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cmake笔记

2022-07-23 09:21:00 【Chaoying.】

这篇博文不是我自己写的，是B站上一个CMake入门教程的配套资料，个人觉得这个教程很适合我这种只用过g++的小白入门，这里放上链接刘贝斯：从零开始详细介绍CMake，强力推荐想学习CMake的同学去看一看。文末有教程Up主的打赏二维码，不是我自己的，有实力的可以支持一下这位Up主

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HelloWord

1、步骤一，写一个HelloWord

#main.cpp

#include <iostream>

int main(){
    
std::cout <<  "hello word" << std::endl;
}

2、步骤二，写CMakeLists.txt

#CMakeLists.txt

PROJECT (HELLO)

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(hello ${
    SRC_LIST})

3、步骤三、使用cmake，生成makefile文件

cmake .

输出：
[[email protected] cmake]# cmake .
CMake Warning (dev) in CMakeLists.txt:
  Syntax Warning in cmake code at

    /root/cmake/CMakeLists.txt:7:37

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

-- The C compiler identification is GNU 10.2.1
-- The CXX compiler identification is GNU 10.2.1
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works
-- Detecting CXX compiler ABI info
-- Detecting CXX compiler ABI info - done
-- This is BINARY dir /root/cmake
-- This is SOURCE dir /root/cmake
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: /root/cmake

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make命令编译

[email protected] cmake]# make
Scanning dependencies of target hello
[100%] Building CXX object CMakeFiles/hello.dir/main.cpp.o
Linking CXX executable hello
[100%] Built target hello

5、最终生成了Hello的可执行程序

CMake一个HelloWord-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(hello ${SRC_LIST}) 生成的可执行文件名是hello，源文件读取变量SRC_LIST中的内容

也可以直接写 ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp)

上述例子可以简化的写成

PROJECT(HELLO)
ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp)

注意：工程名的 HELLO 和生成的可执行文件 hello 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(hello 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
[[email protected] cmake]# pwd
/root/cmake
[[email protected] cmake]# ll
total 8
-rw-r--r--. 1 root root 198 Dec 28 20:59 CMakeLists.txt
-rw-r--r--. 1 root root  76 Dec 28 00:18 main.cpp

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make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 /root/cmake/bulid

让Hello World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

[[email protected] cmake]# tree
.
├── build
├── CMakeLists.txt
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    └── main.cpp

外层CMakeLists.txt

PROJECT(HELLO)
ADD_SUBDIRECTORY(src bin)

src下的CMakeLists.txt

ADD_EXECUTABLE(hello main.cpp)

ADD_SUBDIRECTORY 指令

ADD_SUBDIRECTORY(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

  • 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存放的位置

  • 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HelloWord

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
[[email protected] cmake]# tree
.
├── build
├── CMakeLists.txt
├── COPYRIGHT
├── doc
│   └── hello.txt
├── README
├── runhello.sh
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    └── main.cpp

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

安装过程

cmake …

make

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 HelloFunc 函数供其他程序编程使用，HelloFunc 向终端输出 Hello World 字符串。

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。

有些功能很多地方都需要用到，为了节省存储空间只需要一份就够了，需要的时候再调用执行就可以，因此用动态库就可以，但有些功能代码只有一个或少部分程序需要用到，因此在编译的时候直接编译进去即可，此时应该采用静态库。总之编译成静态库还是动态库主要看该部分代码会不会在很多地方被用到

构建实例

[[email protected] cmake2]# tree
.
├── build
├── CMakeLists.txt
└── lib
    ├── CMakeLists.txt
    ├── hello.cpp
    └── hello.h

hello.h中的内容

#ifndef HELLO_H
#define Hello_H

void HelloFunc();

#endif

hello.cpp中的内容

#include "hello.h"
#include <iostream>
void HelloFunc(){
    
    std::cout << "Hello World" << std::endl;
}

项目中的cmake内容

PROJECT(HELLO)
ADD_SUBDIRECTORY(lib bin)

lib中CMakeLists.txt中的内容

SET(LIBHELLO_SRC hello.cpp)
ADD_LIBRARY(hello SHARED ${
    LIBHELLO_SRC})

ADD_LIBRARY

ADD_LIBRARY(hello SHARED ${LIBHELLO_SRC})

  • hello：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libhello.so
  • 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.a
ADD_LIBRARY(hello SHARED ${
    LIBHELLO_SRC})
ADD_LIBRARY(hello STATIC ${
    LIBHELLO_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(hello SHARED ${
    LIBHELLO_SRC})
ADD_LIBRARY(hello_static STATIC ${
    LIBHELLO_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 hello.cpp)

ADD_LIBRARY(hello_static STATIC ${
    LIBHELLO_SRC})

//对hello_static的重名为hello
SET_TARGET_PROPERTIES(hello_static PROPERTIES  OUTPUT_NAME "hello")
//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 libhello.a
SET_TARGET_PROPERTIES(hello_static PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)

ADD_LIBRARY(hello SHARED ${
    LIBHELLO_SRC})

SET_TARGET_PROPERTIES(hello PROPERTIES  OUTPUT_NAME "hello")
SET_TARGET_PROPERTIES(hello 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 hello 的共享库安装到/lib目录，

将 hello.h 安装到/include/hello 目录

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

//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 hello hello_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

[[email protected]-R4CM-srv cmake3]# tree
.
├── build
├── CMakeLists.txt
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    └── main.cpp

main.cpp

#include <hello.h>

int main(){
    
	HelloFunc();
}

解决：make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

[[email protected]-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

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