CMake 笔记

贡献者： addis

1. 常识

• 在 windows 下可直接使用 GUI，linux 命令行中使用 ccmake 可以有 TUI．否则就用 cmake
• 在 CMakeLists.txt 的路径下，cmake . 生成 Makefile，然后 make -j12 多线程编译．make VERBOSE=1 -j12 输出编译命令．cmake 会在当前目录生成 Makefile 和一些临时文件和文件夹，清理麻烦，所以还是建议输出到子文件夹．
• 要指定目录，用 cmake -S CMakeList的目录 -B 生成Makefile的目录，然后再到 Makefile 的目录 make -j12 即可．如果要清理 cmake 生成的文件以及所有编译出来的文件，直接把第二个目录清空即可．
• 当然，也不是什么平台都可以用 make，所以也可以用 cmake --build 生成Makefile的目录 [--target 可执行文件] -- -j 12 其中 -- 后面的选项会传给 make 或者别的具体用于编译的程序．
• Cmake 的基本语法是 command(arg1 arg2 ...) 其中 command 不区分大小写，arg 用空格隔开，如果 arg 本身有空格，用双引号即可
• message(STATUS "...") 可以输出到 stdout．如果 message(STATUS ${var}) 中的变量是 list，那么中间不会有空格，应该用 message(STATUS "${var}")，输出中每个变量会用分号隔开．
• 两个 arg 之间可以换行
• 变量可以是 string 或者 list of strings，使用变量格式为 ${VAR}
• set 可以对变量赋值，例如 set(var, 1)
• set 也可以把许多变量变成一个 list，如 set(Foo a b c) 将 Foo 变成包含 a b c 的 list，当 ${Foo} 被使用时相当于 a b c，例如 command(Foo) 相当于 command(a b c)．另外 command("${Foo}") 相当于 command("a b c")（双引号中的是一个变量）
• linux 环境变量和 windows 注册表变量可以直接作为变量使用，格式如 $EVN{VAR}．注意 cmake 看到的环境变量未必和 bash 中的相同，可以用 cmake -E environment 检查．例子：message(STATUS $ENV{PWD})

2. 常用命令

• cmake_minimum_required(VERSION x.x)
• set(CMAKE_CXX_COMPILER "/usr/bin/g++") 设置 compiler
• set(CMAKE_CXX_FLAGS "-std=c++11") 设置 flag，包括 c++ 标准．
• 用标准的 set(CMAKE_CXX_STANDARD 11) 会对 g++ 自动使用 -std=gnu11 而不是 -std=c++11，一些情况会出错．
• cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug 用 debug 模式编译
• 添加 debug 模式的 flag 如 set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "${CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG} -fsanitize=address")
• project(project_name) 指定项目名称
• set(var str1 [str2] ...) 对变量赋值（若有多个值就生成 list）
• list(APPEND var str1 [str2] ...) 在变量（list）后面添加元素
• list(REMOVE_ITEM var str1 ...) 从 var 的 list 中移除（如果不存在也不报错）
• 使用一个不存在的变量相当于空字符串．
• set(var "${var} str1 str2") 等效于上一条
• file(GLOB var "folder/*.cpp" "fname2.cpp") 可以列出所有 "folder/*.txt" 文件，以及 fname2.cpp（如果存在）赋值给 var．注意文件名包括绝对路径．
• add_definitions(-D FOO -D BAR) 给编译器添加宏定义
• add_compile_options(-Wall -fopenmp) 给编译器添加选项（注意不能用 -D）
• add_executable(exe_name source_name) 前者是执行文件名，后者是所有需要 link 的 cpp 文件名，不需要头文件．cmake 会自动分析代码得到哪个 cpp 调用哪个头文件，如果头文件改变了，只有调用它的 cpp 会重新编译．
• configure_file(file_in file_out) 将文件中 @var@ 替换为变量 var 的值
• include_directories(dir1 [dir2] ...) 添加头文件的搜索路径
• add_library(exe_name source_name) 单独编译一个 library（在 library 路径的 CMakeLists 中使用这个而不是 add_executable）
• link_directories(路径) 相当于编译器的 -L 选项，添加静态或动态 library 的搜索路径．
• set(CMAKE_INSTALL_RPATH 路径) 相当于设置 rpath
• add_subdirectory(dir1 [dir2] ...) 执行子目录中的 CMakeLists
• target_link_libraries(exe_name lib1 [lib2] ...) link 阶段链接 library，相当于 -l lib1 -l lib2
• option(opt_name description default) 定义一个 option 开关（会在 gui 中显示开关）以及默认值．opt_name 可以在 CMakeLists 中的 if 语句中使用例如 if(opt_name) ... endif(opt_name)．default 可以是 ON 或 OFF
• 在 configure 的模板文件中，当 opt_name 为 ON 时 #cmakedefine opt_name 会被替换为 #define opt_name
• 【cmake 3.16 的新功能】target_precompile_headers(可执行文件 PRIVATE foo.h bar.h) 可以编译头文件，注意貌似不会自动包括 .h 包括的文件．如果头文件（或者依赖的文件）改了，那么将会自动重新编译头文件．

3. 内置变量

• PROJECT_SOURCE_DIR 是源文件的根目录，就是传给 ccmake 的目录
• PROJECT_BINARY_DIR 是 Cmake 的输出目录，临时文件，Makefile 等都在这个目录．这就是运行 ccmake 的目录

4. 判断

　　 参考这里．

if(<condition> AND (<condition> OR <condition>))
  <commands>
elseif(("bar" IN_LIST var) OR (file1 IS_NEWER_THAN file2))
  <commands>
elseif (var)
  当 var 不是 false constant
elseif(DEFINED <name>|CACHE{<name>}|ENV{<name>})
  若定义了变量
else()
  <commands>
endif()

5. CMake 与 Visual Studio

• 链接 *.lib，只需要在 add_executable() 命令前面插入（必须在之前）abc.lib 的路径 link_directories(path/to/lib) 然后再 add_executable() 之后插入 target_link_libraries(exe_name abs) 即可
• if(MSVC)...end(MSVC) 可以专门给 Visual Studio 执行一些命令
• 生成的 sln 文件中，除了有 target 的工程，还会有另外两个工程：ZERO_CHECK 会重新运行/更新 CMakeLists.txt，ALL_BUILD 会编译所有工程．如果看着不爽的话也可以把这两个 project 删掉．如果直接 run without debug 的话，会提示 ALL_BUILD 不能 run，所以要 run 只能右键某个 project 然后 run（所以还是把两个多余的 project 删掉好些）．

6. ccmake 使用

• sudo apt install cmake-curses-gui 安装
• 在需要生成 binary 的目录打开 ccmake，这个目录可以是源文件目录
• 如果 binary 目录不是源文件目录，那么指定目录即可，例如 ccmake ../
• h 帮助，q 退出，c configure，G 生成 Makefile