CMAKE最全实战(2) cmake -d

阅读本篇文章前，请阅读CMAKE最全实战(1)，这2篇是有关联。

1.静态库与动态库构建

从本节开始，我们不再折腾Hello World 了，我们来折腾Hello World 的共享库。

本节的任务：

１.建??个静态库和动态库，提供HelloFunc 函数供其他程序编程使?，HelloFunc向终端输出Hello World 字符串。

2.安装头?件与共享库。

准备?作

在cmake ?录建? t3 ?录，?于存放本节涉及到的?程

建?共享库

cd make/t3

mkdir lib

在 t3 ?录下建?CMakeLists.txt，内容如下：

PROJECT(HELLOLIB)

ADD_SUBDIRECTORY(lib)

在 lib ?录下建?两个源?件hello.c 与hello.h

hello.c 内容如下：

#include "hello.h"
void hello_func(void) {
printf("Hello World!\n");
return;
}

hello.h 内容如下：

#ifndef HELLO_H_
#define HELLO_H_ (1)
#include <stdio.h>
void hello_func(void);
#endif

在 lib ?录下建?CMakeLists.txt，内容如下：

SET(LIBHELLO_SRC hello.c)

ADD_LIBRARY(hello SHARED ${LIBHELLO_SRC})

编译共享库

仍然采?out-of-source 编译的?式，按照习惯，我们建??个build ?录，在build?录中

cmake ..

make

这时，你就可以在lib ?录得到?个libhello.so，这就是我们期望的共享库。如果你要指定libhello.so ?成的位置，可以通过在主?程?件CMakeLists.txt 中修改 ADD_SUBDIRECTORY(lib)指令来指定?个编译输出位置或者在lib/CMakeLists.txt 中添加SET(LIBRARY_OUTPUT_PATH <路径>)来指定?个新的位置。

这两者的区别CMAKE最全实战(1) 已经提到了，所以，这?不再赘述，下?，我们解释?下?个新的指令

ADD_LIBRARY

ADD_LIBRARY(libname [SHARED|STATIC|MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL]

source1 source2 ... sourceN)

不需要写全libhello.so，只需要填写hello 即可，cmake 系统会?动为你?成 libhello.X。

类型有三种:

SHARED，动态库

STATIC，静态库

MODULE，在使? dyld 的系统有效，如果不?持dyld，则被当作SHARED 对待。

EXCLUDE_FROM_ALL 参数的意思是这个库不会被默认构建，除?有其他的组件依赖或者??构建。

添加静态库

同样使?上?的指令，我们在?持动态库的基础上再为?程添加?个静态库，按照?般的习惯，静态库名字跟动态库名字应该是?致的，只不过后缀是.a 罢了。

下?我们?这个指令再来添加静态库：

ADD_LIBRARY(hello STATIC ${LIBHELLO_SRC})

然后再在build ?录进?外部编译，我们会发现，静态库根本没有被构建，仍然只?成了?个动态库。因为hello 作为?个target 是不能重名的，所以，静态库构建指令?效。

如果我们把上?的hello 修改为hello_static:

ADD_LIBRARY(hello_static STATIC ${LIBHELLO_SRC})

就可以构建?个libhello_static.a 的静态库了。

这种结果显示不是我们想要的，我们需要的是名字相同的静态库和动态库，因为 target 名称是唯?的，所以，我们肯定不能通过 ADD_LIBRARY 指令来实现了。这时候我们需要?到另外?个指令：

SET_TARGET_PROPERTIES，其基本语法是：

SET_TARGET_PROPERTIES(target1 target2 ...

PROPERTIES prop1 value1

prop2 value2 ...)

这条指令可以?来设置输出的名称，对于动态库，还可以?来指定动态库版本和 API 版本。

在本例中，我们需要作的是向lib/CMakeLists.txt 中添加?条：

SET_TARGET_PROPERTIES(hello_static PROPERTIES OUTPUT_NAME "hello") 这样，我们就可以同时得到libhello.so/libhello.a 两个库了

与他对应的指令是：

GET_TARGET_PROPERTY(VAR target property)

具体?法如下例，我们向lib/CMakeListst.txt 中添加：

GET_TARGET_PROPERTY(OUTPUT_VALUE hello_static OUTPUT_NAME)

MESSAGE(STATUS “This is the hello_static OUTPUT_NAME:”${OUTPUT_VALUE})

如果没有这个属性定义，则返回NOTFOUND。

让我们来检查?下最终的构建结果，我们发现，libhello.a 已经构建完成，位于 build/lib ?录中，但是libhello.so 去消失了。这个问题的原因是：cmake 在构建?个新的target 时，会尝试清理掉其他使?这个名字的库，因为，在构建libhello.a 时，就会清理掉libhello.so.

为了回避这个问题，?如再次使?SET_TARGET_PROPERTIES 定CLEAN_DIRECT_OUTPUT 属性。

向 lib/CMakeLists.txt 中添加:

SET_TARGET_PROPERTIES(hello PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)

SET_TARGET_PROPERTIES(hello_static PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)

这时候，我们再次进?构建，会发现build/lib ?录中同时?成了libhello.so 和 libhello.a

动态库版本号

按照规则，动态库是应该包含?个版本号的，我们可以看?下系统的动态库，?般情况是

libhello.so.1.2

libhello.so ->libhello.so.1

libhello.so.1->libhello.so.1.2

为了实现动态库版本号，我们仍然需要使? SET_TARGET_PROPERTIES 指令。

具体使??法如下：

SET_TARGET_PROPERTIES(hello PROPERTIES VERSION 1.2 SOVERSION 1) VERSION 指代动态库版本，SOVERSION 指代 API 版本。

将上述指令加?lib/CMakeLists.txt 中，重新构建看看结果。

在 build/lib ?录会?成： libhello.so.1.2 libhello.so.1->libhello.so.1.2 libhello.so ->libhello.so.1

安装共享库和头?件

需要将libhello.a, libhello.so.x 以及 hello.h 安装到系统?录，才能真正让其他?开发 使 ? ， 在 本 例 中 我 们 将 hello 的 共 享 库 安 装 到 <prefix>/lib ? 录 ， 将 hello.h 安 装 到<prefix>/include/hello ?录。

利?CMAKE最全实战(1) 了解到的INSTALL 指令，我们向lib/CMakeLists.txt 中添加如下指令：

INSTALL(TARGETS hello hello_static

LIBRARY DESTINATION lib

ARCHIVE DESTINATION lib)

INSTALL(FILES hello.h DESTINATION include/hello)

注意，静态库要使?ARCHIVE 关键字

通过:

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr ..

make

make install

可以将头?件和共享库安装到系统?录/usr/lib 和/usr/include/hello 中了

如果报错

CMake Error: cmake_symlink_library: System Error: Operation not supported

CMake Error: cmake_symlink_library: System Error: Operation not supported

make[2]: *** [lib/CMakeFiles/hello_dynamic.dir/build.make:85: lib/libhello.so.1.2] Error 1

make[2]: *** Deleting file 'lib/libhello.so.1.2'

make[1]: *** [CMakeFiles/Makefile2:130: lib/CMakeFiles/hello_dynamic.dir/all] Error 2

make: *** [Makefile:130: all] Error 2

则说明你你可能是通过hgfs共享的Windows?录下进?make，?成so时需要在纯linux环境运?，?如把t3拷?到~/0/makefile/t3， 并且先把对应的build?录??的内容清空，重新cmake .. 再make

本?节，我们谈到了：如何通过ADD_LIBRARY 指令构建动态库和静态库。如何通过SET_TARGET_PROPERTIES 同时构建同名的动态库和静态库。如何通过SET_TARGET_PROPERTIES 控制动态库版本最终使?上?节谈到的INSTALL 指令来安装头?件和动态、静态库。在下?节，我们需要编写另?个?级?点的 Hello World 来演示怎么使?我们已经构建的构建的共享库libhello 和外部头?件。

如何使?外部共享库和头?件

上?节我们已经完成了libhello 动态库的构建以及安装，本节我们的任务很简单。编写?个程序使?我们上?节构建的共享库。

请在cmake ?录建? t4 ?录，本节所有资源将存储在t4 ?录。

构建?程

重复以前的步骤，建?src ?录，编写源?件main.c，内容如下：

#include "hello.h"

int main(void) {

hello_func();

return 0;

}

编写?程主?件CMakeLists.txt

PROJECT(NEWHELLO)

ADD_SUBDIRECTORY(src)

编写src/CMakeLists.txt

ADD_EXECUTABLE(main main.c)

外部构建

按照习惯，仍然建?build ?录，使? cmake ..?式构建。

cmake ..

make

构建失败，如果需要查看细节，可以使?第?节提到的?法

make VERBOSE=1 来构建

错误输出为是：

cmake/t4/src/main.c:1:19: error: hello.h: 没有那个?件或?录

引?头?件搜索路径

假如hello.h 位于/usr/include/hello ?录中，并没有位于系统标准的头?件路径。

为了让我们的?程能够找到hello.h 头?件，我们需要引??个新的指令。

INCLUDE_DIRECTORIES，其完整语法为：

INCLUDE_DIRECTORIES([AFTER|BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2 ...)

这条指令可以?来向?程添加多个特定的头?件搜索路径，路径之间?空格分割，如果路径中包含了空格，可以使?双引号将它括起来，默认的?为是追加到当前的头?件搜索路径的后?，你可以通过两种?式来进?控制搜索路径添加的?式：

(1)CMAKE_INCLUDE_DIRECTORIES_BEFORE，通过SET 这个cmake 变量为on，可以将添加的头?件搜索路径放在已有路径的前?。

(2)通过AFTER 或者BEFORE 参数，也可以控制是追加还是置前。

现在我们在src/CMakeLists.txt 中添加?个头?件搜索路径，?式很简单，加?：

INCLUDE_DIRECTORIES(/usr/include/hello)

进?build ?录，重新进?构建，这是找不到 hello.h 的错误已经消失，但是出现了?个新的错误：

main.c:(.text+0x12): undefined reference to `HelloFunc'

因为我们并没有link 到共享库libhello 上。

为 target 添加共享库

现在需要完成的任务是将?标?件链接到 libhello，这?我们需要引?两个新的指令:

LINK_DIRECTORIES 和TARGET_LINK_LIBRARIES

LINK_DIRECTORIES 的全部语法是：

LINK_DIRECTORIES(directory1 directory2 ...)

这个指令?常简单，添加?标准的共享库搜索路径，?如，在?程内部同时存在共享库和可执??进制，在编译时就需要指定?下这些共享库的路径。这个例?中我们没有?到这个指令。

TARGETLINKLIBRARIES 的全部语法:

TARGET_LINK_LIBRARIES(target library1

<debug | optimized> library2

...)

这个指令可以?来为target 添加需要链接的共享库，本例中是?个可执??件，但是同样可以?于为??编写的共享库添加共享库链接。为了解决我们前?遇到的HelloFunc 未定义错误，我们需要作的是向 src/CMakeLists.txt 中添加如下指令：

TARGET_LINK_LIBRARIES(main hello)

也可以写成

TARGET_LINK_LIBRARIES(main libhello.so)

hello 指的是我们上?节构建的共享库 libhello，进?build ?录重新进?构建。

cmake ..

make

得到了?个连接到libhello 的可执?程序main，位于build/bin?录，运? main 的结果是输出：

Hello World

检查?下main 的链接情况：

ldd bin/main

可以清楚的看到main 确实链接了共享库libhello，?且链接的是动态库 libhello.so.1。

如何链接到静态库呢？

?法很简单：

将 TARGET_LINK_LIBRRARIES 指令修改为: TARGET_LINK_LIBRARIES(main libhello.a)

重新构建后再来看?下main 的链接情况。说明，main 确实链接到了静态库libhello.a。

ldd src/main

特殊的环境变量CMAKE_INCLUDE_PATH 和CMAKE_LIBRARY_PATH。

注意，这两个是环境变量?不是cmake 变量。

CMAKE_INCLUDE_PATH=/home/include cmake ..等?式。这两个变量主要是?来解决以前autotools ?程中--extra-include-dir 等参数的?持的。

也就是，如果头?件没有存放在常规路径(/usr/include, /usr/local/include 等)，则可以通过这些变量就?弥补。以本例中的hello.h 为例，它存放在/usr/include/hello ?录，所以直接查找肯定是找不到的。使?了绝对路径INCLUDE_DIRECTORIES(/usr/include/hello)告诉?程这个头?件?录。

为了将程序更智能?点，我们可以使? CMAKE_INCLUDE_PATH 来进?，使?bash 的?法如下：

export CMAKE_INCLUDE_PATH=/usr/include/hello

在头?件中将INCLUDE_DIRECTORIES(/usr/include/hello)替换为：

上述的?些指令我们在后?会介绍。

这?简单说明?下，FIND_PATH ?来在指定路径中搜索?件名，?如：

FIND_PATH(myHeader NAMES hello.h PATHS /usr/include /usr/include/hello)

这?我们没有指定路径，但是，cmake 仍然可以帮我们找到hello.h 存放的路径，就是因为我们设置了环境变量CMAKE_INCLUDE_PATH。如果你不使?FIND_PATH，CMAKE_INCLUDE_PATH 变量的设置是没有作?的，你不能指望它会直接为编译器命令添加参数-I<CMAKE_INCLUDE_PATH>。

以此为例，CMAKE_LIBRARY_PATH 可以?在 FIND_LIBRARY 中。同样，因为这些变量直接为FIND_指令所使?，所以所有使?FIND_指令的cmake 模块都会受益。

如何通过INCLUDE_DIRECTORIES 指令加??标准的头?件搜索路径。

如何通过LINK_DIRECTORIES 指令加??标准的库?件搜索路径。

如果通过TARGET_LINK_LIBRARIES 为库或可执??进制加?库链接。

并解释了如果链接到静态库。到这?为?，您应该基本可以使?cmake ?作了，但是还有很多?级的话题没有探讨，?如编译条件检查、编译器定义、平台判断、如何跟 pkgconfig 配合使?等等。到这?，或许你可以理解前?讲到的“cmake 的使?过程其实就是学习cmake 语?并编写 cmake 程序的过程”，既然是“cmake 语?”，?然涉及到变量、语法等.

下?节，我们将抛开程序的话题，看看常?的 CMAKE 变量以及?些基本的控制语法规则。

cmake 常?变量和常?环境变量

cmake 变量引?的?式

使?${}进?变量的引?。在IF 等语句中，是直接使?变量名?不通过${}取值。主要有隐式定义和显式定义两种，前?举了?个隐式定义的例?，就是 PROJECT 指令，他会隐式的定义<projectname>_BINARY_DIR 和<projectname>_SOURCE_DIR 两个变量。显式定义的例?我们前?也提到了，使? SET 指令，就可以构建?个?定义变量了。

?如:

SET(HELLO_SRC main.c)，就PROJECT_BINARY_DIR 可以通过${HELLO_SRC}来引?这个?定义变量了。

cmake 常?变量

(1)CMAKE_BINARY_DIR

PROJECT_BINARY_DIR

<projectname>_BINARY_DIR

这三个变量指代的内容是?致的，如果是 in source 编译，指得就是?程顶层?录，如果是 out-ofsource 编译，指的是?程编译发?的?录。PROJECT_BINARY_DIR 跟其他指令稍有区别，现在，你可以理解为他们是?致的。

(2)CMAKE_SOURCE_DIR

PROJECT_SOURCE_DIR

<projectname>_SOURCE_DIR

这三个变量指代的内容是?致的，不论采?何种编译?式，都是?程顶层?录。也就是在in source 编译时，他跟 CMAKE_BINARY_DIR 等变量?致。PROJECT_SOURCE_DIR 跟其他指令稍有区别，现在，你可以理解为他们是?致的。

(3)CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR

指的是当前处理的CMakeLists.txt 所在的路径，?如上?我们提到的 src ??录。

(4)CMAKE_CURRRENT_BINARY_DIR

如果是in-source 编译，它跟 CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR ?致，如果是out-of-source 编译，它指的是target 编译?录。

使?上?提到的ADD_SUBDIRECTORY(src bin)可以更改这个变量的值。使?SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH <新路径>)并不会对这个变量造成影响，它仅仅修改了最终?标?件存放的路径。

(5)CMAKE_CURRENT_LIST_FILE

输出调?这个变量的CMakeLists.txt 的完整路径

(6)CMAKE_CURRENT_LIST_LINE

输出这个变量所在的?

(7)CMAKE_MODULE_PATH

这个变量?来定义??的cmake 模块所在的路径。如果你的?程?较复杂，有可能会??编写?些cmake模块，这些cmake 模块是随你的?程发布的，为了让cmake 在处理 CMakeLists.txt 时找到这些模块，你需要通过SET 指令，将??的cmake 模块路径设置?下。?如

SET(CMAKE_MODULE_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake)

这时候你就可以通过INCLUDE 指令来调???的模块了。

(8)EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 和 LIBRARY_OUTPUT_PATH

分别?来重新定义最终结果的存放?录，前?我们已经提到了这两个变量。

(9)PROJECT_NAME

返回通过PROJECT 指令定义的项?名称。

cmake 调?环境变量的?式

使?$ENV{NAME}指令就可以调?系统的环境变量了。

?如

MESSAGE(STATUS “HOME dir: $ENV{HOME}”)

设置环境变量的?式是：

SET(ENV{变量名} 值)

(1)CMAKE_INCLUDE_CURRENT_DIR

?动添加CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR 和CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR 到当前处理的 CMakeLists.txt。相当于在每个CMakeLists.txt 加?：

(2)CMAKE_INCLUDE_DIRECTORIES_PROJECT_BEFORE

将?程提供的头?件?录始终?于系统头?件?录的前?，当你定义的头?件确实跟系统发?冲突时可以提供?些帮助。

(3)CMAKE_INCLUDE_PATH 和 CMAKE_LIBRARY_PATH 我们在上?节已经提及。

系统信息

(1)CMAKE_MAJOR_VERSION，CMAKE 主版本号，?如2.4.6 中的2

(2)CMAKE_MINOR_VERSION，CMAKE 次版本号，?如2.4.6 中的4

(3)CMAKE_PATCH_VERSION，CMAKE 补丁等级，?如2.4.6 中的6

(4)CMAKE_SYSTEM，系统名称，?如Linux-2.6.22

(5)CMAKE_SYSTEM_NAME，不包含版本的系统名，?如Linux

(6)CMAKE_SYSTEM_VERSION，系统版本，?如 2.6.22

(7)CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR，处理器名称，?如i686。

(8)UNIX，在所有的类 UNIX 平台为 TRUE，包括OS X 和cygwin

(9)WIN32，在所有的 win32 平台为 TRUE，包括cygwin

主要的开关选项

(1)CMAKE_ALLOW_LOOSE_LOOP_CONSTRUCTS，?来控制IF ELSE 语句的书写?式，在下?节语法部分会讲到。

(2)BUILD_SHARED_LIBS。这个开关?来控制默认的库编译?式，如果不进?设置，使? ADD_LIBRARY 并没有指定库类型的情况下，默认编译?成的库都是静态库。如果SET(BUILD_SHARED_LIBS ON)后，默认?成的为动态库。

(3)CMAKE_C_FLAGS

设置C 编译选项，也可以通过指令 ADD_DEFINITIONS()添加。

(4)CMAKE_CXX_FLAGS

设置C++编译选项，也可以通过指令 ADD_DEFINITIONS()添加。

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