CMake

Github 练习

语法特性

• 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。
• 指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的。
• 无行结束符，注释使用 #。

编译工程

设置编译规则

• 包含源文件的子文件夹包含 CMakeLists.txt 文件，主目录的 CMakeLists.txt 通过 add_subdirectory 添加子目录即可。
• 包含源文件的子文件夹未包含 CMakeLists.txt 文件，子目录编译规则体现在主目录的 CMakeLists.txt 中。

构建方式

• 内部构建(in-source build)会在同级目录下产生一大堆中间文件，这些中间文件并不是我们最终所需要的，和工程源文件放在一起会显得杂乱无章，不推荐使用。
• 外部构建(out-of-source build)会将编译输出文件与源文件放到不同目录中，推荐使用。

常用变量

路径

• PROJECT_NAME ： 返回通过 PROJECT 指令定义的项目名称
• CMAKE_BINARY_DIR，PROJECT_BINARY_DIR，<projectname>_BINARY_DIR ： 如果是 in-source build，指的就是工程顶层目录，如果是 out-of-source build编译，指的是工程编译发生的目录
• CMAKE_SOURCE_DIR，PROJECT_SOURCE_DIR，<projectname>_SOURCE_DIR ： 不论采用何种编译方式，都是工程顶层目录
• CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR ： 指的是当前处理的 CMakeLists.txt 所在的路径
• CMAKE_CURRRENT_BINARY_DIR ： 如果是 in-source build，与 CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR 一致，如果是 out-of-source build，指的是 target 编译目录，add_subdirectory 可以修改这个变量的值，设置 EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 并不会对这个变量造成影响
• CMAKE_CURRENT_LIST_FILE ：输出调用这个变量的 CMakeLists.txt 的完整路径
• CMAKE_CURRENT_LIST_LINE ： 输出这个变量所在的行
• EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ： 可执行文件输出的存放路径
• LIBRARY_OUTPUT_PATH ： 库文件输出的存放路径
• CMAKE_INSTALL_PREFIX ： 目标文件的安装目录，默认值为 /usr/local/bin
• CMAKE_MODULE_PATH ：自定义的 CMake 模块的路径
• CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR ： 自动添加 CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR 和 CMAKE_CURRRENT_BINARY_DIR 到当前的 CMakeLists.txt 中处理
• CMAKE_INCLUDE_DIRECTORIES_PROJECT_BEFORE ： 将工程提供的头文件目录始终置于系统文件目录之前

系統信息

• CMAKE_MAJOR_VERSION ： CMake 的主版本号，例如 2.3.6 中的 2
• CMAKE_MINOR_VERSION ：CMake 的次版本号，例如 2.3.6 中的 3
• CMAKE_PATCH_VERSION ：CMake 的补丁等级，例如 2.3.6 中的 6
• CMAKE_SYSTEM_NAME ： 系统名称，包含版本号，例如 Linux-2.6.28
• CMAKE_SYSTEM_NAME ： 系统名称，不包含版本号，例如 Linux
• CMAKE_SYSTEM_VERSION ： 系统版本号，例如 2.6.28
• CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR ： 处理器名称，例如 I386
• UNIX ： 在所有的类 UNIX 平台为 TRUE，包括 MacOS 和 Cygwin
• WIN32 ： 在所有的 win32 平台为 TRUE，包括 Cygwin

开关选项

• CMAKE_ALLOW_LOOSE_LOOP_CONSTRUCTS ： 开关选项，用来控制 if else 的书写方式
• BUILD_SHARED_LIBS ： 开关选项，默认为静态库

编译选项

• CMAKE_BUILD_TYPE ： 编译类型，Debug， Release
• CMAKE_C_COMPILER ： 指定 C 编译器
• CMAKE_CXX_COMPILER ： 指定 C++ 编译器
• CMAKE_C_FLAGS ： 设置 C 编译选项，也可以通过 add_definitions() 添加
• CMAKE_CXX_FLAGS ： 设置 C++ 编译选项，也可以通过 add_definitions() 添加

环境变量

• $ENV{NAME}：调用系统的环境变量。
• SET(ENV{VAR} VALUE)：设置环境变量。

重要指令

cmake_minimum_required

指定 CMake 的最小版本要求。

语法：

cmake_minimum_required(VERSION versionNumber [FATAL_ERROR])

示例：

cmake_minimum_required(VERSION 2.8.3) # 如果 cmake 版本小与 2.8.3，则出现严重错误，整个过程中止

project

定义工程名称，并可指定工程支持的语言。支持的语言列表是可以忽略的，默认情况表示支持所有语言。

语法：

project(projectname [CXX] [C] [Java])

隐含定义了两个变量 <projectname>_BINARY_DIR 和 <projectname>_SOURCE_DIR

示例：

project(test)

set

显式的定义变量。

语法：

SET(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])

示例：

set(SRC hello.cpp)

message

向终端输出用户定义的信息。

语法：

MESSAGE([SEND_ERROR | STATUS | FATAL_ERROR] "message to display" ...)

• 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

示例：

message("PROJECT_NAME=",${PROJECT_NAME})

add_compile_options

添加编译参数。

语法：

add_compile_options()

示例：

add_compile_options(-Wall -std=c++11 -O2)

include_directories

向工程添加多个特定的头文件搜索路径。

语法：

include_directories([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2 …)

示例：

include_directories(/usr/include/ ./include)

add_library

生成库文件。

语法：

add_library(libname [SHARED|STATIC|MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 source2 … sourceN)

• SHARED：动态库
• STATIC：静态库
• MODULE：在使用 dyld 的系统有效，如果不支持 dyld，则被当作 SHARED 对待
• EXCLUDE_FROM_ALL：这个库不会被默认构建，除非有其他的组件依赖或者手工构建

示例：

add_library(hello SHARED ${SRC})

set_target_properties

设置输出的名称，对于动态库，可以用于指定动态库的版本和 API 版本。

语法：

set_target_properties(target1 target2 ... PROPERTIES pro1 value1 pro2 value2 ...)

获取属性可以使用：

get_target_property(VAR target property)

示例：

set_target_properties(hello PROPERTIES VERSION 1.2 SOVERSION 1) # VERSION 指代动态库版本，SOVERSION 指代 API 版本

link_directories

向工程添加多个特定的库文件搜索路径。

语法：

link_directories(dir1 dir2 …)  

示例：

link_directories(/usr/lib ./lib)

target_link_libraries

为 target 添加需要链接的共享库。

语法：

target_link_libraries(target library1 <debug | optimized> library2…)

示例：

target_link_libraries(main hello)
# 也可以写成
target_link_libraries(main libhello.so)
# 链接静态库
target_link_libraries(main libhello.a)

install

安装文件

语法：

安装目标文件

install(TARGETS targets [[ARCHIVE | LIBRARY | RUNTIME]
	[DESTIONATION <dir>]
	[PERMISSIONS permissions..]
	[CONFIGURATIONS [Debug | Release | ...]]
	[COMPONENT <component>]
	[OPTIONAL]
	[...])

• ARCHIVE ： 静态库文件
• LIBRARY ： 动态库文件
• RUNTIME ： 可执行文件
• DESTINATION ： 定义安装路径，如果是绝对路径则覆盖 CMAKE_INSTALL_PERFIX，否则是指相对 CMAKE_INSTALL_PERFIX 的相对路径

示例：

install(TARGETS myrun mylib mystaticlib
		RUNTIME DESTINATION bin
		LIBRARY DESTINATION lib
		ARCHIVE DESTINATION libstatic
	)

上面的例子将：

• 二进制文件 myrun 安装到 ${CMAKE_INSTALL_PERFIX}/bin 目录
• 二进制文件 libmylib 安装到 ${CMAKE_INSTALL_PERFIX}/lib 目录
• 二进制文件 liblibstatic 安装到 ${CMAKE_INSTALL_PERFIX}/libstatic 目录

安装普通文件

install(FILES files ... DESTINATION <dir>
		[PERMISSIONS permissions...]
		[CONFIGURATUONS [Debug | Release | ...]]
		[COMPONENT <component>]
		[RENAME <name>]
		[OPTIONAL])

可以指定权限，如果不指定，则默认是 644 权限。

目录安装

install(DIRECTORY dirs... DESTINATION <dir>
	[FILE_PERMISSIONS permissions...]
	[DIRECTORY_PERMISSIONS permissions...]
	[USE_SOURCE_PERMISSIONS]
	[CONFIGURATIONS [Debug | Release]...]
	[COMPONENT <component>]
	[[PATTERN <pattern> | REGEX <regex>] [EXCLUDE] [PERMISSIONS permissions...]]
	[...])

add_executable

增加可执行文件。

语法：

add_library(exename source1 source2 … sourceN)

示例：

add_executable(main main.cpp)

add_subdirectory

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存放的位置。

语法：

add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

示例：

add_subdirectory(src)

aux_source_directory

发现一个目录下所有的源代码文件并将列表存储在一个变量中，这个指令临时被用来自动构建源文件列表。

语法：

aux_source_directory(dir VARIABLE)

示例：

aux_source_directory(. SRC)

add_definitions

向 C/C++ 编译器添加 -D 定义。

语法：

add_definitions(-DMACRO1 -DMACRO2)

示例：

add_definitions(-DENABLE_DEBUG)

使用 cmake 指定时也可以定义宏：

cmake -DENABLE_DEBUG=on
cmake -DENABLE_DEBUG=off

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。

语法：

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

示例：

add_dependencies(main a.so b.so)

add_test 与 enable_testing

enable_testing() 用来控制 Makefile 是否构建 test 目标，一般放在工程的主 CMakeLists.txt 中。

语法：

add_test(testname Exename arg1 arg2 ...)

testname 是自定义的 test 名称，Exename 可以是构建的目标文件也可以是外部脚本等。如果没有在同一个 CMakeLists.txt 中打开 enable_testing() ，任何 add_test 都是无效的。

示例：

add_test(mytest ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin/main)
enable_testing()

生成 Makefile 后，就可以运行 make test 来执行测试。

file

文件操作指令。

语法：

file(WRITE filename "message to write...")
file(APPEND filename "message to append...")
file(READ filename variable)
file(REMOVE [directories]...)
file(REMOVE_RECURSE [directories]...)
file(MAKE_DIRECTORY [directories]...)

include

载入 CMakeLists.txt 文件或者预定义的 cmake 模块。载入的内容在处理到 include 时直接执行。如果指定的是一个模块，将会在 CMAKE_MODULE_PATH 中搜索。

语法：

include(file1 [OPTIONAL])
include(module [OPTIONAL])

• OPTIONAL ：文件不存在时也不会产生错误。

find

find_file(<VAR> name1 path1 path2 ...) # VAR 变量代表找到的文件全路径，包含文件名
find_library(<VAR> name1 path1 path2 ...) # VAR 变量代表找到的库全路径，包含文件名
find_path(<VAR> name1 path1 path2 ...) # VAR 变量代表包含这个文件的路径
find_program(<VAR> name1 path1 path2 ...) # VAR 变量代表包含这个程序的全路径
find_package(<name> [major.minor] [QUIET] [NO_MODULE] [[REQUIRED | COMPONENTS] [components...]]) # 调用预定义在 CMAKE_MODULE_PATH 下的 Find<name>.cmake 模块

• find_package 的 REQUIRED 指定这个共享库是不是工程必须的。

控制指令

if

语法：

if(expression)
	command1(args...)
	...
else if(expression)
	command2(args...)
	...
else(expression)
	command3(args...)
	...
endif(expression)

• 凡是出现 if 的地方一定要有对应的 endif
• 出现 elseif 的地方，endif 是可选的
• 如果 set(CMAKE_ALLOW_LOOSE_LOOP_CONSTRUCTS ON) 则 else() 和 endif() 的 expression 可以省略

示例：

if(var) # 如果变量不是：空,N,NO,OFF,FALSE,NOTFOUND 或者 <var>_NOTFOUND 时，表达式为真
if(NOT var) # 与上述条件相反
if(var1 AND var2) 
if(var1 OR var2)
if(COMMAND cmd) # 给定的 cmd 确是是命令并且可以调用为真
if(EXISTS dir) 
if(EXISTS file)
if(file1 IS_NEWER_THAN file2) # 当 file1 比 file2 新为真
if(IS_DIRECTORY dirname) # 当 dirname 是目录时为真
if(variable MATCHES regex)
if(string MATCHES regex)

# 数字比较表达式
if(variable LESS number)
if(string LESS number)
if(variable GREATER number)
if(string GREATER number)
if(variable EQUAL number)
if(string EQUAL number)

# 按字母顺序排列进行比较
if(variable STRLESS string)
if(string STRLESS string)
if(variable STRGREATER string)
if(string STRGREATER string)
if(variable STREQUAL string)
if(string STREQUAL string)

if(DEFINED variable) # 如果变量被定义，为真

if(WIN32)
	...
elseif(UNIX)
	...
elseif(APPLE)
	...
endif(WIN32)

while

语法：

while(condition)
	command1(args...)
	command2(args...)
endwhile(condition)

其真假判断条件可以参考 if 指令。

for_each

for_each 有三种使用形式：

列表

语法：

foreach(loop_var arg1 arg2...)
	command1(args ...)
	command2(args ...)
endforeach(loop_var)

示例：

aux_source_directory(. SRC_LIST)
foreach(F ${SRC_LIST})
	message(${F})
endforeach(F)

范围

语法：

foreach(loop_var RANGE total)
endforeach(loop_var)

示例：

foreach(VAR RANGE 10)
	message(${VAR})
endforeach()

范围和步进

语法：

foreach(loop_var RANGE start stop [step])
endforeach(loop_var)

以 start 开始到 stop 结束，以 step 为步进。

示例：

foreach(A RANGE 5 15 3)
	message(${A})
endforeach(A)

模块的使用和自定义模块

使用 FindCURL 模块

方法一：

include_directories(/usr/inclue) # 头文件目录
target_link_libraries(curTest curl) # 指定链接库

方法二：

find_package(CURL)
if(CURL_FOUND)
	include_directories(${CURL_INCLUDE_DIR})
	target_link_libraries(curTest ${CURL_LIBRARY})
else(CURL_FOUND)
	message(FATAL_ERROR "curl library not found")
endif(CURL_FOUND)

自定义模块

定义 cmake/FindHELLO.cmake 模块

find_path(HELLO_INCLUDE_DIR hello.h /usr/include/hello /usr/local/include/hello)
find_library(HELLO_LIBRARY NAMES hello PATH /usr/lib /usr/local/lib)
if(HELLO_INCLUDE_DIR AND HELLO_LIBRARY)
	set(HELLO_FOUND TRUE)
endif(HELLO_INCLUDE_DIR AND HELLO_LIBRARY)
if(HELLO_FOUND)
	if(NOT HELLO_FIND_QUIETLY)
		message(STATUS "Found Hello:${HELLO_LIBRARY}")
	endif(NOT HELLO_FIND_QUIETLY)
else(HELLO_FOUND)
	if(HELLO_FIND_REQUIRED)
		message(FATAL "Could not find hello library")
	endif(HELLO_FIND_REQUIRED)
endif(HELLO_FOUND)

使用：

find_package(HELLO)
if(HELLO_FOUND)
	add_executable(hello main.c)
	include_directories(${HELLO_INCLUDE})
	target_link_libraries(hello ${HELLO_LIBRARY})
endif(HELLO_FOUND)

主工程中应该加入：

set(CMAKE_MODULE_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake)

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本文作者：刘皇叔
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