上所述,CMake工作原理可以概括为:通过读取`CMakeLists.txt`文件进行配置,生成特定于平台的构建系统文件,然后利用这些构建系统文件来管理编译、链接等构建任务。缓存机制则用于提高重复构建的效率。 参考资料: [^1]: CMake是一个跨平台的构建(build)工具,完成代码编译、链接、打包过程。 [^2]: CMakeCache.txt文件存在的意义是提升之后的构建速度。 [^3]: CMake使用缓存文件来存储生成过程中用到的所有变量。这些变量不再是环境变量,而是CMake变量。 </think>### CMake工作原理详解 CMake是一个跨平台的**自动化构建系统生成器**,其核心工作原理可分为三个阶段: #### 1. **配置阶段(Configuring)** - 📝 读取`CMakeLists.txt`文件(用户编写的构建脚本) - 🔍 检测系统环境(编译器路径、库依赖、操作系统特性等) - 💾 将配置结果缓存到`CMakeCache.txt`文件中 - ⚙️ 解析变量定义(如`set(CMAKE_C_STANDARD 11)`)和项目结构 > *示例配置指令:* > ```cmake > cmake_minimum_required(VERSION 3.26) # 最低版本要求 > project(MyApp CXX) # 定义项目名称和语言 > add_executable(app main.cpp) # 声明可执行目标 > ``` #### 2. **生成阶段(Generating)** - 🔨 **根据配置生成原生构建系统文件**: - Linux/macOS → 生成`Makefile` - Windows → 生成`.sln`(Visual Studio)或`build.ninja` - Xcode → 生成`.xcodeproj` - 📂 创建构建目录结构(含`CMakeFiles`等辅助目录) - 🔗 处理目标依赖关系(如库链接顺序) #### 3. **构建阶段(Building)** - 调用生成的构建系统执行实际编译: ```bash cmake --build build_dir # 触发make/ninja/msbuild等 ``` - 🔄 增量构建优化: - 通过时间戳和文件哈希检测变更 - 仅重新编译修改过的文件 - 📦 最终生成可执行文件/静态库/动态库 ### 关键技术机制 1. **缓存机制(CMakeCache.txt)** - 存储跨会话的重用数据(编译器路径、选项开关等) - 避免重复检测环境(提升后续构建速度) - 可通过`ccmake`或`cmake-gui`交互修改 2. **跨平台抽象层** - 将`CMakeLists.txt`中的高级指令翻译为: ```mermaid graph LR CMake指令 --> Linux[Makefile规则] CMake指令 --> Windows[MSBuild指令] CMake指令 --> Ninja[Ninja构建文件] ``` 3. **依赖管理** - `find_package()`自动定位系统库(如OpenCV) - `target_link_libraries(app PUBLIC OpenCV)` 声明依赖 - 自动处理头文件路径和链接器参数 ### 工作流程图解 ```mermaid graph TD A[CMakeLists.txt] --> B[配置阶段] B --> C[生成CMakeCache.txt] B --> D[生成阶段] D --> E[原生构建系统文件] E --> F[构建阶段] F --> G[可执行文件/库] subgraph 优化机制 C -->|缓存复用| B G -->|增量构建| F end ``` ### 性能优势 1. **首次构建**:完成完整配置+生成+构建 2. **后续构建**: - 无配置修改 → 直接调用原生构建系统(跳过CMake前端) - 有配置修改 → 仅需增量更新(避免全量重新生成) > CMake通过解耦配置和构建过程,使开发者能用统一的脚本管理不同平台的编译流程[^1][^3],其缓存机制显著减少了重复配置的开销[^2],特别适合资源受限的边缘计算设备开发[^1]。 --- ### 相关问题 1. CMake的`CMakeCache.txt`文件包含哪些关键信息?如何安全修改? 2. 在跨平台项目中,CMake如何处理不同操作系统的编译器差异? 3. CMake的`find_package()`机制是如何定位第三方库的? 4. 如何配置CMake实现交叉编译(如x86平台编译ARM程序)?
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