引言

CMake是一个跨平台开源的构建系统。它是一个集软件构建、测试、打包于一身的软件，可以用简单的语句来描述所有平台的安装编译过程。

CMake的所有的语句都写在一个叫CMakeLists.txt的文件中。当CMakeLists.txt文件确定后,可以用ccmake命令对相关的变量值进行配置。

CMake 的基本语法规则

  • 使用星号 # 作为注释；
  • 变量使用 ${} 方式取值，但是在 IF 控制语句中是直接使用变量名；
  • 指令名(参数1 参数2 …)，其中参数之间使用空格或分号隔开；
  • 指令与大小写无关，但参数和变量是大小写相关的；

CMake 的常用指令

注：指令与大小写无关，官方建议使用大写，不过 Android 的 CMake 指令是小写的，下面为了便于阅读，采取小写的方式。

project 指令

语法：project( [CXX] [C] [Java])
这个指令是定义工程名称的，并且可以指定工程支持的语言（当然也可以忽略，默认情况表示支持所有语言），不是强制定义的。例如：project(HELLO)
定义完这个指令会隐式定义了两个变量：
<projectname>_BINARY_DIR和<projectname>_SOURCE_DIR
由上面的例子也可以看到，MESSAGE 指令有用到这两个变量；

另外 CMake 系统还会预定义了 PROJECT_BINARY_DIR 和 PROJECT_SOURCE_DIR 变量，它们的值和上面两个的变量对应的值是一致的。不过为了统一起见，建议直接使用PROJECT_BINARY_DIR 和PROJECT_SOURCE_DIR，即使以后修改了工程名字，也不会影响两个变量的使用。

set指令

语法:set(VAR [VALUE])

这个指令是用来显式地定义变量，多个变量用空格或分号隔开

例如：set(SRC_LIST main.c test.c)

注意，当需要用到定义的 SRC_LIST 变量时，需要用v a r 的 形 式 来 引 用 ， 如 ： {var}的形式来引用，如：var的形式来引用，如：{SRC_LIST}
不过，在 IF 控制语句中可以直接使用变量名。

message 指令

语法：message([SEND_ERROR | STATUS | FATAL_ERROR] “message to display” … )
这个指令用于向终端输出用户定义的信息，包含了三种类型：
SEND_ERROR，产生错误，生成过程被跳过；
STATUS，输出前缀为—-的信息；（由上面例子也可以看到会在终端输出相关信息）
FATAL_ERROR，立即终止所有 CMake 过程；

add_executable 指令

语法：add_executable(executable_file_name [source])
将一组源文件 source 生成一个可执行文件。 source 可以是多个源文件，也可以是对应定义的变量
如：add_executable(hello main.c)

cmake_minimun_required(VERSION 3.4.1)

用来指定 CMake 最低版本为3.4.1，如果没指定，执行 cmake 命令时可能会出错

add_subdirectory 指令

语法：add_subdirectory(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])
这个指令用于向当前工程添加存放源文件的子目录，并可以指定中间二进制和目标二进制存放的位置。EXCLUDE_FROM_ALL参数含义是将这个目录从编译过程中排除。

另外，也可以通过 SET 指令重新定义 EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 和 LIBRARY_OUTPUT_PATH 变量来指定最终的目标二进制的位置(指最终生成的 hello 或者最终的共享库，不包含编译生成的中间文件)
set(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/bin)
set(LIBRARY_OUTPUT_PATH ${PROJECT_BINARY_DIR}/lib)

add_library 指令

语法：add_library(libname [SHARED | STATIC | MODULE] [EXCLUDE_FROM_ALL] [source])
将一组源文件 source 编译出一个库文件，并保存为 libname.so (lib 前缀是生成文件时 CMake自动添加上去的)。其中有三种库文件类型，不写的话，默认为 STATIC:

  • SHARED: 表示动态库，可以在(Java)代码中使用 System.loadLibrary(name) 动态调用；
  • STATIC: 表示静态库，集成到代码中会在编译时调用；
  • MODULE: 只有在使用 dyId 的系统有效，如果不支持 dyId，则被当作 SHARED 对待；
  • EXCLUDE_FROM_ALL: 表示这个库不被默认构建，除非其他组件依赖或手工构建
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#将compress.c 编译成 libcompress.so 的共享库
add_library(compress SHARED compress.c)

add_library 命令也可以用来导入第三方的库:

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add_library(libjpeg SHARED IMPORTED)

导入库后，当需要使用 target_link_libraries 链接库时，可以直接使用该库

find_library 指令

语法：find_library( name1 path1 path2 …)
VAR 变量表示找到的库全路径，包含库文件名 。例如：

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find_library(libX  X11 /usr/lib)
find_library(log-lib log)  #路径为空，应该是查找系统环境变量路径

set_target_properties 指令

语法: set_target_properties(target1 target2 … PROPERTIES prop1 value1 prop2 value2 …)
这条指令可以用来设置输出的名称（设置构建同名的动态库和静态库，或者指定要导入的库文件的路径），对于动态库，还可以用来指定动态库版本和 API 版本。
如，set_target_properties(hello_static PROPERTIES OUTPUT_NAME “hello”)
设置同名的 hello 动态库和静态库：

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set_target_properties(hello PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)
set_target_properties(hello_static PROPERTIES CLEAN_DIRECT_OUTPUT 1)

指定要导入的库文件的路径

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add_library(jpeg SHARED IMPORTED)
#注意要先 add_library，再 set_target_properties
set_target_properties(jpeg PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${PROJECT_SOURCE_DIR}/libs/${ANDROID_ABI}/libjpeg.so)

设置动态库 hello 版本和 API 版本：
set_target_properties(hello PROPERTIES VERSION 1.2 SOVERSION 1)
和它对应的指令：
get_target_property(VAR target property)
如上面的例子，获取输出的库的名字

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get_target_property(OUTPUT_VALUE hello_static OUTPUT_NAME)
message(STATUS "this is the hello_static OUTPUT_NAME:"${OUTPUT_VALUE})

include_directories 指令

语法：include_directories([AFTER | BEFORE] [SYSTEM] dir1 dir2…)
这个指令可以用来向工程添加多个特定的头文件搜索路径，路径之间用空格分割，如果路径中包含了空格，可以使用双引号将它括起来，默认的行为是追加到当前的头文件搜索路径的
后面。

语法：target_link_libraries(target library <debug | optimized> library2…)
这个指令可以用来为 target 添加需要的链接的共享库，同样也可以用于为自己编写的共享库添加共享库链接。
如：

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#指定 compress 工程需要用到 libjpeg 库和 log 库
target_link_libraries(compress libjpeg ${log-lib})

同样，link_directories(directory1 directory2 …) 可以添加非标准的共享库搜索路径。

file 指令

CMake 中通过 file 来实现文件操作，包括文件读写、下载文件、文件重命名等

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# 文件重命名
file(RENAME "test.txt" "new.txt")

# 文件下载
# 把文件 URL 设定为变量
set(var "http://img.zcool.cn/community/0117e2571b8b246ac72538120dd8a4.jpg")

# 使用 DOWNLOAD 下载
file(DOWNLOAD ${var} "/Users/glumes/CLionProjects/HelloCMake/image.jpg")

在文件的操作中，还有两个很重要的指令 GLOB 和 GLOB_RECURSE 。

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# GLOB 的使用
file(GLOB ROOT_SOURCE *.cpp)
# GLOB_RECURSE 的使用
file(GLOB_RECURSE CORE_SOURCE ./detail/*.cpp)

其中，GLOB 指令会将所有匹配 *.cpp 表达式的文件组成一个列表，并保存在 ROOT_SOURCE 变量中。

而 GLOB_RECURSE 指令和 GLOB 类似，但是它会遍历匹配目录的所有文件以及子目录下面的文件。

使用 GLOB 和 GLOB_RECURSE 有好处，就是当添加需要编译的文件时，不用再一个一个手动添加了，同一目录下的内容都被包含在对应变量中了，但也有弊端，就是新建了文件，但是 CMake 并没有改变，导致在编译时也会重新产生构建文件，要解决这个问题，就是动一动 CMake，让编译器检测到它有改变就好了。

还有其他 list、install 、find_ 指令和控制指令等就不介绍了，详细可以查看手册。

配置说明

工程路径 #nativelib和app为module名

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set(pathToProject ${PROJECT_SOURCE_DIR}/nativelib)
 
set(pathToProject D:/Android/Code/MyProject/app)

指定 cmake 的最小版本

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cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
#支持-std=gnu++11

set(CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE on)
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -std=gnu++11")

加载native头文件依赖

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include_directories( ${pathToProject}/src/main/cpp/include )
#动态加载库（以librf001.so为例）

add_library( rf001
        SHARED
        IMPORTED
        )

引入库文件（以librf001.so为例）

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set_target_properties(
        rf001
        PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
        ${pathToProject}/src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI}/librf001.so
)

明确指定包含哪些源文件

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add_library( # Sets the name of the library.
        demo
        # Sets the library as a shared library.
        SHARED
        # Provides a relative path to your source file(s).
        src/main/cpp/libMifare.cpp
        src/main/cpp/util/Exception.cpp
        )
add_library( # Sets the name of the library.
             LibUart
 
             # Sets the library as a shared library.
             SHARED
 
             # Provides a relative path to your source file(s).
              src/main/cpp/LibUart.cpp
              src/main/cpp/util/Exception.cpp
             src/main/cpp/uart/Uart.cpp
             )

查找指定的库文件

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find_library( # Sets the name of the path variable.
              log-lib
 
              # Specifies the name of the NDK library that
              # you want CMake to locate.
              log )

指定链接动态库或静态库

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target_link_libraries( # 目标库
                       demo
                       # 目标库需要链接的库
                       # log-lib 是上面 find_library 指定的变量名
                       ${log-lib} )
target_link_libraries( # Specifies the target library.
                       LibUart
                       # Links the target library to the log library
                       # included in the NDK.
                       ${log-lib} )

指定链接多个库

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target_link_libraries(demo
    ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/libs/libface.a
    boost_system.a
    boost_thread
    pthread)

常用变量

变量引用方式

使用 ${} 进行变量的引用。不过在 IF 等语句中，可以直接使用变量名而不用通过 ${} 取值

自定义变量的方式

主要有隐式定义和显式定义两种。隐式定义，如 PROJECT 指令会隐式定义_BINARY_DIR 和 _SOURCE_DIR
而对于显式定义就是通过 SET 指令来定义。如：set(HELLO_SRC main.c)

预定义变量

  • PROJECT_SOURCE_DIR：工程的根目录
  • PROJECT_BINARY_DIR：运行 cmake 命令的目录，通常是 ${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
  • CMAKE_CURRENT_LIST_LINE：当前所在的行
  • CMAKE_MODULE_PATH：定义自己的 cmake 模块所在的路径，SET(CMAKE_MODULE_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake)，然后可以用INCLUDE命令来调用自己的模块
  • 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

系统信息

  • CMAKE_MAJOR_VERSION：cmake 主版本号，比如 3.4.1 中的 3
  • CMAKE_MINOR_VERSION：cmake 次版本号，比如 3.4.1 中的 4
  • CMAKE_PATCH_VERSION：cmake 补丁等级，比如 3.4.1 中的 1
  • CMAKE_SYSTEM：系统名称，比如 Linux-­2.6.22
  • CMAKE_SYSTEM_NAME：不包含版本的系统名，比如 Linux
  • CMAKE_SYSTEM_VERSION：系统版本，比如 2.6.22
  • CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR：处理器名称
  • UNIX：在所有的类 UNIX 平台下该值为 TRUE，包括 OS X 和 cygwin
  • WIN32：在所有的 win32 平台下该值为 TRUE，包括 cygwin

CMake 常用变量说明

  • 1）CMAKE_BINARY_DIR, PROJECT_BINARY_DIR, _BINARY_DIR
    这三个变量指代的内容都是一样的，如果是 in-source 编译，指的是工程顶层目录，如果是 out-of-source 编译，指的是工程编译发生的目录。
  • 2）CMAKE_SOURCE_DIR, PROJECT_SOURCE_DIR, _SOURCE_DIR
    这三个变量指代的内容也是一样的，不论哪种编译方式，都是工程顶层目录。 当前工程的Cmake路径
  • 3）CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR
    当前处理的 CMakeLists.txt 所在的路径 当前CMake文件所在的文件夹路径
  • 4）CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR
    如果是 in-source 编译，它跟 CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR 一致，如果是 out-of-source 编译，指的是 target 编译目录。
    使用 ADD_SUBDIRECTORY(src bin)可以修改这个变量的值；而使用 SET(EXECUTABLE_OUTPUT_PATH < 新路径>) 并不会对这个变量造成影响，它仅仅修改了最终目标文件存放的路径。
  • 5）CMAKE_CURRENT_LIST_FILE
    输出调用这个变量的 CMakeLists.txt 的完整路径
  • 6）CMAKE_CURRENT_LIST_LINE
    输出这个变量所在的行
  • 7）CMAKE_MODULE_PATH
    这个变量用来定义自己的 CMake 模块所在的路径。如果你的工程比较复杂，有可能会自己编写一些 cmake 模块，这些 cmake 模块是随你的工程发布的，为了让 cmake 在处理CMakeLists.txt 时找到这些模块，你需要通过 SET 指令，将自己的 cmake 模块路径设
    置一下。
    比如 SET(CMAKE_MODULE_PATH ${PROJECT_SOURCE_DIR}/cmake)
    这时候你就可以通过 INCLUDE 指令来调用自己的模块了。
  • ８）EXECUTABLE_OUTPUT_PATH 和 LIBRARY_OUTPUT_PATH
    分别用来重新定义最终结果的存放目录，前面我们已经提到了这两个变量。
  • 9）PROJECT_NAME
    返回通过 PROJECT 指令定义的项目名称。

Android CMake 的使用

CMakeList.txt 的编写

Android NDK 开发中 CMake 的使用，先看一个系统生成的 NDK 项目的 CMakeLists.txt 的配置：( 去掉原有的注释)

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#设置编译 native library 需要最小的 cmake 版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
#将指定的源文件编译为名为 libnative-lib.so 的动态库
add_library(native-lib SHARED src/main/cpp/native-lib.cpp)
#查找本地 log 库
find_library(log-lib log)
#将预构建的库添加到自己的原生库
target_link_libraries(native-lib ${log-lib} )

复杂一点的 CMakeLists，这是一个本地使用 libjpeg.so 来做图片压缩的项目

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cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

#设置生成的so动态库最后输出的路径
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs/${ANDROID_ABI})

#指定要引用的libjpeg.so的头文件目录
set(LIBJPEG_INCLUDE_DIR src/main/cpp/include)
include_directories(${LIBJPEG_INCLUDE_DIR})

#导入libjpeg动态库 SHARED；静态库为STATIC
add_library(jpeg SHARED IMPORTED)
#对应so目录，注意要先 add_library，再 set_target_properties）
set_target_properties(jpeg PROPERTIES IMPORTED_LOCATION ${PROJECT_SOURCE_DIR}/libs/${ANDROID_ABI}/libjpeg.so)

add_library(compress SHARED src/main/cpp/compress.c)

find_library(graphics jnigraphics)
find_library(log-lib log)
#添加链接上面个所 find 和 add 的 library
target_link_libraries(compress jpeg ${log-lib} ${graphics})

配置 Gradle

简单的配置如下，至于 cppFlags 或 cFlags 的参数有点复杂，一般设置为空或不设置也是可以的，这里就不过多介绍了

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android {
    compileSdkVersion 25
    buildToolsVersion "25.0.3"

    defaultConfig {
        minSdkVersion 15
        targetSdkVersion 25
        versionCode 1
        versionName "1.0"

        externalNativeBuild {
            cmake {
                // Passes optional arguments to CMake.
                arguments "-DANDROID_ARM_NEON=TRUE", "-DANDROID_TOOLCHAIN=clang"
                // Sets optional flags for the C compiler.
                cFlags "-D_EXAMPLE_C_FLAG1", "-D_EXAMPLE_C_FLAG2"
                // Sets a flag to enable format macro constants for the C++ compiler.
                cppFlags "-D__STDC_FORMAT_MACROS"
                //生成.so库的目标平台
                abiFilters 'x86', 'x86_64', 'armeabi', 'armeabi-v7a',
                   'arm64-v8a'
            }
        }
    }
      //配置 CMakeLists.txt 路径
    externalNativeBuild {
        cmake {
            path "CMakeLists.txt"
        }
    }
}

参考链接：https://blog.csdn.net/yinianzhijian99/article/details/122865256
参考链接：https://blog.csdn.net/xiaomaothm/article/details/124020250