cmake学习

# cmake

## 安装

cmake：https://cmake.org/download/

MinGW：https://sourceforge.net/projects/mingw-w64/files/mingw-w64/

## 构建和运行

- 新建一个构建目录

```bash
mkdir build
```

- 进入该目录并配置项目

```bash
cd build
cmake ../src
```

如果不是使用默认的Generator，应当添加`-G`选项：

```bash
cmake -G "MinGW Makefiles" ../Step1
```

- 构建

```bash
cmake --build .
```

- 运行

## 说明

- cmake命令不区分大小写，但是参数、变量区分大小写
- 参数用空格或分号隔开
- 使用`${VAR}`引用变量
- 引号可加可不加，但如果字符串中有空格必须加

## 概念

- 目标文件（`target`）：可执行文件（`add_executable`）、库文件（`add_library`）
- 命令（cmake-command）：下面要讲的函数
- 变量（cmake-variable）：以`CMAKE_`开头的变量名
- 属性（cmake-properties）：文件/文件夹都有各自的属性

## 命令

### cmake_minimum_required

设置最低cmake版本。

```cmake
cmake_minimum_required(VERSION )
```

```cmake
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
```

### project

设置项目名。

```cmake
project( [...])
project(
        [VERSION [.[.[.]]]]
        [DESCRIPTION ]
        [HOMEPAGE_URL ]
        [LANGUAGES ...])

# 项目名会被存储在变量 PROJECT_NAME 和 CMAKE_PROJECT_NAME 中
# PROJECT_SOURCE_DIR 等价于 _SOURCE_DIR
# PROJECT_BINARY_DIR 等价于 _BINARY_DIR

# 如果定义了版本号
# 版本号被保存在 PROJECT_VERSION 和 _VERSION 中
# 主版本号被保存在 PROJECT_VERSION_MAJOR 和 _VERSION_MAJOR 中
# 次版本号被保存在 PROJECT_VERSION_MINOR 和 _VERSION_MINOR 中
```

```cmake
project(Tutorial)
project(Tutorial C CXX)
project(Tutorial VERSION 2.3 LANGUAGES CXX)
```

### add_executable

用指定的源文件为项目添加可执行文件。

```cmake
add_executable( [WIN32] [MACOSX_BUNDLE]
               [EXCLUDE_FROM_ALL]
               [source1] [source2 ...])

# 即生成可执行文件的名字（与项目名没有关系），在一个项目中必须唯一
# 如windows系统会生成.exe文件
```

```cmake
add_executable(Tutorial tutorial.cxx)
```

### message

打印信息。

```cmake
message([] "message text" ...)

# STATUS 前缀为--的信息
# SEND_ERROR 产生错误，跳过生成过程
# FATAL_ERROR 产生错误，终止运行
```

### set

将变量设置为指定值。

```cmake
set( )
```

#### 设置C++标准

```cmake
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
```

#### 设置输出文件位置

```cmake
# 设置运行时目标文件（exe、dll）的输出位置
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/bin)

# 设置存档目标文件（lib、a）的输出位置
set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY ${CMAKE_BINARY_DIR}/lib)
```

### option

定义一个开关。

```cmake
option( "" [value])

# value的值为 ON 或 OFF ，默认为 OFF
# 命令行 -D=ON/OFF
```

### configure_file

将输入文件进行替换并生成输出文件。

```cmake
configure_file(

)

# 输入文件中形如 @VAR@ 或 ${VAR} 的字符串会被替换为这些变量的当前值，如果未定义则被替换为空字符串
# 其他规则见下
```

```c
#cmakedefine VAR ...
// 会被替换为以下两行之一，取决于VAR是否被设置
#define VAR ...
/* #undef VAR */
```

例：

```c
// config.h.in文件：
#cmakedefine FOO_ENABLE
#cmakedefine FOO_STRING "@FOO_STRING@"
```

```cmake
# CMakeLists.txt文件
option(FOO_ENABLE "Enable Foo" ON)
if(FOO_ENABLE)
    set(FOO_STRING "foo")
endif()
configure_file(foo.h.in foo.h)
```

```c
// 如果FOO_ENABLE为ON，则生成以下内容的.h文件
#define FOO_ENABLE
#define FOO_STRING "foo"

// 如果FOO_ENABLE为OFF，则生成以下内容的.h文件
/* #undef FOO_ENABLE */
/* #undef FOO_STRING */
```

### include_directories

指定所有目标的头文件路径。

```cmake
include_directories(dir1 [dir2 ...])

# 目录会被添加到当前文件的 INCLUDE_DIRECTORIES 属性中
# 当前文件的每一个目标文件的 INCLUDE_DIRECTORIES 属性也会添加该目录
```

### target_include_directories

指定目标的头文件路径。

```cmake
target_include_directories(
                             [items1...]
                             [ [items2...] ...])
                             
# 目标文件有 INCLUDE_DIRECTORIES 和 INTERFACE_INCLUDE_DIRECTORIES 两个属性
# INCLUDE_DIRECTORIES 对内头文件目录
# INTERFACE_INCLUDE_DIRECTORIES 对外头文件目录
```

|           | INCLUDE_DIRECTORIES | INTERFACE_INCLUDE_DIRECTORIES |
| --------- | ------------------- | ----------------------------- |
| PRIVATE   | √                   |                               |
| INTERFACE |                     | √                             |
| PUBLIC    | √                   | √                             |

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/82244559

### add_subdirectory

添加源文件目录。

```cmake
add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])

# binary_dir 指定编译结果存放的位置
```

### add_library

用指定的源文件生成库。

```cmake
add_library( [STATIC | SHARED | MODULE]
            [EXCLUDE_FROM_ALL]
            [...])

# STATIC 静态库
# SHARED 动态库
# 生成的库文件名为 lib.xxx
```

### target_link_libraries

为目标链接库。

```cmake
target_link_libraries(
                      ...
                     [ ...]...)

# item 可以是target名、绝对路径（必须保证文件存在）
```

### 区分

```cmake
# 头文件目录
include_directories()
target_include_directories()

# 链接时库目录
link_directories()
target_link_directories()

# 链接库
link_libraries()
target_link_libraries()

# 都推荐使用以target_开头的函数
```

## 安装

### cmake代码

在对应目录的`CMakeLists.txt`中使用。

```cmake
install(TARGETS DESTINATION

)
install(FILES DESTINATION )
install(PROGRAMS <非目标文件的可执行程序> DESTINATION )    # 如脚本
install(DIRECTORY DESTINATION )    # 安装目录
```

```
install(TARGETS MathFunctions DESTINATION lib)
install(FILES MathFunctions.h DESTINATION include)
install(DIRECTORY doc/ DESTINATION doc)
```

### 命令行

```bash
cmake --install .                    # 安装到默认目录 CMAKE_INSTALL_PREFIX
cmake --install . --prefix

    # 安装到指定目录
```