cmake 学习笔记

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三个月前就学习了怎么使用cmake, 但是感觉简单就没做记录,现在发现还是有必要记一下。

前言

之前 hades 说让我在64位系统下做东西,我说没问题。

然后我问:”有 demo(样例) 吗? 回答:”没有,以后我们都会迁移到 64 位的,你这是新项目,你就先在那上面做吧,还有你看看 cmake 怎么用的吧”

于是我就开始作为第一个吃螃蟹的人开始了 cmake 的生涯。

但是当时遇到公共库的问题时,我更多的依赖于 hades, 他解决了我继续找下一个坑。

直到上周, hades 去北京出差了,他走之前给我说你抽一天时间做做什么吧,很简单的。

那天我做的时候,发现之前大家都是在 32 位下使用那个东西,64位下根本没有,而且之前的都是 makefile 写的, 还没有 cmake 的 demo.

刚开始想着等 hades 回来让他把公共库和环境搭建好了我再弄。

后来我问自己,为什么要等 hades 回来再弄呢?现在自己弄不行吗?

想了想没什么问题,虽然自己之前从来没弄过与公共库有关的东西。

cmake 主要参考 pdf文档 CMake Practice官网

背景

实际上我不熟悉 makefile , 所以我没法评价 makefile 和 cmake 那个更好。

不管谁好谁坏吧,先来学习一下这个基本语法吧。

cmake 基本语法

当时做了一个笔记,一张A4纸就够了,感觉图片不清晰的话,可以看这个 pdf图片 (现在的百度云的压缩策略改变了,一张高清图片被缩略的这么不清晰).

note-cmake-img

接下来我再简单的介绍一下。

cmake 的文件必须保存为 CMakeLists.txt 。
一般每个目录有放一个 CMakeLists.txt, 本目录的 CMakeLists.txt 负责管理本目录的项目。 这样我们通过一个树形的 CMakeLists.txt 就很容易管理一个大型项目了。

.

我的编译命令

我把我的 cmake 编译命令写成一个脚本了。

编译的时候,只需要在根目录建一个 bulid 目录(当然也需要一个bin目录), 然后把这个文件放在 bulid 目录里,执行即可。

为什么要放到 bulid 目录里呢?

是因为 cmake 编译的时候会生成很多垃圾数据,这些数据还不能用过 cmake 命令清除(我学的不好,谁知道怎么做可以留言)。

于是我们放在 一个目录里就可以通过删除目录的所有文件来清理垃圾数据了。

#########################################################################                                         
# File Name: run.sh
# Author: tiankonguse(skyyuan)
# mail: i@tiankonguse.com
# Created Time: Wed Aug 27 11:48:28 2014
#########################################################################
#!/bin/bash
 
cp -f ./run.sh ../run.sh;
rm -rf *;
cp -f ../run.sh ./run.sh;
cmake ../;
make;
make install;
cp -f ./run.sh ../run.sh;
rm -rf *;
cp -f ../run.sh ./run.sh;

上面的有效数据其实只有三条。

第一条 cmake ../; 会生成 makefile, 然后就只编译 makefile 的命令 make 和 安装程序的命令 make install 了 。

初识 cmake

假设我们的程序没有依赖任何外部库,这时我们只需要下面几行 cmake 语句即可。

//main.c
#include <stdio.h>
int main(){
    printf("Hello World from t1 Main!\n");
    return 0;
}
# CMakeLists.txt 
PROJECT (HELLO) 

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)

MESSAGE(STATUS "This is BINARY dir " ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

AUX_SOURCE_DIRECTORY(. SRC_LIST)
ADD_EXECUTABLE(hello SRC_LIST)

SET(EXE_NAME main)
install(TARGETS ${EXE_NAME} RUNTIME DESTINATION ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/bin)

cmake 高级语法

上面的 cmake 可以处理我们的大部分小项目了。

但是如果我们的项目如果依赖一些公共库的话,那时候就需要学会使用依赖库的相关语法了。

INCLUDE_DIRECTORIES 引入头文件

有时候我们有一些公共头文件,都拷贝一份的做法虽然能达到目标,但是一旦这样做了,结果是可怕的。

所以我们必须要保证有文件只有一份,这样我们只需要维护一份头文件即可。

那头文件怎么包含进来呢?

使用 INCLUDE_DIRECTORIES 即可引入头文件了。

set(BASE_INCLUDE_DIR ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/include)
INCLUDE_DIRECTORIES(${BASE_INCLUDE_DIR})

INCLUDE 依赖库

有时候我们使用的文件不是自己的,这个时候我们一般不简单的指定 include 位置,而是在那个库的位置写一个 config.project.cmake 文件。

config.project.cmake 文件内可以详细的写自己这个库的依赖与文件的位置。

假设我们的公共库的位置存在 变量 PUBLIC_LIBS_PATH 中,我们只需要下面的命令即可引入 json 的库。

INCLUDE($ENV{PUBLIC_LIBS_PATH}/json/config.json.cmake)

我们把想用的库引进来了,还需要链接才能使用这个库。

链接命令

set(EXE_NAME hello)
target_link_libraries(${EXE_NAME} json)

如果我们要链接 A 库, 但是 A 库又依赖 B 库。   这个时候我们需要线连接 A 库,然后再链接 B 库。

即是下面的样子

set(EXE_NAME hello)
target_link_libraries(${EXE_NAME} A)
target_link_libraries(${EXE_NAME} B)

编译公共库

下面就以 json 这个公共库为例来讲讲怎么编译公共库,并提供给外面的项目使用。

json 目录的文件大概如下。

build/
CMakeLists.txt
config.json.cmake
include/
lib/
lib64/
src/

其中 看到的那个 CMakeLists.txt 实际上很简单。

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
ADD_SUBDIRECTORY(src)

然后 src 下面的也有个 CMakeLists.txt, 内容如下

SET(CMAKE_CXX_FLAGS "-fPIC -g -Wall -o2")
INCLUDE($ENV{PUBLIC_LIBS_PATH}/json/config.json.cmake)

我们可以看到,我们src 里面的 CMakeLists.txt 又引用了上面列表中的那个 config.json.cmake 文件。

也就是说我们把主要的描述信息都写在 config.json.cmake 里面了。

config.json.cmake 文件的内容如下

SET(json_path $ENV{PUBLIC_LIBS_PATH}/json)
SET(json_src_path ${json_path}/src)

IF ($ENV{IS_64BITS_OS})
    SET(json_lib_path ${json_path}/lib64)
ELSE()
    SET(json_lib_path ${json_path}/lib)
ENDIF($ENV{IS_64BITS_OS})

INCLUDE_DIRECTORIES(${json_path}/include)
INCLUDE($ENV{PUBLIC_LIB_PATH}/A/config.A.cmake)
INCLUDE($ENV{PUBLIC_LIB_PATH}/B/config.B.cmake)

IF(NOT TARGET json)

AUX_SOURCE_DIRECTORY(${json_src_path} json_xpp_src)
ADD_LIBRARY(json STATIC ${json_xpp_src})

add_dependencies(json A)
add_dependencies(json B)

SET_TARGET_PROPERTIES(json PROPERTIES ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY "${json_lib_path}")

ENDIF()

config.json.cmake 文件的简单含义是先定义一下目录的绝对路径, 导入 include, 如果没有 lib 则生成 lib .

其中那个 IF ($ENV{IS_64BITS_OS}) 语句主要是判断系统时多少位的,然后会把生成的 lib 库放到合适的位置。

IF(NOT TARGET json) 语句则判断目标文件 .a 库 是否存在, 不存在则生成那个目标文件。

如果这个库依赖其他的库,则需要先 INCLUDE 对应的 配置文件(INCLUDE($ENV{PUBLIC_LIB_PATH}/A/config.A.cmake)),然后链接对应的依赖库(add_dependencies(json A)) 即可。

最后,在 bulid 中执行 ./run.sh, 你去 lib 或 lib64 下看看是不是已经生成了 .a 库文件。

静态编译公共库

上面的门编译了 json 这个库,然后使用时发现还会重新编译生成。

原来我们简单的使用 IF(NOT TARGET packet) 来判断是不行的。

那我们就需要换一种静态编译公共库的方法了。

我们 src 下的 CMakeLists 单独写一份来专门生成 .a 库。

SET(CMAKE_CXX_FLAGS "-fPIC -g -Wall -o2")

IF ($ENV{IS_64BITS_OS})
    SET(json_lib_path ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib64)
ELSE()
    SET(json_lib_path ${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)
ENDIF($ENV{IS_64BITS_OS})

SET(json_src_path ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src)

INCLUDE_DIRECTORIES(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)

AUX_SOURCE_DIRECTORY(${json_src_path} X_SRC)
ADD_LIBRARY(json STATIC ${X_SRC})

SET_TARGET_PROPERTIES(json PROPERTIES ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY "${json_lib_path}")

然后我们在 config.json.cmake 中专门提供 json 库的信息即可。

IF(NOT json_path)

SET(json_path $ENV{PUBLIC_LIBS_PATH}/json)

IF ($ENV{IS_64BITS_OS})
    SET(json_lib_path ${json_path}/lib64)
ELSE()
    SET(json_lib_path ${json_path}/lib)
ENDIF($ENV{IS_64BITS_OS})

INCLUDE_DIRECTORIES(${json_path}/include)

ADD_LIBRARY(json STATIC IMPORTED)
SET_PROPERTY(TARGET json PROPERTY IMPORTED_LOCATION ${json_lib_path}/json.a)

ENDIF()

上面这两段代码什么意思呢?

第一个是 CMakeLists.txt, 用于生成 静态库, 我们指定的名字是 json, 编译之后会生成 libjson.a 库或 libjson.so 库, 这个就看我们的第二个参数了。

第二个指定库的头文件和使用库。

库的几个命令

** ADD_LIBRARY **

上面两段代码中都使用了 ADD_LIBRARY 这个命令。

第一个命令 ADD_LIBRARY(json STATIC ${X_SRC}) 是生成 静态库大家应该都没有什么疑问。

第二个命令 ADD_LIBRARY(json STATIC IMPORTED) 的意思也可以猜到: 使用外部静态库。

** SET_TARGET_PROPERTIES 和 SET_PROPERTY **

SET_TARGET_PROPERTIES 和 SET_PROPERTY 的作用是为 TARGET 附加一下信息,比如指定输出的位置。

特殊的公共库

有些公共库只是一些头文件,没有 lib 文件,这个时候我们只写个 config.json.cmake 即可, 而且也不需要编译生成 lib 了。

后话

如果你是初学者的话,可能会采一些坑,不过相信你很快会学会 cmake 的。

对于 cmake , 最难的应该就是处理依赖关系吧。

今天我当下定决心自己处理那几个依赖关系时, 发现依赖关系竟然是如此的简单。

cmake 还有很多语法,我没有介绍,我这里就不介绍了。

《完了》

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