CMake使用總結

https://www.mawenbao.com/note/cmake.html

總結CMake的常用命令,並介紹有用的CMake資源。

CMake意爲cross-platform make,可用於管理c/c++工程。CMake解析配置文件CMakeLists.txt生成Makefile,相比直接用Makefile管理工程,CMake更靈活和簡單。

簡單的例子

一個完整的Demo可參考這裏

假設當前目錄的結構爲

./a.cpp
./b.cpp

./include/common.h
./include/defines.h

./other/c.cpp
./other/d.cpp

./lib/libB.a
./lib/libBd.a
./lib/libA.so
./lib/libAd.so
./lib/libB.so
./lib/libBd.so
./lib/libC.so
./lib/libCd.so

使用下面的CMakeLists.txt文件,目標是編譯當前目錄和./other目錄下的所有源文件,並鏈接./lib目錄下的相應庫文件到最終的可執行文件./bin/hello(或./bin/hellod)。

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(helloworld)

set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)
set(CMAKE_CXX_COMPILER "g++")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "-Wall")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "-g3")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "-O2")
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin)

aux_source_directory(./ SRC_LIST)
aux_source_directory(./other OTHER_SRC_LIST)
list(APPEND SRC_LIST ${OTHER_SRC_LIST})

include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)
link_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

if(${CMAKE_BUILD_TYPE} MATCHES "debug")
    add_executable(hellod ${SRC_LIST})
    target_link_libraries(hellod Ad Bd.a Cd.so)
else()
    add_executable(hello ${SRC_LIST})
    target_link_libraries(hello A B.a C.so)
endif()

執行命令cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug .生成Makefile,make之後生成./bin/hellod(調試版本),或執行cmake .最後生成./bin/hello。

常用的CMake變量

詳細內容請參考CMake Useful Variables

  • PROJECT_SOURCE_DIR 工程的源文件目錄,通常是包含CMakeLists.txt(有Project命令的)的目錄。

自定義變量

可在命令行下向CMake傳遞自定義變量

cmake -DMY_VAR=hello .

然後在CMakeLists.txt中使用,注意大小寫。

message(${MY_VAR})

構建類型

cmake默認支持多種構建類型(build type),每種構建類型都有專門的編譯參數變量,詳情見下表[1]:

CMAKE_BUILD_TYPE

對應的c編譯選項變量

對應的c++編譯選項變量

None

CMAKE_C_FLAGS

CMAKE_CXX_FLAGS

Debug

CMAKE_C_FLAGS_DEBUG

CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG

Release

CMAKE_C_FLAGS_RELEASE

CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE

RelWithDebInfo

CMAKE_C_FLAGS_RELWITHDEBINFO

CMAKE_CXX_FLAGS_RELWITHDEBINFO

MinSizeRel

CMAKE_C_FLAGS_MINSIZEREL

CMAKE_CXX_FLAGS_MINSIZEREL

在CMakeLists.txt中可以自定義編譯選項變量

set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "-O2")

然後運行cmake的時候,傳入相應的構建類型即可

cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

常用命令

詳情可參考對應版本的CMake文檔

檢查CMake版本

cmake版本至少爲2.8

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

定義工程名稱

工程名爲helloworld

project(helloworld)

查找源文件

查找當前目錄下所有的源文件並保存到SRC_LIST變量裏

aux_source_directory(. SRC_LIST)

查找src目錄下所有以cmake開頭的文件並保存到CMAKE_FILES變量裏

file(GLOB CMAKE_FILES "src/cmake*")

file命令同時支持目錄遞歸查找

file(GLOB_RECURSE CMAKE_FILES "src/cmake*")

按照官方文檔的說法,不建議使用file的GLOB指令來收集工程的源文件,原文解釋如下

We do not recommend using GLOB to collect a list of source files from your source tree. If no CMakeLists.txt file changes when a source is added or removed then the generated build system cannot know when to ask CMake to regenerate.

大意就是,GLOB收集的源文件增加或刪除,而CMakeLists.txt沒有發生修改時,CMake不能識別這些文件。其實,當CMakeLists.txt使用aux_source_directory和file glob查找工程源文件時,如果添加或刪除源文件,都需要重新運行CMake。

set命令

經常配合set命令使用的CMake變量,使用set(variable value)進行設置。

  • CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on 輸出詳細的編譯和鏈接信息
  • CMAKE_CXX_COMPILER "g++" c++編譯器
  • CMAKE_CXX_FLAGS "-Wall" c++編譯器參數
    • CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG 除CMAKE_CXX_FLAGS外,debug版本的額外編譯器參數
    • CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE 除CMAKE_CXX_FLAGS外,release版本的額外編譯器參數
  • EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/bin 可執行文件的輸出目錄
  • LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib 鏈接庫的輸出目錄

set命令還可以設置自定義變量,比如

set(MY_GREETINGS "hello world")

包含目錄和鏈接目錄

./include./abc加入包含目錄列表

include_directories(
    ./include
    ./abc
)

./lib加入編譯器鏈接階段的搜索目錄列表

link_directories(
    ./lib
)

添加生成目標

使用SRC_LIST源文件列表裏的文件生成一個可執行文件hello

add_executable(hello ${SRC_LIST})

使用SRC_LIST源文件列表裏的文件生成一個靜態鏈接庫libhello.a

add_library(hello STATIC ${SRC_LIST})

使用SRC_LIST源文件列表裏的文件生成一個動態鏈接庫libhello.so

add_library(hello SHARED ${SRC_LIST})

將若干庫文件鏈接到生成的目標hello(libhello.a或libhello.so)

target_link_libraries(hello A B.a C.so)

需要注意的是,target_link_libraries裏庫文件的順序符合gcc鏈接順序的規則,即被依賴的庫放在依賴它的庫的後面,比如上面的命令裏,libA.so可能依賴於libB.a和libC.so,如果順序有錯,鏈接時會報錯。還有一點,B.a會告訴CMake優先使用靜態鏈接庫libB.a,C.so會告訴CMake優先使用動態鏈接庫libC.so,也可直接使用庫文件的相對路徑或絕對路徑。使用絕對路徑的好處在於,當依賴的庫被更新時,make的時候也會重新鏈接。

自定義鏈接選項

有時候需要自定義鏈接選項,比如需要單獨對B.a使用--whole-archive選項,可以

target_link_libraryies(hello A -Wl,--whole-archive B.a -Wl,--no-whole-archive C.so)

自定義Makefile目標

運行下面的whatever目標make whatever,會先創建一個目錄./hello,然後將當前目錄的a.txt拷貝到新建的./hello目錄裏。

add_custom_command(
    OUTPUT ./hello/a.txt
    COMMAND mkdir -p ./hello 
            cp a.txt ./hello
    DEPENDS a.txt
)
add_custom_target(whatever DEPENDS ./hello/a.txt)

自定義目標還可以使用add_dependencies命令加入到其他目標的依賴列表裏,當執行make demo時,whatever目標會被自動調用。

add_executable(demo ${SRC_LIST})
add_dependencies(demo whatever)

其他常用命令

包含其他目錄的CMakeLists.txt

include(/path/to/another/CMakeLists.txt)

if命令

if(${CMAKE_BUILD_TYPE} MATCHES "debug")
    ...
else()
    ...
endif()

list命令

list(APPEND SRC_LIST 
    a.cpp
    b.cpp
)

list(REMOVE_ITEM SRC_LIST
    a.cpp
)

更多的例子

自定義Makefile目標的完整例子

下面的CMakeLists.txt添加一個自定義目標proto,該目標在編譯工程前,會先調用protobuf程序編譯先生成Google Protocol Buffers的消息解析器。

cmake_minimum_required(VERSION 2.6)
project(protobuf-demo)

# compile proto files
set(PROTO_IN  news.proto)
set(PROTO_SRC news.pb.cc)
set(PROTO_OUT news.pb.h news.pb.cc proto/)

add_custom_command(
    OUTPUT ${PROTO_OUT}
    COMMAND protoc --cpp_out . --java_out . ${PROTO_IN}
    DEPENDS ${PROTO_IN}
)
add_custom_target(proto DEPENDS ${PROTO_OUT})

aux_source_directory(. SRC_LIST)
list(APPEND SRC_LIST
    ${PROTO_SRC}
)

set(CMAKE_CXX_COMPILER "g++")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "-Wall")
set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)

add_executable(demo ${SRC_LIST})
add_dependencies(demo proto)
target_link_libraries(demo protobuf)

閱讀資料

  1. CMake文檔列表
  2. CMake常用變量列表
  3. CMake入門教程
  4. CMake Useful Variables: Compilers and Tools,引用於2014-05-06。 
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