NOTE:此示例代码可以在 https://github.com/dev-cafe/cmake-cookbook/tree/v1.0/chapter-10/recipe-03 中找到,其中有一个C++示例。该示例在CMake 3.6版(或更高版本)中是有效的,并且已经在GNU/Linux、macOS和Windows上进行过测试。

可以假设,消息库在开源社区取得了巨大的成功。人们非常喜欢它,并在自己的项目中使用它将消息打印到屏幕上。用户特别喜欢每个打印的消息都有惟一的标识符。但用户也希望,当他们编译并安装了库,库就能更容易找到。这个示例将展示CMake如何让我们导出目标,以便其他使用CMake的项目可以轻松地获取它们。

准备工作

源代码与之前的示例一致,项目结构如下:

  1. .
  2. ├── cmake
  3. └── messageConfig.cmake.in
  4. ├── CMakeLists.txt
  5. ├── src
  6. ├── CMakeLists.txt
  7. ├── hello- world.cpp
  8. ├── Message.cpp
  9. └── Message.hpp
  10. └── tests
  11. ├── CMakeLists.txt
  12. └── use_target
  13. ├── CMakeLists.txt
  14. └── use_message.cpp

注意,cmake子目录中添加了一个messageConfig.cmake.in。这个文件将包含导出的目标,还添加了一个测试来检查项目的安装和导出是否按预期工作。

具体实施

同样,主CMakeLists.txt文件相对于前一个示例来说没有变化。移动到包含我们的源代码的子目录src中:

  1. 需要找到UUID库,可以重用之前示例中的代码:
    # Search for pkg-config and UUID
    find_package(PkgConfig QUIET)
    if(PKG_CONFIG_FOUND)
     pkg_search_module(UUID uuid IMPORTED_TARGET)
     if(TARGET PkgConfig::UUID)
         message(STATUS "Found libuuid")
         set(UUID_FOUND TRUE)
     endif()
    endif()
    
  1. 接下来,设置动态库目标并生成导出头文件: ```cmake add_library(message-shared SHARED “”) include(GenerateExportHeader)

generate_export_header(message-shared BASE_NAME “message” EXPORT_MACRO_NAME “message_EXPORT” EXPORT_FILE_NAME “${CMAKE_BINARY_DIR}/${INSTALL_INCLUDEDIR}/messageExport.h” DEPRECATED_MACRO_NAME “message_DEPRECATED” NO_EXPORT_MACRO_NAME “message_NO_EXPORT” STATIC_DEFINE “message_STATIC_DEFINE” NO_DEPRECATED_MACRO_NAME “message_NO_DEPRECATED” DEFINE_NO_DEPRECATED ) target_sources(message-shared PRIVATE ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/Message.cpp )



3. 
为目标设置了`PUBLIC`和`INTERFACE`编译定义。注意`$<INSTALL_INTERFACE:...>`生成器表达式的使用:
```cmake
  target_compile_definitions(message-shared
  PUBLIC
      $<$<BOOL:${UUID_FOUND}>:HAVE_UUID>
  INTERFACE
      $<INSTALL_INTERFACE:USING_message>
  )
  1. 链接库和目标属性与前一个示例一样: ```cmake target_link_libraries(message-static PUBLIC $<$:PkgConfig::UUID> )

set_target_properties(message-static PROPERTIES POSITION_INDEPENDENT_CODE 1 ARCHIVE_OUTPUT_NAME “message” DEBUG_POSTFIX “_sd” RELEASE_POSTFIX “_s” PUBLIC_HEADER “Message.hpp;${CMAKE_BINARY_DIR}/${INSTALL_INCLUDEDIR}/messageExport.h” )



5. 
可执行文件的生成,与前一个示例中使用的命令完全相同:
```cmake
add_executable(hello-world_wDSO hello-world.cpp)

target_link_libraries(hello-world_wDSO
  PUBLIC
      message-shared
  )

# Prepare RPATH
file(RELATIVE_PATH _rel ${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/${INSTALL_BINDIR} ${CMAKE_INSTALL_PREFIX})
if(APPLE)
    set(_rpath "@loader_path/${_rel}")
else()
    set(_rpath "\$ORIGIN/${_rel}")
endif()
file(TO_NATIVE_PATH "${_rpath}/${INSTALL_LIBDIR}" message_RPATH)

set_target_properties(hello-world_wDSO
  PROPERTIES
    MACOSX_RPATH ON
    SKIP_BUILD_RPATH OFF
    BUILD_WITH_INSTALL_RPATH OFF
    INSTALL_RPATH "${message_RPATH}"
    INSTALL_RPATH_USE_LINK_PATH ON
  )

add_executable(hello-world_wAR hello-world.cpp)

target_link_libraries(hello-world_wAR
  PUBLIC
      message-static
  )

现在,来看看安装规则:

  1. 因为CMake可以正确地将每个目标放在正确的地方,所以把目标的安装规则都列在一起。这次,添加了EXPORT关键字,这样CMake将为目标生成一个导出的目标文件:
    install(
    TARGETS
     message-shared
     message-static
     hello-world_wDSO
     hello-world_wAR
    EXPORT
       messageTargets
    ARCHIVE
     DESTINATION ${INSTALL_LIBDIR}
     COMPONENT lib
    RUNTIME
     DESTINATION ${INSTALL_BINDIR}
     COMPONENT bin
    LIBRARY
     DESTINATION ${INSTALL_LIBDIR}
     COMPONENT lib
    PUBLIC_HEADER
     DESTINATION ${INSTALL_INCLUDEDIR}/message
     COMPONENT dev
    )
    
  1. 自动生成的导出目标文件称为messageTargets.cmake,需要显式地指定它的安装规则。这个文件的目标是INSTALL_CMAKEDIR,在主CMakeLists.txt文件中定义:
    install(
    EXPORT
       messageTargets
    NAMESPACE
       "message::"
    DESTINATION
       ${INSTALL_CMAKEDIR}
    COMPONENT
       dev
    )
    
  1. 最后,需要生成正确的CMake配置文件。这些将确保下游项目能够找到消息库导出的目标。为此,首先包括CMakePackageConfigHelpers.cmake标准模块:
    include(CMakePackageConfigHelpers)
    
  1. 让CMake为我们的库,生成一个包含版本信息的文件:
    write_basic_package_version_file(
    ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/messageConfigVersion.cmake
    VERSION ${PROJECT_VERSION}
       COMPATIBILITY SameMajorVersion
    )
    
  1. 使用configure_package_config_file函数,我们生成了实际的CMake配置文件。这是基于模板cmake/messageConfig.cmake.in文件:
    configure_package_config_file(
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake/messageConfig.cmake.in
    ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/messageConfig.cmake
    INSTALL_DESTINATION ${INSTALL_CMAKEDIR}
    )
    
  1. 最后,为这两个自动生成的配置文件设置了安装规则:
    install(
    FILES
       ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/messageConfig.cmake
       ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/messageConfigVersion.cmake
    DESTINATION
       ${INSTALL_CMAKEDIR}
    )
    

cmake/messageConfig.cmake的内容是什么?该文件的顶部有相关的说明,可以作为用户文档供使用者查看。让我们看看实际的CMake命令:

  1. 占位符将使用configure_package_config_file命令进行替换:
    @PACKAGE_INIT@
    
  1. 包括为目标自动生成的导出文件:
    include("${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/messageTargets.cmake")
    
  1. 检查静态库和动态库,以及两个“Hello, World”可执行文件是否带有CMake提供的check_required_components函数:
    check_required_components(
     "message-shared"
     "message-static"
     "message-hello-world_wDSO"
     "message-hello-world_wAR"
    )
    
  1. 检查目标PkgConfig::UUID是否存在。如果没有,我们再次搜索UUID库(只在非Windows操作系统下有效):
    if(NOT WIN32)
    if(NOT TARGET PkgConfig::UUID)
     find_package(PkgConfig REQUIRED QUIET)
     pkg_search_module(UUID REQUIRED uuid IMPORTED_TARGET)
    endif()
    endif()
    

测试一下:

$ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$HOME/Software/recipe-03 ..
$ cmake --build . --target install

安装树应该如下所示:

$HOME/Software/recipe-03/
├── bin
│    ├── hello-world_wAR
│    └── hello-world_wDSO
├── include
│    └── message
│        ├── messageExport.h
│        └── Message.hpp
├── lib64
│    ├── libmessage_s.a
│    ├── libmessage.so -> libmessage.so.1
│    └── libmessage.so.1
└── share
    └── cmake
        └── recipe-03
            ├── messageConfig.cmake
            ├── messageConfigVersion.cmake
            ├── messageTargets.cmake
            └── messageTargets-release.cmake

出现了一个share子目录,其中包含我们要求CMake自动生成的所有文件。现在开始,消息库的用户可以在他们自己的CMakeLists.txt文件中找到消息库,只要他们设置message_DIR的CMake变量,指向安装树中的share/cmake/message目录:

find_package(message 1 CONFIG REQUIRED)

工作原理

这个示例涵盖了很多领域。对于构建系统将要执行的操作,CMake目标是一个非常有用的抽象概念。使用PRIVATEPUBLICINTERFACE关键字,我们可以设置项目中的目标进行交互。在实践中,这允许我们定义目标A的依赖关系,将如何影响目标B(依赖于A)。如果库维护人员提供了适当的CMake配置文件,那么只需很少的CMake命令就可以轻松地解决所有依赖关系。

这个问题可以通过遵循message-staticmessage-sharedhello-world_wDSOhello-world_wAR目标概述的模式来解决。我们将单独分析message-shared目标的CMake命令,这里只是进行一般性讨论:

  1. 生成目标在项目构建中列出其依赖项。对UUID库的链接是 message-sharedPUBLIC需求,因为它将用于在项目中构建目标和在下游项目中构建目标。编译时宏定义和包含目录需要在PUBLIC级或INTERFACE级目标上进行设置。它们实际上是在项目中构建目标时所需要的,其他的只与下游项目相关。此外,其中一些只有在项目安装之后才会相关联。这里使用了$<BUILD_INTERFACE:...>$<INSTALL_INTERFACE:...>生成器表达式。只有消息库外部的下游目标才需要这些,也就是说,只有在安装了目标之后,它们才会变得可见。我们的例子中,应用如下:

    • 只有在项目中使用了message-shared库,那么$<BUILD_INTERFACE:${CMAKE_BINARY_DIR}/${INSTALL_INCLUDEDIR}>才会扩展成${CMAKE_BINARY_DIR}/${INSTALL_INCLUDEDIR}
    • 只有在message-shared库在另一个构建树中,作为一个已导出目标,那么$<INSTALL_INTERFACE:${INSTALL_INCLUDEDIR}>将会扩展成${INSTALL_INCLUDEDIR}
  2. 描述目标的安装规则,包括生成文件的名称。

  3. 描述CMake生成的导出文件的安装规则messageTargets.cmake文件将安装到INSTALL_CMAKEDIR。目标导出文件的安装规则的名称空间选项,将把给定字符串前置到目标的名称中,这有助于避免来自不同项目的目标之间的名称冲突。INSTALL_CMAKEDIR变量是在主CMakeLists.txt文件中设置的:

    if(WIN32 AND NOT CYGWIN)
     set(DEF_INSTALL_CMAKEDIR CMake)
    else()
     set(DEF_INSTALL_CMAKEDIR share/cmake/${PROJECT_NAME})
    endif()
    set(INSTALL_CMAKEDIR ${DEF_INSTALL_CMAKEDIR} CACHE PATH "Installation directory for CMake files")
    

CMakeLists.txt的最后一部分生成配置文件。包括CMakePackageConfigHelpers.cmake模块,分三步完成:

  1. 调用write_basic_package_version_file函数生成一个版本文件包。宏的第一个参数是版本控制文件的路径:messageConfigVersion.cmake。版本格式为Major.Minor.Patch,并使用PROJECT_VERSION指定版本,还可以指定与库的新版本的兼容性。例子中,当库具有相同的主版本时,为了保证兼容性,使用了相同的SameMajorVersion参数。
  2. 接下来,配置模板文件messageConfig.cmake.in,该文件位于cmake子目录中。
  3. 最后,为新生成的文件设置安装规则。两者都将安装在INSTALL_CMAKEDIR下。

更多信息

消息库的客户现在非常高兴,因为终于可以在自己的系统上安装这个库,对自己的CMakeLists.txt进行简单的修改,就能找到消息库:

find_package(message VERSION 1 REQUIRED)

客户可以用以下方式配置他们的项目:

$ cmake -Dmessage_DIR=/path/to/message/share/cmake/message ..

我们示例中包含的测试,显示了如何检查目标的安装是否按照计划进行。看看tests文件夹的结构,我们注意到use_target子目录:

tests/
├── CMakeLists.txt
└── use_target
    ├── CMakeLists.txt
    └── use_message.cpp

这个目录包含一个使用导出目标的小项目。有趣的部分是在CMakeLists.txt文件中指定的测试:

  1. 我们测试小项目,可以配置为使用已安装的库。这是use-target测试固件的设置步骤,可以参考第4章第10节: ```cmake add_test( NAME use-target_configure COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -H${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/use_target
                   -B${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/build_use-target
                   -G${CMAKE_GENERATOR}
                   -Dmessage_DIR=${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/${
                   INSTALL_CMAKEDIR}
                   -DCMAKE_BUILD_TYPE=$<CONFIGURATION>
    
    )

set_tests_properties(use-target_configure PROPERTIES FIXTURES_SETUP use-target )



2. 
测试了小项目可以构建:
```cmake
add_test(
  NAME use-target_build
  COMMAND
    ${CMAKE_COMMAND} --build ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/build_use-target
                      --config $<CONFIGURATION>
  )

set_tests_properties(use-target_build
  PROPERTIES
    FIXTURES_REQUIRED use-target
  )
  1. 小项目的测试也会运行: ```cmake set(_test_target) if(MSVC) set(_test_target “RUN_TESTS”) else() set(_test_target “test”) endif()

add_test( NAME use-target_test COMMAND ${CMAKE_COMMAND} —build ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/build_use-target —target ${_test_target} —config $ ) set_tests_properties(use-target_test PROPERTIES FIXTURES_REQUIRED use-target ) unset(_test_target)



4. 
最后,我们拆除固件:
```cmake
add_test(
  NAME use-target_cleanup
  COMMAND
    ${CMAKE_COMMAND} -E remove_directory ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/build_use-target
  )

set_tests_properties(use-target_cleanup
  PROPERTIES
    FIXTURES_CLEANUP use-target
  )

注意,这些测试只能在项目安装之后运行。