Cmake实践（Cmake Practice）第一部分

参考资料地址：https://github.com/Akagi201/learning-cmake/blob/master/docs/cmake-practice.pdf

一、初识cmake

1. Cmake特点

• 开放源代码
• 跨平台
• 能够管理大型项目
• 简化编译构建和编译过程（常用流程：cmake + make）
• 高效率
• 可扩展
• 每个目录编写一份CMakeLists.txt

二、初试cmake —— helloworld

1. 准备工作

mkdir -p /backup/cmake

cd /backup/cmake

mkdir t1

cd t1

在t1目录建立main.c和CMakeLists.txt文件：

//main.c
1 #include<stdio.h>
int main()
{
    printf("Hello World from t1 Main!
");
    return 0;
}

//CMakeLists
1 PROJECT(HELLO) 
SET(SRC_LIST main.c) 
MESSAGE(STATUS "This is BINARY dir " ${HELLO_BINARY_DIR}
MESSAGE(STATUS "This is SOURCE dir " ${HELLO_SOURCE_DIR})
ADD_EXECTUABLE(hello SRC_LIST)

 2. 开始构建

cmake . 　　　　//生成Makefile、CMakeFiles、CMakeCache.txt等文件

make [VERBOSE=1]　　　　//实际构建工程，VERBOSE=1可查看make构建的详细过程

./hello　　　　//运行目标文件

3. CMakeLists.txt代码解释

（1）PROJECT指令的语法

PROJECT(projectname [CXX] [C] [Java])　　//定义工程名称，并指定支持的语言（默认支持所有语言）

该指令隐式的定义了两个cmake变量：<projectname>_BINARY_DIR以及<projectname>_SOURCE_DIR，内部编译的情况下，两个变量相同，如上述工程中均为/backup/cmake/t1，外部编译则有所不同

同时cmake系统也自动预定义了PROJECT_BINARY_DIR和PROJECT_SOURCE_DIR变量，他们的值分别跟HELLO_BINARY_DIR与HELLO_SOURCE_DIR一致；建议直接使用PROJECT_BINARY_DIR和PROJECT_SOURCE_DIR变量，避免工程名称的影响

（2）SET指令的语法

SET(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])　　//用来显式的定义变量
如：SET(SRC_LIST main.c)，如果有多个源文件：SET(SRC_LIST main.c t1.c t2.c)

（3）MESSAGE指令的语法

MESSAGE([SEND_ERROR | STATUS | FATAL_ERROR] "message to display"...)　　//用于向终端输出用户定义的信息

包含了三种类型:

• 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

（4）ADD_EXECUTABLE(hello ${SRC_LIST})　　//生成名为hello的可执行文件，源文件列表由变量SRC_LIST定义，本例等同于ADD_EXECUTABLE(hello main.c)

4. 基本语法规则

（1）变量使用${var}方式取值，但是在IF控制语句中是直接使用变量名

（2）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

（3）指令是大小写无关的，参数和变量是大小写相关的。建议全部使用大写指令

5. 清理工程：make clean

6. 内部构建与外部构建（in-source build, out-of-source build）

（1）内部编译不足：生成的中间临时文件与代码文件混在一起，且无法自动删除

（2）外部编译过程

• 清除上述t1目录中的除main.c和CMakeLists.txt之外的所有中间文件，特别是CMakeCache.txt
• 在t1目录中新建build目录　　//也可以建在其他位置
• 进入build目录，运行cmake ..　　//..代表父目录，也可以输入工程代码文件的全路径；最终在build目录中生成编译需要的Makefile和其他中间文件
• 运行make　　//在当前目录（build）中生成hello目标文件

//外部编译优势：对原有的工程没有任何影响，所有的活动均发生在编译目录（build）

//注意：此时的HELLO_SOURCE_DIR仍然指代工程路径，即/backup/cmake/t1；而HELLO_BINARY_DIR则指代编译路径，即/backup/cmake/t1/build

三、更好的Hello World

在采用外部构建的基础上（构建目录为build子目录），修改上述Hello World使得更像一个工程，实现目标如下：

• 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
• 最终安装这些文件：将hello二进制与runhello.sh安装至/usr/bin，将doc目录的内容以及COPYRIGHT/README安装到/usr/share/doc/cmake/t2

1. 准备工作

mkdir -p /backup/cmake/t2

cd /back/cmake/t1  +  cp main.c CMakeLists.txt ../t2

2. 添加子目录src

cd /back/cmake/t2

mkdir src

mv main.c src

每个目录的CMakeLists.txt如下：

// /backup/cmake/t2/CMakeLists.txt
1 PROJECT(HELLO)
ADD_SUBDIRECTORY(src bin)　　//bin目录为编译输出（包含编译中间结果）的目录

// /backup/cmake/t2/src/CMakeLists.txt
1 ADD_EXECUTABLE(hello main.c)

mkdir build  +  cd build

cmake ..  +  make　　//构建生成的hello目标文件位于build/bin目录中

语法解释（ADD_SUBDIRECTORY指令）：

ADD_SUBDIRECTORY(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

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文件存放的位置，EXCLUDE_FROM_ALL用于将指定目录从编译过程中排除，如工程中的example目录可以在工程构建完成后进行单独构建；如果未指定binary_dir则编译输出（包含中间结果）目录为build/src（与源文件src目录对应）

3. 指定目标二进制的保存位置

利用SET指令重新指定最终生成的目标二进制位置（指hello或者共享库，不包含编译生成的中间文件）

• SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)　　"build/bin"
• SET(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)　　"build/lib"

注：指令加到哪个CMakeLists.txt？添加原则：在哪里ADD_EXECUTABLE或ADD_LIBRARY，如果需要改变目标存放路径，就在哪里加入上述的定义，本例中为src子目录下的CMakeLists.txt

4. 如何安装？

（1）直接make install　　//将hello安装到/usr/bin目录

（2）直接make install DESTDIR=/tmp/test　　//安装到/tmp/test/usr/bin目录（打包时常用）

5. 修改Helloworld支持安装 （用到cmake的INSTALL指令和CMAKE_INSTALL_PREFIX变量）

（1）添加doc目录及文件

cd /backup/cmake/t2

mkdir doc

vim doc/hello.txt　　//填写任意内容并保存

（2）在工程目录添加runhello.sh脚本、COPYRIGHT和README

cd /backup/cmake/t2

vim runhello.sh　　//内容为hello

touch COPYRIGHT

touch README

（3）改写各目录下的CMakeLists.txt文件

• 安装COPYRIGHT和README，直接修改主工程目录CMakeLists.txt文件，加入如下指令：INSTALL(FILES COPYRIGHT README DESTINATION share/doc/cmake/t2)
• 安装runhello.sh，直接修改主工程目录CMakeLists.txt文件，加入如下指令：INSTALL(PROGRAMS runhello.sh DESTINATION bin)
• 安装doc中的hello.txt，有两种方式：一是通过在doc目录建立CMakeLists.txt并将doc目录通过ADD_SUBDIRECTORY加入工程来完成；另一种是直接在主工程目录通过INSTALL(DIRECTORY ...)实现——INSTALL(DIRECTORY doc/ DESTINATION share/doc/cmake/t2)；其中“doc/”表明安装doc目录中的内容，而非整个目录

注：DESTINATION均使用相对路径，安装后的路径为${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/<DESTINATION定义的路径>，若采用绝对路径则CMAKE_INSTALL_PREFIX其实就无效的

6. 运行修改内容

cd build

cmake -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/tmp/t2/usr ..　　//CMAKE_INSTALL_PREFIX的默认定义是/usr/local

make

make install

进入/tmp/t2目录查看安装结果：
./usr
./usr/share
./usr/share/doc
./usr/share/doc/cmake
./usr/share/doc/cmake/t2
./usr/share/doc/cmake/t2/hello.txt
./usr/share/doc/cmake/t2/README
./usr/share/doc/cmake/t2/COPYRIGHT
./usr/bin
./usr/bin/hello
./usr/bin/runhello.sh