CMake 入门实战

什么是 CMake
教程：http://www.hahack.com/codes/cmake/
详细指令：http://blog.csdn.net/netnote/article/details/4051620
它首先允许开发者编写一种平台无关的 CMakeList.txt 文件来定制整个编译流程，然后再根据目标用户的平台进一步生成所需的本地化 Makefile 和工程文件，如 Unix 的 Makefile 或 Windows 的 Visual Studio 工程。

说明1
正常编译 在项目文件夹根目录下

cmake .
make

如果重新编译，要么删除已编译文件但是太麻烦，可使用

sudo make install

说明2
ccmake 与命令 cmake 的不同之处在于 ccmake 提供了一个图形化的操作界面

1 入门案例：单个源文件

进入文件夹dongdong@dongdong:~/cmake/learn_one$ 生成main.cc文件

gedit  main.cc 

用途 计算一个数的指数幂

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/**
 * power - Calculate the power of number.
 * @param base: Base value.
 * @param exponent: Exponent value.
 *
 * @return base raised to the power exponent.
 */
double power(double base, int exponent)
{
    int result = base;
    int i;

    if (exponent == 0) {
        return 1;
    }

    for(i = 1; i < exponent; ++i){
        result = result * base;
    }
    return result;
}
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 3){
        printf("Usage: %s base exponent 
", argv[0]);
        return 1;
    }
    double base = atof(argv[1]);
    int exponent = atoi(argv[2]);
    double result = power(base, exponent);
    printf("%g ^ %d is %g
", base, exponent, result);
    return 0;
}

编写 CMakeLists.txt
首先编写 CMakeLists.txt 文件，并保存在与 main.cc 源文件同个目录下：

gedit CMakeLists.txt

首先编写 CMakeLists.txt 文件，并保存在与 main.cc 源文件同个目录下：

# CMake 最低版本号要求
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)
# 项目名称
project (Demo1)
# 生成名为Demo 的可执行文件
add_executable(Demo main.cc)

• CMakeLists.txt 的语法比较简单，由命令、注释和空格组成，其中命令是不区分大小写的。
• 符号 # 后面的内容被认为是注释。
• 命令由命令名称、小括号和参数组成，参数之间使用空格进行间隔。
  编译项目
  在当前目录执行

cmake .
make

2 同一目录，多个源文件
上面的例子只有单个源文件。现在假如把 power 函数单独写进一个名为 MathFunctions.c 的源文件里，使得这个工程变成如下的形式：

./Demo2
    |
    +--- main.cc
    |
    +--- MathFunctions.cc
    |
    +--- MathFunctions.h

main.cc主函数

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "MathFunctions.h"
 double power(double base, int exponent);
int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 3){
        printf("Usage: %s base exponent 
", argv[0]);
        return 1;
    }
    double base = atof(argv[1]);
    int exponent = atoi(argv[2]);
    double result = power(base, exponent);
    printf("%g ^ %d is %g
", base, exponent, result);
    return 0;
}

MathFunctions.h 函数头文件

extern double power(double base, int exponent);

MathFunctions.cc 函数体

/**
 * power - Calculate the power of number.
 * @param base: Base value.
 * @param exponent: Exponent value.
 *
 * @return base raised to the power exponent.
 */
double power(double base, int exponent)
{
    int result = base;
    int i;

    if (exponent == 0) {
        return 1;
    }

    for(i = 1; i < exponent; ++i){
        result = result * base;
    }
    return result;
}

这个时候，CMakeLists.txt 可以改成如下的形式：

# CMake 最低版本号要求
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)
# 项目信息
project (Demo2)
# 指定生成目标
add_executable(Demo main.cc MathFunctions.cc)

唯一的改动只是在 add_executable 命令中增加了一个 MathFunctions.cc 源文件。
这样写当然没什么问题，但是如果源文件很多，把所有源文件的名字都加进去将是一件烦人的工作。
更省事的方法是使用 aux_source_directory 命令，该命令会查找指定目录下的所有源文件，然后将结果存进指定变量名。其语法如下：

aux_source_directory(<dir> <variable>)

因此，可以修改 CMakeLists.txt 如下：

# CMake 最低版本号要求
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)
# 项目信息
project (Demo2)
# 查找当前目录下的所有源文件
# 并将名称保存到 DIR_SRCS 变量
aux_source_directory(. DIR_SRCS)
# 指定生成目标
add_executable(Demo ${DIR_SRCS})

这样，CMake 会将当前目录所有源文件的文件名赋值给变量 DIR_SRCS ，再指示变量 DIR_SRCS 中的源文件需要编译成一个名称为 Demo 的可执行文件。

3 多个目录，多个源文件
3.1
现在进一步将 MathFunctions.h 和 MathFunctions.cc 文件移动到 math 目录下。

./Demo3
    |
    +--- main.cc
    |
    +--- math/
          |
          +--- MathFunctions.cc
          |
          +--- MathFunctions.h

main.cc文件内容
注意引用地址变换 “math/MathFunctions.h”

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include "math/MathFunctions.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc < 3){
        printf("Usage: %s base exponent 
", argv[0]);
        return 1;
    }
    double base = atof(argv[1]);
    int exponent = atoi(argv[2]);
    double result = power(base, exponent);
    printf("%g ^ %d is %g
", base, exponent, result);
    return 0;
}

MathFunctions.h

#ifndef POWER_H
#define POWER_H

extern double power(double base, int exponent);

#endif

MathFunctions.cc

/**
 * power - Calculate the power of number.
 * @param base: Base value.
 * @param exponent: Exponent value.
 *
 * @return base raised to the power exponent.
 */
double power(double base, int exponent)
{
    int result = base;
    int i;

    if (exponent == 0) {
        return 1;
    }

    for(i = 1; i < exponent; ++i){
        result = result * base;
    }

    return result;
}

对于这种情况，需要分别在项目根目录 Demo3 和 math 目录里各编写一个 CMakeLists.txt 文件。为了方便，我们可以先将 math 目录里的文件编译成静态库再由 main 函数调用。

根目录中的 CMakeLists.txt ：

# CMake 最低版本号要求
cmake_minimum_required (VERSION 2.8)
# 项目信息
project (Demo3)
# 查找当前目录下的所有源文件
# 并将名称保存到 DIR_SRCS 变量
aux_source_directory(. DIR_SRCS)
# 添加 math 子目录
add_subdirectory(math)
# 指定生成目标 
add_executable(Demo ${DIR_SRCS})
# 添加链接库
target_link_libraries(Demo MathFunctions)

该文件添加了下面的内容: 第3行，使用命令 add_subdirectory 指明本项目包含一个子目录 math，这样 math 目录下的 CMakeLists.txt 文件和源代码也会被处理 。第6行，使用命令 target_link_libraries 指明可执行文件 main 需要连接一个名为 MathFunctions 的链接库 。

子目录中的 CMakeLists.txt：

# 查找当前目录下的所有源文件
# 并将名称保存到 DIR_LIB_SRCS 变量
aux_source_directory(. DIR_LIB_SRCS)
# 生成链接库
add_library (MathFunctions ${DIR_LIB_SRCS})

在该文件中使用命令 add_library 将 src 目录中的源文件编译为静态链接库。

最后编译

cmake .
make

自定义编译选项
CMake 允许为项目增加编译选项，从而可以根据用户的环境和需求选择最合适的编译方案。

例如，可以将 MathFunctions 库设为一个可选的库，如果该选项为 ON ，就使用该库定义的数学函数来进行运算。否则就调用标准库中的数学函数库。
**

在工程中查找并使用其他程序库的方法**
引用函数库，首先找到软件包头文件和链接库所在文件，以便生成编译选项。

例如一个需要使用博克利数据库项目,需要头文件db_cxx.h 和链接库 libdb_cxx.so ,现在该项目中有一个源代码文件 main.cpp ，放在项目的根目录中。

第一步，程序库说明文件

6 安装和测试
定制安装规则
首先先在 math/CMakeLists.txt 文件里添加下面两行：

在项目的根目录中创建目录 cmake/modules/ ，在 cmake/modules/ 下创建文件 Findlibdb_cxx.cmake ，内容如下：


# 设置安装路径
SET(CMAKE_INSTALL_PREFIX /home/dongdong/cmake/demo5_Shezhi) 

# 指定 MathFunctions 库的安装路径
install (TARGETS MathFunctions DESTINATION bin)
install (FILES MathFunctions.h DESTINATION include)

指明 MathFunctions 库的安装路径。
更改后的样子：

# 查找当前目录下的所有源文件
# 并将名称保存到 DIR_SRCS 变量
aux_source_directory(. DIR_LIB_SRCS)
# 指定生成目标
add_library (MathFunctions ${DIR_LIB_SRCS})

# 设置安装路径
SET(CMAKE_INSTALL_PREFIX /home/dongdong/cmake/demo5_Shezhi) 

# 指定 MathFunctions 库的安装路径
install (TARGETS MathFunctions DESTINATION bin)
install (FILES MathFunctions.h DESTINATION include)

之后同样修改根目录的 CMakeLists 文件，在末尾添加下面几行：

# 设置安装路径
SET(CMAKE_INSTALL_PREFIX /home/dongdong/cmake/demo5_Shezhi) 

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

更改后的样子：

通过上面的定制，生成的 Demo 文件和 MathFunctions 函数库 libMathFunctions.o 文件将会被复制到 /home/dongdong/cmake/demo5_Shezhi/bin 中，
而 MathFunctions.h 和生成的 config.h 文件则会被复制到 /home/dongdong/cmake/demo5_Shezhi/include 中。

———————————————-分割线 尚未完成————————————————————–
为工程添加测试

添加测试同样很简单。CMake 提供了一个称为 CTest 的测试工具。我们要做的只是在项目根目录的 CMakeLists 文件中调用一系列的 add_test 命令。

# 启用测试
enable_testing()
# 测试程序是否成功运行
add_test (test_run Demo 5 2)
# 测试帮助信息是否可以正常提示
add_test (test_usage Demo)
set_tests_properties (test_usage
  PROPERTIES PASS_REGULAR_EXPRESSION "Usage: .* base exponent")
# 测试 5 的平方
add_test (test_5_2 Demo 5 2)
set_tests_properties (test_5_2
 PROPERTIES PASS_REGULAR_EXPRESSION "is 25")
# 测试 10 的 5 次方
add_test (test_10_5 Demo 10 5)
set_tests_properties (test_10_5
 PROPERTIES PASS_REGULAR_EXPRESSION "is 100000")
# 测试 2 的 10 次方
add_test (test_2_10 Demo 2 10)
set_tests_properties (test_2_10
 PROPERTIES PASS_REGULAR_EXPRESSION "is 1024")

支持 gdb
让 CMake 支持 gdb 的设置也很容易，只需要指定 Debug 模式下开启 -g 选项：

set(CMAKE_BUILD_TYPE "Debug")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -Wall -g -ggdb")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3 -Wall")

添加环境检查
有时候可能要对系统环境做点检查，例如要使用一个平台相关的特性的时候。在这个例子中，我们检查系统是否自带 pow 函数。如果带有 pow 函数，就使用它；否则使用我们定义的 power 函数。

添加版本号

给项目添加和维护版本号是一个好习惯，这样有利于用户了解每个版本的维护情况，并及时了解当前所用的版本是否过时，或是否可能出现不兼容的情况。

生成安装包
本节将学习如何配置生成各种平台上的安装包，包括二进制安装包和源码安装包。为了完成这个任务，我们需要用到 CPack ，它同样也是由 CMake 提供的一个工具，专门用于打包。
首先在顶层的 CMakeLists.txt 文件尾部添加下面几行：

# 构建一个 CPack 安装包
include (InstallRequiredSystemLibraries)
set (CPACK_RESOURCE_FILE_LICENSE
  "${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/License.txt")
set (CPACK_PACKAGE_VERSION_MAJOR "${Demo_VERSION_MAJOR}")
set (CPACK_PACKAGE_VERSION_MINOR "${Demo_VERSION_MINOR}")
include (CPack)

上面的代码做了以下几个工作：

1. 导入 InstallRequiredSystemLibraries 模块，以便之后导入 CPack 模块；
2. 设置一些 CPack 相关变量，包括版权信息和版本信息，其中版本信息用了上一节定义的版本号；
3. 导入 CPack 模块。

接下来的工作是像往常一样构建工程，并执行 cpack 命令。
生成二进制安装包

cpack -C CPackConfig.cmake

生成源码安装包

cpack -C CPackSourceConfig.cmake

在生成项目后，执行 cpack -C CPackConfig.cmake 命令：

cpack -C CPackConfig.cmake

此时会在该目录下创建 3 个不同格式的二进制包文件：

Demo8-1.0.1-Linux.sh  Demo8-1.0.1-Linux.tar.gz  Demo8-1.0.1-Linux.tar.Z

这 3 个二进制包文件所包含的内容是完全相同的。我们可以执行其中一个。此时会出现一个由 CPack 自动生成的交互式安装界面：

完成后提示安装到了 Demo8-1.0.1-Linux 子目录中，我们可以进去执行该程序：
./Demo8-1.0.1-Linux/bin/Demo 5 2