CMake入门

CMake是一个跨平台的安装(编译)工具，可以用简单的语句来描述所有平台的安装(编译过程)。能够输出各种各样的makefile或者project文件，能测试编译器所支持的C++特性,类似UNIX下的automake。只是 CMake的组态档取名为CMakeLists.txt。Cmake并不直接建构出最终的软件，而是产生标准的建构档(如 Unix的Makefile或Windows Visual C++的projects/workspaces)，然后再依一般的建构方式使用。这使得熟悉某个集成开发环境(IDE)的开发者可以用标准的方式建构他的软件，这种可以使用各平台的原生建构系统的能力是CMake和SCons等其他类似系统的区别之处。

至于出现一份代码，到处编译，但是编译不过就有可能是代码的问题了。

代码仓库

https://github.com/gongluck/CMake-Demo.git

简单项目

创建目录mydemo，再在mydemo目录中创建CMakeLists.txt和main.c两个文件。

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

int main()
{
    printf("hello, cmake!\n");
    return 0;
}

#CMakelists.txt
# CMake最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)

# 项目名称
project(mydemo)

# 查找当前目录下所有源文件并保存到变量
aux_source_directory(. SRCS)

# 指定生成目标
add_executable(mydemo ${SRCS})

之后执行命令：

cmake -S . -B ./build
cmake --build ./build

第一条命令是生成目标平台的项目，将生成使用系统上默认的编译套件的工程。-S后面的参数是CMake工程CMakeLists.txt文件所在目录，-B后面的参数是将要生成的目标平台项目文件存放的目录。第二条命令是构建项目，当然也可以通过其他工具打开项目构建或者执行make命令等。–build是CMake程序构建的命令，后面的参数是需要构建的项目的路径。

增加子模块

创建目录myfun，再在myfun目录中创建CMakeLists.txt、myfun.h和myfun.c三个文件。

//myfun.h
#ifndef __MYFUN_H__
#define __MYFUN_H__

int myfun(int a, int b);

#endif//__MYFUN_H__

//myfun.c
#include "myfun.h"

int myfun(int a, int b)
{
    return a+b;
}

#CMakelists.txt
# CMake最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)

# 获取当前文件夹名
STRING(REGEX REPLACE ".*/(.*)" "\\1" CURRENT_FOLDER ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

# 项目名称
project(${CURRENT_FOLDER})

# 查找当前目录下所有源文件并保存到变量
aux_source_directory(. SRCS)

# 生成链接库
add_library(${PROJECT_NAME} ${SRCS})

子模块中的

# 生成链接库
add_library(${PROJECT_NAME} SHARED ${SRCS})

SHARED可以省略，省略后相当于STATIC。

mydemo下的CMakeLists.txt和main.c也要做修改。然后，重新构建生成。

//main.c
#include <stdio.h>
#include "myfun/myfun.h"

int main()
{
    printf("hello, cmake!\n");
    printf("1+1=%d\n", myfun(1, 1));
    return 0;
}

#CMakelists.txt
# CMake最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)

# 获取当前文件夹名
STRING(REGEX REPLACE ".*/(.*)" "\\1" CURRENT_FOLDER ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

# 项目名称
project(${CURRENT_FOLDER})

# 设置变量
set(SUBMODULE myfun)

# 添加子目录
# 必须放在aux_source_directory前,否则同名变量SRCS会冲突
add_subdirectory(${SUBMODULE})

# 查找当前目录下所有源文件并保存到变量
aux_source_directory(. SRCS)

# 指定生成目标
add_executable(${PROJECT_NAME} ${SRCS})

# 添加链接库
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${SUBMODULE})

主模块中主要改动在

# 添加子目录
# 必须放在aux_source_directory前,否则同名变量SRCS会冲突
add_subdirectory(${SUBMODULE})

# 添加链接库
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${SUBMODULE})

add_subdirectory命令添加子模块目录，CMake会自动执行子模块中的CMakelists.txt。 target_link_libraries命令是将子模块链接到主模块。

自定义编译选项

主模块的CMakelists.txt修改成：

#CMakeLists.txt
# CMake最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.0)

# 获取当前文件夹名
STRING(REGEX REPLACE ".*/(.*)" "\\1" CURRENT_FOLDER ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

# 项目名称
project(${CURRENT_FOLDER})

# 加入一个配置头文件用于处理 CMake 对源码的设置
configure_file(
  ${PROJECT_SOURCE_DIR}/config.h.in
  ${PROJECT_BINARY_DIR}/config.h
  )

# 自定义编译选项
option(USESUBMODULE "use submodule" ON)
if (USESUBMODULE)
    # 设置变量
    set(SUBMODULE myfun)
    
    # 添加包含路径
    include_directories(${SUBMODULE})
 
    # 添加子目录
    # 必须放在aux_source_directory前,否则同名变量SRCS会冲突
    add_subdirectory(${SUBMODULE})

    # 设置附加库变量
    set(EXTRA_LIBS ${EXTRA_LIBS} ${SUBMODULE})
endif (USESUBMODULE)

# 查找当前目录下所有源文件并保存到变量
aux_source_directory(. SRCS)

# 指定生成目标
add_executable(${PROJECT_NAME} ${SRCS})

# 添加链接库
target_link_libraries(${PROJECT_NAME} ${EXTRA_LIBS})

创建config.h.in文件并输入：

#cmakedefine USEMYPRINT

option命令可以设置自定义编译选项，configure_file命令用于设置配置文件。生成目标工程时，目标目录会生成一个config.h文件。config.h中，如果USESUBMODULE选项被打开就为：

#define USESUBMODULE

否则是：

/* #undef USESUBMODULE */

main.c也需要调整：

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

#ifdef USESUBMODULE
#include "myfun.h"
#endif//USESUBMODULE

int main()
{
    printf("hello, cmake!\n");
#ifdef USESUBMODULE
    printf("1+1=%d\n", myfun(1, 1));
#endif//USESUBMODULE
    return 0;
}

CMake打开选项的命令：

cmake -D[宏名]=[宏值]

所以，开关USESUBMODULE选项使用：

cmake -S . -B ./build -DUSESUBMODULE=ON
cmake -S . -B ./build -DUSESUBMODULE=OFF

安装

CMakeLists.txt的install命令：

# 安装目标文件
install(TARGETS [名称] DESTINATION [目录])
# 安装普通文件
install(FILES [名称] DESTINATION [目录])

主模块和子模块的CMakeLists.txt分别添加对应的install命令：

# 指定安装路径
install(TARGETS ${PROJECT_NAME} DESTINATION bin)
install(FILES "${PROJECT_BINARY_DIR}/config.h" DESTINATION include)

# 指定库的安装路径
install(TARGETS ${PROJECT_NAME} DESTINATION lib)
install(FILES ${PROJECT_NAME}.h DESTINATION include)

最后执行：

cmake -S ./ -B ./build
cmake --build ./build --config Release
cmake --install ./build --config Release --prefix ./install

cmake –install ./build命令就是执行 ./build目录中项目的安装，–prefix ./install参数表示安装到 ./install目录。

测试

启用测试：

# 启用测试
enable_testing()

添加测试使用：

add_test(NAME [测试名] COMMAND [测试执行命令及参数] WORKING_DIRECTORY [工作目录])
set_tests_properties([测试名] PROPERTIES PASS_REGULAR_EXPRESSION [匹配输出])

主模块CMakeLists.txt添加：

# 分别设置了Debug版本和Release版本可执行文件的输出目录
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY_DEBUG ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY_RELEASE ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin) 

# 分别设置了Debug版本和Release版本库文件的输出目录
set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY_DEBUG ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY_RELEASE ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib) 

# 定义一个宏，用来简化测试工作
macro(do_test mycommand myret)
add_test(NAME test_${mycommand}_${myret} COMMAND ${mycommand} WORKING_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)
# 检查测试输出是否包含"${myret}"
set_tests_properties(test_${mycommand}_${myret} PROPERTIES PASS_REGULAR_EXPRESSION ${myret})
endmacro(do_test)

# 启用测试
enable_testing()

# 测试程序
do_test(mydemo "cmake")

执行命令编译和测试：

cmake -S ./ -B ./build
cmake --build ./build --config Release
cd ./build
ctest --force-new-ctest-process -C Release

函数检查

主模块CMakeLists.txt添加：

# 添加函数检查功能
include(CheckFunctionExists)   
check_function_exists(printf HAVEPRINTF)
if(HAVEPRINTF)
  # 添加宏定义
  add_definitions(-DHAVEPRINTF)
endif()

检查printf函数并且定义HAVEPRINTF宏。 main.c也需要调整：

#include "config.h"
#include <stdio.h>

#ifdef USESUBMODULE
#include "myfun.h"
#endif//USESUBMODULE

int main()
{
    printf("hello, cmake!\n");

#ifdef USESUBMODULE
    printf("1+1=%d\n", myfun(1, 1));
#endif//USESUBMODULE

#ifdef HAVEPRINTF
    puts("found printf.");
#else
    puts("not found printf.");
#endif//HAVEPRINTF

    return 0;
}

执行命令生成：

cmake -S ./ -B ./build

很不幸，生成Visual Studio工程时，printf函数总是找不到，但puts这类却是可以找到

添加版本号

主模块CMakeLists.txt添加：

# 添加版本号
set(VERSION_MAJOR 1)
set(VERSION_MINOR 0)

config.h.in添加：

#define VERSION_MAJOR @VERSION_MAJOR@
#define VERSION_MINOR @VERSION_MINOR@

这样生成的config.h文件中就会增加：

#define VERSION_MAJOR 1
#define VERSION_MINOR 0

在main.c中就可以直接使用版本号：

printf("hello, cmake!version:%d.%d\n", VERSION_MAJOR, VERSION_MINOR);

制作安装包

主模块CMakeLists.txt添加：

# 构建一个CPack安装包
include(InstallRequiredSystemLibraries)
# 设置安装包版本号
set(CPACK_PACKAGE_VERSION_MAJOR "${VERSION_MAJOR}")
set(CPACK_PACKAGE_VERSION_MINOR "${VERSION_MINOR}")
include(CPack)

依次执行以下命令即可生成安装包：

cmake -S . -B ./build
cmake --build ./build --config Release
cpack --config ./build/CPackConfig.cmake -B E:\Code\CMAKE-DEMO\mydemo\package -C Release
cpack --config ./build/CPackSourceConfig.cmake -B E:\Code\CMAKE-DEMO\mydemo\package -C Release

cpack命令的参数 -B后面是的安装包的生成目录，需要绝对路径。

最后

CMake、CTest和CPack的基本使用基本就这些了，生成工程、编译、测试、安装、制作包都基本使用到了。每个命令还有很多可选的功能没有提到，等以后需要再做补充。

Last modified on 2020-05-17