cmake笔记

Posted 2022-09-12 森明帮大于黑虎帮

CMake

说明

cmake的定义是什么 ？-----高级编译配置工具。

当多个人用不同的语言或者编译器开发一个项目，最终要输出一个可执行文件或者共享库（dll，so等等）这时候神器就出现了-----CMake！

所有操作都是通过编译CMakeLists.txt来完成的—简单。

官 方网站是 www.cmake.org，可以通过访问官方网站获得更多关于 cmake 的信息。

学习CMake的目的，为将来处理大型的C/C++/JAVA项目做准备。

CMake安装

1、绝大多数的linux系统已经安装了CMake。

2、Windows或某些没有安装过的linux系统，去http://www.cmake.org/HTML/Download.html 可以下载安装。

CMake一个Add

1、步骤一，写一个加法程序。

#include<iostream>
#include<functional>
#include<stdlib.h>
int add(int a,int b)

    return a+b;


int test(std::function<int(int,int)> &&a)

    return a(1,2);

#include"function.h"

int main()

    std::cout<<test(add)<<std::endl;
    system("pause");
    return 0;

2、步骤二，写CMakeLists.txt。

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
    
project(测试cmake)
    
set(SRC_LIST main.cpp)
    
add_executable(main $SRC_LIST)


MESSAGE(STATUS "This is BINARY dir " $HELLO_BINARY_DIR)

MESSAGE(STATUS "This is SOURCE dir "$HELLO_SOURCE_DIR)

ADD_EXECUTABLE(hello $SRC_LIST)

3、步骤三、使用cmake，生成makefile文件。

cmake .

输出：
    
-- Building for: Visual Studio 16 2019
CMake Deprecation Warning at CMakeLists.txt:1 (cmake_minimum_required):
  Compatibility with CMake < 2.8.12 will be removed from a future version of
  CMake.

  Update the VERSION argument <min> value or use a ...<max> suffix to tell
  CMake that the project does not need compatibility with older versions.


-- Selecting Windows SDK version 10.0.18362.0 to target Windows 10.0.19042.
-- The C compiler identification is MSVC 19.27.29112.0
-- The CXX compiler identification is MSVC 19.27.29112.0
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working C compiler: C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio/2019/Community/VC/Tools/MSVC/14.27.29110/bin/Hostx64/x64/cl.exe - skipped
-- Detecting C compile features
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: C:/Program Files (x86)/Microsoft Visual Studio/2019/Community/VC/Tools/MSVC/14.27.29110/bin/Hostx64/x64/cl.exe - skipped
-- Detecting CXX compile features
-- Detecting CXX compile features - done
-- Configuring done
-- Generating done
PS D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件\\win64> cmake --build .
用于 .NET Framework 的 Microsoft (R) 生成引擎版本 16.7.0+b89cb5fde
版权所有(C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

  Checking Build System
  Building Custom Rule D:/cmake??????/??????????cpp???/src/CMakeLists.txt
  main.cpp
  main.vcxproj -> D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件\\win64\\bin\\Debug\\main.exe
  Building Custom Rule D:/cmake??????/??????????cpp???/CMakeLists.txt
PS D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件\\win64> cmake ..
CMake Deprecation Warning at CMakeLists.txt:1 (cmake_minimum_required):
  Compatibility with CMake < 2.8.12 will be removed from a future version of
  CMake.

  Update the VERSION argument <min> value or use a ...<max> suffix to tell
  CMake that the project does not need compatibility with older versions.


-- Selecting Windows SDK version 10.0.18362.0 to target Windows 10.0.19042.
CMake Warning (dev) at src/CMakeLists.txt:7:

  Argument not separated from preceding token by whitespace.
This warning is for project developers.  Use -Wno-dev to suppress it.

-- This is BINARY dir
-- This is SOURCE dir
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: D:/cmake教程代码/包含头文件的cpp文件/win64    
  

目录下就生成了这些文件-CMakeFiles, CMakeCache.txt, cmake_install.cmake 等文件，并且生成了Makefile.
现在不需要理会这些文件的作用，以后你也可以不去理会。最关键的是，它自动生成了Makefile.

4、使用cmake --build.命令编译。

PS D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件\\win64> cmake --build .
CMake is re-running because D:/cmake教程代码/包含头文件的cpp文件/win64/CMakeFiles/generate.stamp is out-of-date.  the file 'D:/cmake教程代码/包含头文件的cpp文件/CMakeLists.txt'
  is newer than 'D:/cmake教程代码/包含头文件的cpp文件/win64/CMakeFiles/generate.stamp.depend'
  result='-1'
CMake Deprecation Warning at CMakeLists.txt:1 (cmake_minimum_required):
  Compatibility with CMake < 2.8.12 will be removed from a future version of
  CMake.

  Update the VERSION argument <min> value or use a ...<max> suffix to tell
  CMake that the project does not need compatibility with older versions.


-- Selecting Windows SDK version 10.0.18362.0 to target Windows 10.0.19042.
CMake Warning (dev) at src/CMakeLists.txt:7:
  Syntax Warning in cmake code at column 37

  Argument not separated from preceding token by whitespace.
This warning is for project developers.  Use -Wno-dev to suppress it.

-- This is BINARY dir
-- This is SOURCE dir
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: D:/cmake教程代码/包含头文件的cpp文件/win64
用于 .NET Framework 的 Microsoft (R) 生成引擎版本 16.7.0+b89cb5fde
版权所有(C) Microsoft Corporation。保留所有权利。

  Checking Build System
  main.vcxproj -> D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件\\win64\\bin\\Debug\\main.exe
  Building Custom Rule D:/cmake??????/??????????cpp???/CMakeLists.txt

5、最终生成了main的可执行程序。

CMake一个Add的语法介绍

PROJECT关键字

可以用来指定工程的名字和支持的语言，默认支持所有语言

PROJECT (HELLO) 指定了工程的名字，并且支持所有语言—建议

PROJECT (HELLO CXX) 指定了工程的名字，并且支持语言是C++

PROJECT (HELLO C CXX) 指定了工程的名字，并且支持语言是C和C++

该指定隐式定义了两个CMAKE的变量

_BINARY_DIR，本例中是 HELLO_BINARY_DIR

_SOURCE_DIR，本例中是 HELLO_SOURCE_DIR

MESSAGE关键字就可以直接使用者两个变量，当前都指向当前的工作目录，后面会讲外部编译

问题：如果改了工程名，这两个变量名也会改变

解决：又定义两个预定义变量：PROJECT_BINARY_DIR和PROJECT_SOURCE_DIR，这两个变量和HELLO_BINARY_DIR，HELLO_SOURCE_DIR是一致的。所以改了工程名也没有关系

SET关键字

用来显示的指定变量的

SET(SRC_LIST main.cpp) SRC_LIST变量就包含了main.cpp

也可以 SET(SRC_LIST main.cpp t1.cpp t2.cpp)

MESSAGE关键字

向终端输出用户自定义的信息

主要包含三种信息：

• SEND_ERROR，产生错误，生成过程被跳过。
• SATUS，输出前缀为—的信息。
• FATAL_ERROR，立即终止所有 cmake 过程.

ADD_EXECUTABLE关键字

生成可执行文件。

ADD_EXECUTABLE(main $SRC_LIST) 生成的可执行文件名是main，源文件读取变量SRC_LIST中的内容。

也可以直接写 ADD_EXECUTABLE(mainmain.cpp)

上述例子可以简化的写成：

PROJECT(测试cmake)
ADD_EXECUTABLE(main main.cpp)

注意：工程名的 测试cmake 和生成的可执行文件 main是没有任何关系的。

语法的基本原则

• 变量使用$方式取值，但是在 IF 控制语句中是直接使用变量名。

• 指令(参数 1 参数 2…) 参数使用括弧括起，参数之间使用空格或分号分开。 以上面的 ADD_EXECUTABLE 指令为例，如果存在另外一个 func.cpp 源文件。

  就要写成：ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp func.cpp)或者ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp;func.cpp)

• 指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的。但，推荐你全部使用大写指令。

语法注意事项

• SET(SRC_LIST main.cpp) 可以写成 SET(SRC_LIST “main.cpp”)，如果源文件名中含有空格，就必须要加双引号。
• ADD_EXECUTABLE(main main) 后缀可以不行，他会自动去找.c和.cpp，最好不要这样写，可能会有这两个文件main.cpp和main。

内部构建和外部构建

• 上述例子就是内部构建，他生产的临时文件特别多，不方便清理。

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XbiFdz2D-1662808022836)(C:\\Users\\hp\\AppData\\Roaming\\Typora\\typora-user-images\\image-20220909232843454.png)]

• 外部构建，就会把生成的临时文件放在build目录下，不会对源文件有任何影响强烈使用外部构建方式。

外部构建方式举例

//例子目录，CMakeLists.txt和上面例子一致
驱动器 D 中的卷是 新加卷
 卷的序列号是 A257-2975

 D:\\cmake教程代码\\单cpp文件 的目录

2022/09/09  下午 10:40    <DIR>          .
2022/09/09  下午 10:40    <DIR>          ..
2022/09/09  下午 10:37            48,201 ALL_BUILD.vcxproj
2022/09/09  下午 10:37               288 ALL_BUILD.vcxproj.filters
2022/09/09  下午 10:33    <DIR>          build
2022/09/09  下午 10:37            14,009 CMakeCache.txt
2022/09/09  下午 10:37    <DIR>          CMakeFiles
2022/09/09  下午 10:39               125 CMakeLists.txt
2022/09/09  下午 10:37             1,448 cmake_install.cmake
2022/09/09  下午 10:37    <DIR>          Debug
2022/09/09  下午 10:21                96 main.cpp
2022/09/09  下午 10:37    <DIR>          main.dir
2022/09/09  下午 10:37            57,441 main.vcxproj
2022/09/09  下午 10:37               579 main.vcxproj.filters
2022/09/09  下午 10:37    <DIR>          x64
2022/09/09  下午 10:37            47,887 ZERO_CHECK.vcxproj
2022/09/09  下午 10:37               525 ZERO_CHECK.vcxproj.filters
2022/09/09  下午 10:37             3,108 测试cmake.sln
              11 个文件        173,707 字节
               7 个目录 263,814,991,872 可用字节

1、建立一个build目录，可以在任何地方，建议在当前目录下

2、进入build，运行cmake … 当然…表示上一级目录，你可以写CMakeLists.txt所在的绝对路径，生产的文件都在build目录下了。

3、在build目录下，运行cmake --build.来构建工程

注意外部构建的两个变量

1、HELLO_SOURCE_DIR 还是工程路径

2、HELLO_BINARY_DIR 编译路径 也就是 D:\\cmake教程代码\\单cpp文件\\build

让Add看起来更像一个工程

• 为工程添加一个子目录 src，用来放置工程源代码
• 添加一个子目录 doc，用来放置这个工程的文档 hello.txt
• 在工程目录添加文本文件 COPYRIGHT, README
• 在工程目录添加一个 runhello.sh 脚本，用来调用 hello 二进制
• 将构建后的目标文件放入构建目录的 bin 子目录
• 将 doc 目录 的内容以及 COPYRIGHT/README 安装到/usr/share/doc/cmake/

将目标文件放入构建目录的 bin 子目录

每个目录下都要有一个CMakeLists.txt说明

D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件>dir
 驱动器 D 中的卷是 新加卷
 卷的序列号是 A257-2975

 D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件 的目录

2022/09/09  下午 11:12    <DIR>          .
2022/09/09  下午 11:12    <DIR>          ..
2022/09/09  下午 11:00    <DIR>          build
2022/09/09  下午 11:20               149 CMakeLists.txt
2022/09/09  下午 11:08    <DIR>          src
2022/09/09  下午 11:21    <DIR>          win64
               1 个文件            149 字节
               5 个目录 263,814,987,776 可用字节

外层CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(hello)

#增加一个子目录到src下，二进制文件生成在bin目录
add_subdirectory(src bin)

src下的CMakeLists.txt

project(测试cmake)
set(SRC_LIST main.cpp)
MESSAGE(STATUS "This is BINARY dir " $HELLO_BINARY_DIR)

MESSAGE(STATUS "This is SOURCE dir "$HELLO_SOURCE_DIR)
add_executable(main $SRC_LIST)


#project(测试cmake)
#AUX_SOURCE_DIRECTORY(. DIR_SRCS)
#ADD_EXECUTABLE(main main.cpp)



#AUX_SOURCE_DIRECTORY(. DIR_SRCS)
#ADD_EXECUTABLE(main main.cpp)

ADD_SUBDIRECTORY 指令

ADD_SUBDIRECTORY(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

#增加一个子目录到src下，二进制文件生成在bin目录

add_subdirectory(src bin)

• 这个指令用于向当前工程添加存放源文件的子目录，并可以指定中间二进制和目标二进制以及可执行文件存放的位置在bin位置。

• EXCLUDE_FROM_ALL函数是将写的目录从编译中排除，如程序中的example

• ADD_SUBDIRECTORY(src bin)

  将 src 子目录加入工程并指定编译输出(包含编译中间结果)路径为bin 目录。

  如果不进行 bin 目录的指定，那么编译结果(包括中间结果)都将存放在build/src 目录。

更改二进制的保存路径

SET 指令重新定义 EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 和 LIBRARY_OUTPUT_PATH 变量 来指定最终的目标二进制的位置。

SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH $PROJECT_BINARY_DIR/bin)
SET(LIBRARY_OUTPUT_PATH $PROJECT_BINARY_DIR/lib)

思考：加载哪个CMakeLists.txt当中？

哪里要改变目标存放路径，就在哪里加入上述的定义，所以应该在src下的CMakeLists.txt下写。

安装

• 一种是从代码编译后直接 make install 安装。
• 一种是打包时的指定 目录安装。
  • 简单的可以这样指定目录：make install DESTDIR=/tmp/test。
  • 稍微复杂一点可以这样指定目录：./configure –prefix=/usr。

如何安装Add

使用CMAKE一个新的指令：INSTALL。

INSTALL的安装可以包括：二进制、动态库、静态库以及文件、目录、脚本等。

使用CMAKE一个新的变量：CMAKE_INSTALL_PREFIX。

// 目录树结构
D:\\cmake教程代码\\包含头文件的cpp文件>tree
卷 新加卷 的文件夹 PATH 列表
卷序列号为 A257-2975
D:.
├── build
├── CMakeLists.txt
├── COPYRIGHT
├── doc
│   └── hello.txt
├── README
├── runhello.sh
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    └── main.cpp
    └── function.h
├── win64
3 directories, 7 files

安装文件COPYRIGHT和README

INSTALL(FILES COPYRIGHT README DESTINATION share/doc/cmake/)

FILES：文件

DESTINATION：

1、写绝对路径

2、可以写相对路径，相对路径实际路径是：$CMAKE_INSTALL_PREFIX/<DESTINATION 定义的路径>

CMAKE_INSTALL_PREFIX 默认是在 /usr/local/

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr 在cmake的时候指定CMAKE_INSTALL_PREFIX变量的路径

安装脚本runhello.sh

PROGRAMS：非目标文件的可执行程序安装(比如脚本之类)

INSTALL(PROGRAMS runhello.sh DESTINATION bin)

说明：实际安装到的是 /usr/bin

安装 doc 中的 hello.txt

• 一、是通过在 doc 目录建立CMakeLists.txt ，通过install下的file。

• 二、是直接在工程目录通过。

  INSTALL(DIRECTORY doc/ DESTINATION share/doc/cmake)

DIRECTORY 后面连接的是所在 Source 目录的相对路径。

注意：abc 和 abc/有很大的区别。

目录名不以/结尾：这个目录将被安装为目标路径下的。

目录名以/结尾：将这个目录中的内容安装到目标路径。

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(hello)
#安装文件COPYRIGHT和README
INSTALL(FILES COPYRIGHT README DESTINATION D:/cmake教程代码/CMAKE)
#安装脚本runhello.sh
INSTALL(PROGRAMS runhello.sh DESTINATION bin)
#安装 doc 中的 hello.txt
INSTALL(DIRECTORY doc/ DESTINATION D:/cmake教程代码/CMAKE)
#增加一个子目录到src下，二进制文件生成在bin目录
add_subdirectory(src bin)

安装过程

cmake …

cmake --build .

make install

静态库和动态库的构建

任务：

１，建立一个静态库和动态库，提供 Add 函数供其他程序编程使用，Add 向终端输出 3。

２，安装头文件与共享库。

静态库和动态库的区别

• 静态库的扩展名一般为“.a”或“.lib”；动态库的扩展名一般为“.so”或“.dll”。
• 静态库在编译时会直接整合到目标程序中，编译成功的可执行文件可独立运行
• 动态库在编译时不会放到连接的目标程序中，即可执行文件无法单独运行。

构建实例

D:\\cmake教程代码\\动态库和静态库的构建>tree
卷 新加卷 的文件夹 PATH 列表
卷序列号为 A257-2975
D:
├── build
├── CMakeLists.txt
└── lib
    ├── CMakeLists.txt
    ├── main.cpp
    └── function.h

function.h中的内容

#ifndef FUNCTION_H
#define FUNCTION_H

#include<iostream>
#include<functional>
#include<stdlib.h>
int add(int a,int b)

    return a+b;


int test(std::function<int(int,int)> &&a)

    return a(1,2);


#endif

main.cpp中的内容

#include"function.h"

int main()

    std::cout<<test(add)<<std::endl;
    system("pause");
    return 0;

项目中的cmake内容

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)  //注意VERSION是大写
project(add)
add_subdirectory(lib bin)

lib中CMakeLists.txt中的内容

set(libary_src main.cpp)
add_library(main SHARED $libary_src)  //SHARED也要大写

ADD_LIBRARY

ADD_LIBRARY(hello SHARED $LIBHELLO_SRC)

• main：就是正常的库名，生成的名字前面会加上lib，最终产生的文件是libmain.dll
• SHARED，动态库 STATIC，静态库
• $LIBHELLO_SRC ：源文件

同时构建静态和动态库

// 如果用这种方式，只会构建一个动态库，不会构建出静态库，虽然静态库的后缀是.lib
ADD_LIBRARY(main SHARED $libary_src)
ADD_LIBRARY(main STATIC $libary_src)

// 修改静态库的名字，这样是可以的，但是我们往往希望他们的名字是相同的，只是后缀不同而已
ADD_LIBRARY(main SHARED $libary_src)
ADD_LIBRARY(main_static STATIC $libary_src)

SET_TARGET_PROPERTIES

这条指令可以用来设置输出的名称，对于动态库，还可以用来指定动态库版本和 API 版本

同时构建静态和动态库

SET(LIBHELLO_SRC main.cpp)

ADD_LIBRARY(main_static STATIC $LIBHELLO_SRC)
//对main_static的重名为main
SET_TARGET_PROPERTIES(main_static PROPERTIES  OUTPUT_NAME "main")
//cmake 在构建一个新的target 时，会尝试清理掉其他使用这个名字的库，因为，在构建 libhello.so 时， 就会清理掉 libmain.lib
SET_TARGET_PROPERTIES(main_static PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)

    
ADD_LIBRARY(main SHARED $LIBmain_SRC)
    
SET_TARGET_PROPERTIES(main PROPERTIES  OUTPUT_NAME "main")
SET_TARGET_PROPERTIES(main PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)

动态库的版本号

一般动态库都有一个版本号的关联

libhello.so.1.2
libhello.so ->libhello.so.1
libhello.so.1->libhello.so.1.2

CMakeLists.txt 插入如下

SET_TARGET_PROPERTIES(hello PROPERTIES VERSION 1.2 SOVERSION 1)

VERSION 指代动态库版本，SOVERSION 指代 API 版本。

安装共享库和头文件

本例中我们将 main的共享库安装到/lib目录，

将 main.h 安装到/include/main 目录

//文件放到该目录下
INSTALL(FILES function.h DESTINATION include/main)

//二进制，静态库，动态库安装都用TARGETS
//ARCHIVE 特指静态库，LIBRARY 特指动态库，RUNTIME 特指可执行目标二进制。
INSTALL(TARGETS main main_static LIBRARY DESTINATION lib ARCHIVE DESTINATION lib)

注意：

安装的时候，指定一下路径，放到系统下

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr ..

使用外部共享库和头文件

准备工作，新建一个目录来使用外部共享库和头文件

[root@MiWiFi-R4CM-srv cmake3]# tree
.
├── build
├── CMakeLists.txt
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    └── main.cpp

main.cpp

#include <hello.h>

int main()
	HelloFunc();

解决：cmake --build .后头文件找不到的问题

PS：include <hello/hello.h> 这样include是可以，这么做的话，就没啥好讲的了

关键字：INCLUDE_DIRECTORIES 这条指令可以用来向工程添加多个特定的头文件搜索路径，路径之间用空格分割

在CMakeLists.txt中加入头文件搜索路径

INCLUDE_DIRECTORIES(/usr/include/hello)

感谢：

网友：zcc720的提醒

解决：找到引用的函数问题

报错信息：undefined reference to `HelloFunc()’

关键字：LINK_DIRECTORIES 添加非标准的共享库搜索路径

指定第三方库所在路径，LINK_DIRECTORIES(/home/myproject/libs)

关键字：TARGET_LINK_LIBRARIES 添加需要链接的共享库

TARGET_LINK_LIBRARIES的时候，只需要给出动态链接库的名字就行了。

在CMakeLists.txt中插入链接共享库，主要要插在executable的后面

查看main的链接情况

[root@MiWiFi-R4CM-srv bin]# ldd main 
	linux-vdso.so.1 =>  (0x00007ffedfda4000)
	libhello.so => /lib64/libhello.so (0x00007f41c0d8f000)
	libstdc++.so.6 => /lib64/libstdc++.so.6 (0x00007f41c0874000)
	libm.so.6 => /lib64/libm.so.6 (0x00007f41c0572000)
	libgcc_s.so.1 => /lib64/libgcc_s.so.1 (0x00007f41c035c000)
	libc.so.6 => /lib64/libc.so.6 (0x00007f41bff8e000)
	/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f41c0b7c000)

链接静态库

TARGET_LINK_LIBRARIES(main libhello.a)

特殊的环境变量 CMAKE_INCLUDE_PATH 和 CMAKE_LIBRARY_PATH

注意：这两个是环境变量而不是 cmake 变量，可以在linux的bash中进行设置

我们上面例子中使用了绝对路径INCLUDE_DIRECTORIES(/usr/include/hello)来指明include路径的位置

我们还可以使用另外一种方式，使用环境变量export CMAKE_INCLUDE_PATH=/usr/include/hello

补充：生产debug版本的方法：
cmake … -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug