CMake速成

Posted 2022-12-11 狗蛋儿l

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ubuntu安装cmake：

apt-get install cmake

简单样例

cmake_minimum_required (VERSION 2.8)

project (demo)

add_executable(main main.c)

第一行意思是表示cmake的最低版本要求是2.8，我们安装的是3.10.2；第二行是表示本工程信息，也就是工程名叫demo；第三行比较关键，表示最终要生成的elf文件的名字叫main，使用的源文件是main.c
在终端下切到main.c所在的目录下，然后输入以下命令运行cmake .

PS: 如果想重新生成main，输入make clean就可以删除main这个elf文件。

同一目录下多个源文件

接下来进入稍微复杂的例子：在同一个目录下有多个源文件。
在之前的目录下添加2个文件，testFunc.c和testFunc.h。

cmake_minimum_required (VERSION 2.8)

project (demo)

add_executable(main main.c testFunc.c)

可以类推，如果在同一目录下有多个源文件，那么只要在add_executable里把所有源文件都添加进去就可以了。但是如果有一百个源文件，再这样做就有点坑了，无法体现cmake的优越性，cmake提供了一个命令可以把指定目录下所有的源文件存储在一个变量中，这个命令就是 aux_source_directory(dir var)。
第一个参数dir是指定目录，第二个参数var是用于存放源文件列表的变量。

cmake_minimum_required (VERSION 2.8)

project (demo)

aux_source_directory(. SRC_LIST)

add_executable(main $SRC_LIST)

使用aux_source_directory把当前目录下的源文件存列表存放到变量SRC_LIST里，然后在add_executable里调用SRC_LIST（注意调用变量时的写法）。
再次执行cmake和make，并运行main。

不同目录下多个源文件

一般来说，当程序文件比较多时，我们会进行分类管理，把代码根据功能放在不同的目录下，这样方便查找。那么这种情况下如何编写CMakeLists.txt呢？

cmake_minimum_required (VERSION 2.8)

project (demo)

include_directories (test_func test_func1)

aux_source_directory (test_func SRC_LIST)
aux_source_directory (test_func1 SRC_LIST1)

add_executable (main main.c $SRC_LIST $SRC_LIST1)

这里出现了一个新的命令：include_directories。该命令是用来向工程添加多个指定头文件的搜索路径，路径之间用空格分隔。
因为main.c里include了testFunc.h和testFunc1.h，如果没有这个命令来指定头文件所在位置，就会无法编译。当然，也可以在main.c里使用include来指定路径，如下

#include "test_func/testFunc.h"
#include "test_func1/testFunc1.h"

只是这种写法不好看。
另外，我们使用了2次aux_source_directory，因为源文件分布在2个目录下，所以添加2次。

动态库和静态库的编译控制

有时只需要编译出动态库和静态库，然后等着让其它程序去使用。让我们看下这种情况该如何使用cmake。
我们会在build目录下运行cmake，并把生成的库文件存放到lib目录下。

cmake_minimum_required (VERSION 3.5)

project (demo)

set (SRC_LIST $PROJECT_SOURCE_DIR/testFunc/testFunc.c)

add_library (testFunc_shared SHARED $SRC_LIST)
add_library (testFunc_static STATIC $SRC_LIST)

set_target_properties (testFunc_shared PROPERTIES OUTPUT_NAME "testFunc")
set_target_properties (testFunc_static PROPERTIES OUTPUT_NAME "testFunc")

set (LIBRARY_OUTPUT_PATH $PROJECT_SOURCE_DIR/lib)

这里又出现了新的命令和预定义变量，

• add_library:
  生成动态库或静态库(第1个参数指定库的名字；第2个参数决定是动态还是静态，如果没有就默认静态；第3个参数指定生成库的源文件)

• set_target_properties: 设置最终生成的库的名称，还有其它功能，如设置库的版本号等等

• LIBRARY_OUTPUT_PATH: 库文件的默认输出路径，这里设置为工程目录下的lib目录

好了，让我们进入build目录下运行cmake …，成功后再运行make

PS：前面使用set_target_properties重新定义了库的输出名称，如果不使用set_target_properties也可以，那么库的名称就是add_library里定义的名称，只是连续2次使用add_library指定库名称时（第一个参数），这个名称不能相同，而set_target_properties可以把名称设置为相同，只是最终生成的库文件后缀不同（一个是.so，一个是.a），这样相对来说会好看点。

对库进行链接

既然我们已经生成了库，那么就进行链接测试下。重新建一个工程目录，然后把上节生成的库拷贝过来，然后在在工程目录下新建src目录和bin目录，在src目录下添加一个main.c，整体结构如下，

cmake_minimum_required (VERSION 3.5)

project (demo)


set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH $PROJECT_SOURCE_DIR/bin)

set (SRC_LIST $PROJECT_SOURCE_DIR/src/main.c)

# find testFunc.h
include_directories ($PROJECT_SOURCE_DIR/testFunc/inc)

find_library(TESTFUNC_LIB testFunc HINTS $PROJECT_SOURCE_DIR/testFunc/lib)

add_executable (main $SRC_LIST)

target_link_libraries (main $TESTFUNC_LIB)

这里出现2个新的命令，

• find_library:
  在指定目录下查找指定库，并把库的绝对路径存放到变量里，其第一个参数是变量名称，第二个参数是库名称，第三个参数是HINTS，第4个参数是路径，其它用法可以参考cmake文档
• target_link_libraries: 把目标文件与库文件进行链接

使用find_library的好处是在执行cmake …时就会去查找库是否存在，这样可以提前发现错误，不用等到链接时。

cd到build目录下，然后运行cmake … && make，最后进入到bin目录下查看，发现main已经生成，运行之，

ps：在lib目录下有testFunc的静态库和动态库，find_library(TESTFUNC_LIB testFunc ...默认是查找动态库，如果想直接指定使用动态库还是静态库，可以写成find_library(TESTFUNC_LIB libtestFunc.so ...或者find_library(TESTFUNC_LIB libtestFunc.a ...

ps： 查看elf文件使用了哪些库，可以使用readelf -d ./xx来查看

添加编译选项

有时编译程序时想添加一些编译选项，如-Wall，-std=c++11等，就可以使用add_compile_options来进行操作。

cmake_minimum_required (VERSION 2.8)

project (demo)

set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH $PROJECT_SOURCE_DIR/bin)

add_compile_options(-std=c++11 -Wall) 

add_executable(main main.cpp)

添加控制选项

有时希望在编译代码时只编译一些指定的源码，可以使用cmake的option命令，主要遇到的情况分为2种：

1. 本来要生成多个bin或库文件，现在只想生成部分指定的bin或库文件

2. 对于同一个bin文件，只想编译其中部分代码（使用宏来控制）

第1种情况

假设我们现在的工程会生成2个bin文件，main1和main2，现在整体结构体如下，

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)

project(demo)

option(MYDEBUG "enable debug compilation" OFF)

set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH $PROJECT_SOURCE_DIR/bin)

add_subdirectory(src)

这里使用了option命令，其第一个参数是这个option的名字，第二个参数是字符串，用来描述这个option是来干嘛的，第三个是option的值，ON或OFF，也可以不写，不写就是默认OFF。

然后编写src目录下的CMakeLists.txt，如下

cmake_minimum_required (VERSION 3.5)

add_executable(main1 main1.c)

if (MYDEBUG)
    add_executable(main2 main2.c)
else()
    message(STATUS "Currently is not in debug mode")    
endif()

注意，这里使用了if-else来根据option来决定是否编译main2.c
其中main1.c和main2.c的内容如下，

// main1.c
#include <stdio.h>

int main(void)

    printf("hello, this main1\\n");
    
    return 0;

// main2.c
#include <stdio.h>

int main(void)

    printf("hello, this main2\\n");
    
    return 0;

然后cd到build目录下输入cmake .. && make就可以只编译出main1，如果想编译出main2，就把MYDEBUG设置为ON，再次输入cmake .. && make重新编译。

每次想改变MYDEBUG时都需要去修改CMakeLists.txt，有点麻烦，其实可以通过cmake的命令行去操作，例如我们想把MYDEBUG设置为OFF，先cd到build目录，然后输入cmake .. -DMYDEBUG=ON，这样就可以编译出main1和main2 （在bin目录下）

第2种情况

假设我们有个main.c，其内容如下，

#include <stdio.h>

int main(void)

#ifdef WWW1
    printf("hello world1\\n");
#endif    

#ifdef WWW2     
    printf("hello world2\\n");
#endif

    return 0;

可以通过定义宏来控制打印的信息，我们CMakeLists.txt内容如下，

cmake_minimum_required(VERSION 3.5)

project(demo)

set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH $PROJECT_SOURCE_DIR/bin)

option(WWW1 "print one message" OFF)
option(WWW2 "print another message" OFF)

if (WWW1)
    add_definitions(-DWWW1)
endif()

if (WWW2)
    add_definitions(-DWWW2)
endif()

add_executable(main main.c)

这里把option的名字保持和main.c里的宏名称一致，这样更加直观，也可以选择不同的名字。通过与add_definitions()的配合，就可以控制单个bin文件的打印输出了。

整体工程结构如下，

cd到build目录下执行cmake .. && make，然后到bin目录下执行./main，可以看到打印为空，
接着分别按照下面指令去执行，然后查看打印效果，

• cmake … -DWWW1=ON -DWWW2=OFF && make

• cmake … -DWWW1=OFF -DWWW2=ON && make

• cmake … -DWWW1=ON -DWWW2=ON && make

这里有个小坑要注意下：假设有2个options叫A和B，先调用cmake设置了A，下次再调用cmake去设置B，如果没有删除上次执行cmake时产生的缓存文件，那么这次虽然没设置A，也会默认使用A上次的option值。

所以如果option有变化，要么删除上次执行cmake时产生的缓存文件，要么把所有的option都显式的指定其值。