CMake——大型程序管理神器的介绍
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一.背景知识：
CMake是为了响应对NLM资助的Insight Segmentation和注册工具包(ITK)需要一个强大的跨平台构建环境(作为可见人类项目的一部分)而创建的。它受一个早期系统(称为pcmaker，由Ken Martin和其他开发人员创建)，支持可视化工具包(VTK)开源3D图形和可视化系统的影响。为了创建CMake，Kitware的Bill Hoffman包括了来自pcmaker的一些关键想法，并添加了自己的更多功能，考虑采用Unix配置工具的一些功能。最初的CMake实施是在2000年中期，加速发展发生在2001年初。由于其他开发人员纳入CMake到自己的系统，使得CMake得到了许多改进。例如，VXL软件社区采用CMake作为其构建环境，提供了许多基本功能。 Brad King添加了几个功能，以支持CABLE，自动包装环境和GCC-XML，以及GE公司研发对其测试基础架构(DART)的支持。而且还增加了其他功能，以支持VTK的构建环境转换为CMake，并支持ParaView，增加一个并行可视化系统，以支持洛斯阿拉莫斯国家实验室的高级计算实验室。
特点：
CMake是一个管理操作系统和独立编译方式的、可扩展的、开源的系统。与许多跨平台系统不同的是，CMake被设计成一个结合本地环境的系统。简单的配置文件放置在每个源目录(称为CMakeLists.txt文件)用于生成标准的构建文件(如。makefile在Unix和Windows MSVC项目/工作空间)用于通常的方式。CMake可以生成一个本地编译源代码的构建环境,创建库,生成包装器和构建可执行文件的任意组合。CMake支持in-place和out-of-place构建,因此可以支持多个构建从单个源树。CMake还支持静态和动态库的构建。它的另一个特点是生成一个缓存文件，叫CMakeCache.txt,该文件将会和一个图形化编辑器一起使用。例如,当CMake运行时,它位于文件、库和可执行文件,可能会遇到可选指令。这些信息是集中在缓存中的,这使得用户可以改变了前一个的本地构建文件。
CMake 的特点主要有：
1，跨平台，并可生成 native 编译配置文件，在 Linux/Unix 平台，生成 makefile，在苹果平台，可以生成 xcode，在 Windows 平台，可以生成 MSVC 的工程文件。
2，能够管理大型项目。
3，简化编译构建过程和编译过程。CMake的工具链非常简单：cmake+make。
4，可扩展，可以为 CMake编写特定功能的模块，扩充 CMake功能
二.安装 CMake
cmake 目前已经成为各大 Linux 发行版提供的组件，如Ubuntu中，apt-get install cmake即可，如需要图形界面，输入命令：apt-get install cmake-qt-gui即可。如果你使用的操作系统(比如 Windows 或者某些 Linux 版本)没有提供 cmake 或者包含的版本较旧，建议你直接从 cmake 官方网站下载安装。
http://www.cmake.org/HTML/Download.html
在这个页面，提供了源代码的下载以及针对各种不同操作系统的二进制下载，可以选择适合自己操作系统的版本下载安装。
三.Cmake第一个程序
• 1.编写hello.c
• 2. 编写CMakeLists.txt
• 3. 执行cmake .
“.” 代表的意思是当前目录，cmake会查找该目录下的CMakeList.txt 文件
• 4.执行过程，生成Makefile
• 5. 执行make
四.Cmake语法详解
• 1.PROJECT
PROJECT(projectname [CXX] [C] [Java])
若是为省略[]中内容，就默认全部支持
该句话中，隐式的定义了两个变量，下面是CMakeCache.txt里面的文件内容，里面有各种刚刚系统配置的变量内容，下面我们查看两个隐藏变量的内容：
• 2. ADD_EXECUTABLE
生成可执行文件,可以忽略后缀
语法:
1.add_executable( [WIN32] [MACOSX_BUNDLE] [EXCLUDE_FROM_ALL] source1 [source2 ...])
2. add_executable( IMPORTED [GLOBAL])
3. add_executable( ALIAS )
具体更详细的可查看官网内容说明：
网址：
https://cmake.org/cmake/help/v3.7/command/add_executable.html?highlight=add_exe#command:add_executable
• 3. 设置变量
语法：
SET(VAR [VALUE] [CACHE TYPE DOCSTRING [FORCE]])
• 4.添加打印信息
语法：
message([STATUS|WARNING|AUTHOR_WARNING|FATAL_ERROR|SEND_ERROR]
"message to display" ...)
当执行CMake的命令的时候，stdout里会显示STATUS消息，而stderr上显示其他error消息。
而cmake的gui程序则会在log里显示错误信息。如下图：
以下是message其他参数内容
STATUS = 非重要消息;
WARNING = CMake 警告, 会继续执行;
AUTHOR_WARNING = CMake 警告 (dev), 会继续执行;
SEND_ERROR = CMake 错误, 继续执行，但是会跳过生成的步骤;
FATAL_ERROR = CMake 错误, 终止所有处理过程;
• 5.ADD_SUBDIRECTORY
ADD_SUBDIRECTORY(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])
增加源目录,二进制目录
• 6.更换输出路径
更改EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 和 LIBRARY_OUTPUT_PATH两变量内容
把生成可执行文件目录更改为工程目录的bin文件下，效果如下：
• 7.若是想make install,需要指定make install 目录
执行cmake命令，更改输出目录：
cmake –D CMAKE_PREFIX_FILE=/usr/local
查看CMakeCache.txt
前面的只是单独的指定目录，现在，指定需要make install的内容。
语法：
install(TARGETS targets... [EXPORT
如：如果我们想检查编译环境的时候，就可以加入CheckCXXCompilerFlag模块。
下面是该模块的内容：
具体的macro命令与C语言中的宏类似，而foreach等内容跟shell语法类似，这里就不详细阐述了。
• 10.find_package
语法：
• find_package( [version] [EXACT] [QUIET] [MODULE] [REQUIRED] [[COMPONENTS] [components...]] [OPTIONAL_COMPONENTS components...] [NO_POLICY_SCOPE])
例：
find_package(OpenCV 3.1.0 REQUIRE)
该命令会查找和加载外部模块的设置
而变量_FOUND将会被设置去指明是否找到了该包
语法详解：
QUIET设置不显示找不到包的信息
REQUIRED 如果找不到就会停止处理并且显示错误信息
上述的信息已经能简单的查找到需要的包了，但是，我们需要更加详细的命令来使程序可读性更高
find_package跟install类似，有两种模式：
• 1.Module 模式
该模式被使用为上述的简单编写，cmake会去CMAKE_MODULE_PATH中需找Find.cmake，如果被找到，将会去读取并且执行，如果找不到，就会继续去查找安装目录的Module中查找，他将会去查找包，查看他的编号，处理一些需要的信息。
如果没有找到怎么办呢?
就会调用下面的Config模式。
• 2.Config 模式
但如果添加了CONFIG 参数，则会跳过MODULE模式。
• Config模式将会去定位一个配置文件，会寻找 Config.cmake 或者 -config.cmake模块。
只要找到了package，就会定义下列变量：
• _FOUND _INCLUDE_DIRS
• _INCLUDES _LIBRARIES
• _LIBRARIES
• _LIBS _DEFINITIONS
因此，我们可以通过判断这些变量来确定package是否被找到，也可以在包含库的时候使用这些变量。
还可以自己编写上述两种配置文件，然后利用：
SET(CMAKE_MODULE_PATH dir)指定查找的目录
Cmake语法简单介绍就到此为止了，想要知道更加详细的命令信息，可以去官网的参考文档中查找相关的语法，一般在查看大型应用的过程中，都是通过查看官网的开发文档来查看相关信息，然后通过cmake-gui修改相关变量，或者执行完cmake命令后，去修改CmakeCache命令。
官网文档地址：https://cmake.org/cmake/help/v3.7/
下面是笔者在实践过程中的一点小建议：
1. 当我们执行make前，不可以删除CMakeLists.txt文件。
2. 当我们把一个已经执行过的cmake命令的工程移到其他电脑时，注意删除CmakeCache.txt文件，再重新执行cmake命令。
3. 许多配置是可以在CMakeCache.txt里面修改的，如我们想更改编译工具，改成arm-linux-gcc。
修改CMakeCache.txt内容：
或者CMakeLists.txt里更改。
因为交叉编译的时候需要手动配置所调用的库文件，因此可以修改变量CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS
4. 可以配合pkg-config使用，具体配置和使用方法，因不是本文重点，读者可以自行查找相关信息。
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