前言

我们使用 Make 工具构建项目时，需要编写 Makefile，但不同的平台 Make 工具是不一样的，比如 Linux 的 GNU Make ，Windows 的 nmake，它们对 Makefile 的规范也是不一样的，如果软件要跨平台，则需要针对每一种 Make 工具写一份 Makefile，非常浪费时间；而且当软件比较庞大时，Makefile 的编写也会变的复杂。

CMake 简介

CMake（Cross-Platform-Make）是一个开源、跨平台的软件构建工具，它使用与平台独立的配置文件来对软件编译过程进行控制，根据用户所需，生成 Makefile 或者 IDE的 project。

CMake 构建过程

  1. 编写 CMake 配置文件 CMakeLists.txt，一般放在项目的最顶层目录下。
  2. 运行 cmake 命令，参数为 CMakeLists.txt 所在根路径，执行完成后得到 Makefile 文件。
  3. 使用 make 命令进行编译。
$ mkdir -p build && cd build
$ cmake ..
$ make

基本语法

  • 指定最小版本

如果使用的 CMake 版本低于该版本，则会发出致命错误。

cmake_minimum_required(VERSION 3.9)
  • 设置工程名

可以同时指定工程版本和语言，CXX 代表 C++。

project(sunflower VERSION 0.0.1 LANGUAGES C CXX)
  • 设置 c/c++版本
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
  • 设置编译选项
set(CMAKE_C_FLAGS   "${CMAKE_C_FLAGS} -g -w -O3")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -g -w -O3")
  • 添加宏定义
add_definitions(-DSPDLOG_ACTIVE_LEVEL=SPDLOG_LEVEL_INFO)
  • 设置头文件搜索目录

实现编译时的 [-I] 选项，设置后引用头文件不需要使用相对路径，直接引用文件名。

include_directories(
  "${PROJECT_SOURCE_DIR}/include"
  "${PROJECT_SOURCE_DIR}/depends/json/"
  "${PROJECT_SOURCE_DIR}/depends/leveldb/include"
)
  • 设置库文件搜索目录

实现编译时的[-L]选项，项目内部明确路径的库文件，可以通过该命令指定。

link_directories(
    "${PROJECT_SOURCE_DIR}/depends/json/lib"
    "${PROJECT_SOURCE_DIR}/depends/leveldb"
)
  • 查找指定库文件

查找到指定的预编译库，并将它的路径存储在变量中。

默认的搜索路径为 cmake 包含的系统库，因此如果是 NDK 的公共库只需要指定库的name 即可（不需path），类似的命令还有 find_file()、find_path()、find_program()、find_package()。

find_library(log-lib,log)
  • 查找指定目录下源文件

获取指定目录下源文件列表，保存到 DIR_SRCS 变量中，后续编译构建目标可执行文件。

注意这里不能递归获取子目录下的源文件。

aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR}/src DIR_SRCS)
  • 添加子目录源文件

使用命令 add_subdirectory 指明本项目包含一个子目录，这样子目录下的 CMakeLists.txt 文件和源文件也会被处理。

项目包含多个子目录时，通常可以在子目录下也定义 CMakeLists.txt 文件，并通过 add_library 生成包含子目录源码的库文件，并最终链接到目标可执行文件。

add_subdirectory(utils)
add_subdirectory(config)
  • 递归查找目录下的所有源文件

可以通过 file 命令递归获取指定目录下的所有源文件，这样可以不用为子目录专门定义CMakeLists.txt，也不需要通过链接的方式集成各个子目录，而是统一编译构建。

file(GLOB_RECURSE DIR_SRCS
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.c
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.cc
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.cpp
)
  • 设置可执行文件输出路径
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)
  • 生成可执行文件
add_executable(${PROJECT_NAME} ${DIR_SRCS})
  • 生成库文件
add_library(${PROJECT_NAME} STATIC ${DIR_SRCS})
add_library(${PROJECT_NAME} SHARED ${DIR_SRCS})
  • 链接库文件
set(EXTRA_LIBS
    sasl2
    libleveldb.a
)
target_link_libraries(${PROJECT_NAME}
    ${EXTRA_LIBS}
)

常用变量

PROJECT_SOURCE_DIR：工程的根目录

PROJECT_BINARY_DIR：运行cmake命令的目录，通常为${PROJECT_SOURCE_DIR}/build

PROJECT_NAME：返回通过 project 命令定义的项目名称

CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR：当前处理的 CMakeLists.txt 所在的路径

CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR：target 编译目录

CMAKE_CURRENT_LIST_DIR：CMakeLists.txt 的完整路径

EXECUTABLE_OUTPUT_PATH：重新定义目标二进制可执行文件的存放位置

LIBRARY_OUTPUT_PATH：重新定义目标链接库文件的存放位置

支持 Debug 版本

  • 设置不同版本的编译选项
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "$ENV{CXXFLAGS} -O0 -Wall -g -ggdb")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "$ENV{CXXFLAGS} -O3 -Wall")
  • cmake 时指定版本
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release

完整示例

工程结构

+-- CMakeTest
    |
    +-- CMakeList.txt
    +-- src
        |
        +--  main.cc
        +--- utils/
             |
             +--- utils.cc
             +--- utils.h
        +-- config/
            |
            +-- config.cc
            +-- config.h
    +-- libs
        |
        +-- libleveldb.a

CMakeList.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.7.1)

project(CMakeTest VERSION 0.0.1 LANGUAGES C CXX)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)

set(CMAKE_C_FLAGS   "${CMAKE_C_FLAGS} -g -w -O3")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -g -w -O3")

set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)

include_directories(
    "utils"
    "config"
)

link_directories(
    ""${PROJECT_SOURCE_DIR}/libs""
)

# 子目录的CMakeList.txt也可以定义到主配置中
# 将utils和config两个子目录的源文件打包成库test_share
aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/utils SHARE_SRC_FILES)
aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/config SHARE_SRC_FILES)
add_library(test_share STATIC ${SHARE_SRC_FILES} )

aux_source_directory(${PROJECT_SOURCE_DIR}/src DIR_SRCS)
add_executable(${PROJECT_NAME} ${DIR_SRCS})

# 也可以使用file命令递归获取目录下所有源文件
file(GLOB_RECURSE DIR_SRCS
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.c
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.cc
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/*.cpp
)
add_executable(${PROJECT_NAME} ${DIR_SRCS})

set(EXTRA_LIBS
    ldl
    pthread
    libleveldb.a
)

target_link_libraries(${PROJECT_NAME}
    test_share
    ${EXTRA_LIBS}
)
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