cmake 编译工具小记

cmake

cmake 初探

什么是CMAKE

• CMake是一种跨平台编译工具。
• 首先编写CMakeLists.txt文件，然后通过cmake命令将CMakeLists.txt文件转化为对应平台可执行的make文件，最后用make命令编译源码生成可执行程序或库文件，从而避免不同平台Makefile格式的问题。

C/C++的编译过程

• 编译过程实际上就是将一种语言（通常为高级语言）翻译为成另一种语言（通常为低级语言）。 C/C++程序编译的主要流程：源代码 → 预处理器 → 编译器 → 汇编器 → 链接器 → 可执行程序。

• 预处理： C/C++中，在编译器对源文件进行编译之前，先要对其进行预处理。

  • 预处理器提供了一组预编译处理指令和预处理操作符，形式上以#开头，实际上并不属于C/C++中的语句，不能被编译程序翻译，需要在真正编译之前做一个预处理，最后输出一个“.i”文件。

• 编译： 编译就是把C/C++代码转换成汇编代码。

  • 编译程序需要通过词法分析和语法分析，在确认所有的指令都符合语法规则没有语法错误之后，把代码转换成汇编语言，生成汇编代码。

• 汇编： 汇编就是将上一步输出的汇编代码翻译成目标机器指令的过程，生成的目标文件是与源程序等效的机器语言。

• 链接： 链接就是将汇编生成的目标文件、系统库的目标文件、库文件链接起来，生成可以在某一特定平台运行的可执行程序。

CMake 常用变量

• CMAKE_BINARY_DIR、 PROJECT_BINARY_DIR、<projectname>_BINARY_DIR
  • 这三个变量指代的内容是一致的, 如果是 in source 编译,指得就是工程顶层目录,
  • 如果是 out-of-source 编译,指的是工程编译发生的目录。
  • PROJECT_BINARY_DIR 跟其他指令稍有区别,现在,你可以理解为他们是一致的。
• CMAKE_SOURCE_DIR、PROJECT_SOURCE_DIR、 <projectname>_SOURCE_DIR
  • 这三个变量指代的内容是一致的,不论采用何种编译方式, 都是工程顶层目录。
  • 在 in source 编译时,他跟 CMAKE_BINARY_DIR 等变量一致。
• CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR
  • 指的是当前处理的 CMakeLists.txt 所在的路径,比如上面我们提到的 src 子目录。
• CMAKE_CURRRENT_BINARY_DIR
  • 如果是 in-source 编译,它跟 CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR 一致,如果是 out-of-source 编译,他指的是 target 编译目录。
  • 使用我们上面提到的 ADD_SUBDIRECTORY(src bin)可以更改这个变量的值。
  • 使用 SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH <新路径>)并不会对这个变量造成影响,它仅仅修改了最终目标文件存放的路径。
• CMAKE_MODULE_PATH
  • 这个变量用来定义自己的 cmake 模块所在的路径。
  • Eg：SET(CMAKE_MODULE_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake)，这时候你就可以通过 INCLUDE 指令来调用自己的模块了。
• EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 和 LIBRARY_OUTPUT_PATH
  • 分别用来重新定义最终结果的存放目录,前面我们已经提到了这两个变量。

如何编写cmake

• cmake_minimum_required(VERSION 3.16)：用于指定cmake最低版本需求；
  project(projectName) ：用于指定项目名称；
  include_directories() ：用于引入头文件搜索路径；
  aux_source_directory(src dir_srcs)：用于包含源文件目录；
  set(TEST_MATH) ：用于设置环境变量，编译用到的源文件全部都要放到这里；
  add_executable(${PROJECT_NAME} ${TEST_MATH})：用于添加要编译的可执行文件；
  target_link_libraries(${PROJECT_NAME} m)：用于添加可执行文件所需要的库；
  

• 新建变量，存放源文件：

  • set (SRC_LIST ./main.c ./func.c ./func1.c)

• 不同目录下多个源文件

  • 添加指定头文件的搜索路
    • include_directories (func1 func2)
  • 搜索指定路径下的所有源文件，并保存在变量中
    • aux_source_directory (func1 SRC_LIST1)

• 向当前工程添加存放源文件的子目录

  • add_subdirectory (src)

• 将生成的可执行文件存放到工程根目录下的bin目录下

  • set (EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)

• 对库的链接

  • 将指定目录下的指定库文件存到变量FUNC_LIB中
    • find_library(FUNC_LIB func HINTS ${PROJECT_SOURCE_DIR}/func/lib)
    • 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，参数一是变量名，参数二是库名，参数三是HINTS，参数四是路径。
    • 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。

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。
  • add_compile_options(-std=c++11 -Wall)
    • 添加C++ 11标准支持，并让编译器对代码提出尽可能多的警告

添加控制选项

option命令： 参数1为option的名字，参数2为字符串，描述option的功能，参数3为option的值，ON或OFF，也可以不写默认为OFF。

第一：CMakeList 中条件编译

• option(MYDEBUG "enable debug compilation" OFF)

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

• cmake .. -DMYDEBUG=ON命令 控制

第二：代码中条件编译

• CMakeList 中添加

  • option(WWW1 "print one message" OFF)
    # 这儿`OFF、False`  `ON、True` 都可以
    if (WWW1)
    	add_compile_options(-DWWW1)
    endif()
    

  • cmake中加这个，目的就是代码中可以使用该变量

• *.h 或 *.cpp中 案例：

  • #ifdef WWW1
        printf("--- define WWW1\n");
    #else
    	printf("---- not define WWW1\n");
    #endif
    

Cmake 进阶

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