Cmake与make的示例代码有何区别？

Question

我想知道是否有关于 Makefile 和 CMakeLists.txt 的示例代码，两者都能实现同样的功能（唯一不同的是一个是用make编写，另一个是用cmake编写）。

我尝试搜索'cmake vs make'，但我没有找到任何代码的对比。即使只是一个简单的情况，理解它们之间的区别也会很有帮助。

- jlo

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这是个好问题；当我开始学习cmake的时候，我也很想知道这个答案。但我怀疑你可能找不到，因为它们之间的能力映射不那么契合。如果你试图让cmake像make一样工作，你会把自己逼疯的，说真的。最好还是从头开始。在make中简单的事情在cmake中可能会很复杂，反之亦然。 - Ernest Friedman-Hill

@ErnestFriedman-Hill，你有关于这个的更多细节吗？所以make和cmake是如此不同，以至于它们应该被视为互补而不是竞争工具？ - Ehtesh Choudhury

@Shurane -- cmake本身并不构建任何内容；它创建Makefile（和其他类似的构建脚本），然后您运行这些脚本。因此，每当您编写cmake文件时，都必须考虑命令在生成时间还是在构建时间应用。一些操作，在构建时复制通配符集合的文件，例如，与您在Makefile中编写的“cp *.x $(OUTDIR)”相比较相当复杂。 对我来说，最让人困扰的部分可能是生成的Makefile在设计上完全不可移植且缺乏灵活性。（续） - Ernest Friedman-Hill

你甚至不能在同一台机器上移动源目录而不重新运行cmake以重建Makefile！因此，选择不是在cmake和make之间，而是在自己编写可移植的Makefile或者在每个构建机上使用cmake生成不可移植的Makefile之间做出（考虑到可以在Windows上使用Cygwin或mingw，我通常发现前者更容易）。 - Ernest Friedman-Hill

这是一个不错的问题，但是没有具体的答案。因为两个工具都试图解决不同的问题。CMake获取关于如何构建程序的信息，生成构建程序的Makefile文件。因此，CMake是一种具有抽象构建规则的语言，而GNU Make则是依赖关系解析器，它在有向无环图遍历时执行程序。 - Alexander Oh

Answer 1

下面的Makefile从源代码中构建了一个名为prog的可执行文件，这些源文件是prog1.c，prog2.c，prog3.c和main.c。 prog链接到libmystatlib.a和libmydynlib.so两个库，这两个库也是从源代码中构建的。此外，prog使用位于stuff/lib中的库libstuff.a及其头文件stuff/include。默认情况下，Makefile构建发布目标，但还提供调试目标：

#Makefile    
CC = gcc
CPP = g++
RANLIB = ar rcs
RELEASE = -c -O3 
DEBUG = -c -g -D_DEBUG
INCDIR = -I./stuff/include
LIBDIR = -L./stuff/lib -L.
LIBS = -lstuff -lmystatlib -lmydynlib
CFLAGS = $(RELEASE)

PROGOBJS = prog1.o prog2.o prog3.o

prog: main.o $(PROGOBJS) mystatlib mydynlib
    $(CC) main.o $(PROGOBJS) $(LIBDIR) $(LIBS) -o prog 
debug: CFLAGS=$(DEBUG)
debug: prog

mystatlib: mystatlib.o
    $(RANLIB) libmystatlib.a mystatlib.o
mydynlib: mydynlib.o
    $(CPP) -shared mydynlib.o -o libmydynlib.so

%.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) $(INCDIR) $< -o $@ 
%.o: %.cpp
    $(CPP) $(CFLAGS) $(INCDIR) -fPIC  $< -o $@ 

这是一个 CMakeLists.txt 文件，几乎与 Makefile 相同，以下是一些注释以强调它们的相似之处:

#CMakeLists.txt     
cmake_minimum_required(VERSION 2.8)                    # stuff not directly
project(example)                                       # related to building

include_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/stuff/include) # -I flags for compiler
link_directories(${CMAKE_SOURCE_DIR}/stuff/lib)        # -L flags for linker

set(PROGSRC prog1.c prog2.c prog3.c)                   # define variable 

add_executable(prog main.c ${PROGSRC})                 # define executable target prog, specify sources
target_link_libraries(prog mystatlib mydynlib stuff)   # -l flags for linking prog target

add_library(mystatlib STATIC mystatlib.c)              # define static library target mystatlib, specify sources

add_library(mydynlib SHARED mydynlib.cpp)              # define shared library target mydynlib, specify sources
#extra flags for linking mydynlib
set_target_properties(mydynlib PROPERTIES POSITION_INDEPENDENT_CODE TRUE) 
#alternatively:
#set_target_properties(mydynlib PROPERTIES COMPILE_FLAGS "-fPIC")

在这个简单的例子中，最重要的区别如下：

- CMake 可以识别应该使用哪些编译器来处理哪种类型的源代码。此外，针对每种类型的目标，它会调用正确的命令序列。因此，不需要明确指定像 $(CC) ...、$(RANLIB) ... 这样的命令。 - 所有通常与包含头文件、库等相关的编译器/链接器标志都被取代为平台无关/构建系统无关的命令。 - 调试标志可以通过将变量 CMAKE_BUILD_TYPE 设置为 "Debug" 或在调用 CMake 时传递它来包含。例如：cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE:STRING=Debug。 - CMake 还提供了平台无关的包含 "-fPIC" 标志（通过 POSITION_INDEPENDENT_CODE 属性）和许多其他标志。当然，更深奥的设置在 CMake 中可以像在 Makefile 中一样手动实现（使用 COMPILE_FLAGS 和类似的属性）。当第三方库（如 OpenGL）以可移植的方式被包含时，CMake 真正开始发挥作用。 - 如果你使用 Makefile，则构建过程只需一步，即在命令行中键入 make。对于 CMake，则需要两步：首先，你需要设置你的构建环境（在构建目录中键入 cmake <source_dir> 或运行某个 GUI 客户端）。这将根据你选择的构建系统（例如 Unix 上的 make 或 Windows 上的 VC++ 或 MinGW + Msys）创建一个 Makefile 或等效物。构建系统可以作为参数传递给 CMake；但是，CMake 根据系统配置做出合理的默认选择。其次，在所选的构建系统中执行实际的构建操作。

源代码和构建说明可在 https://github.com/rhoelzel/make_cmake 上找到。

- Roberto

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Makefile是否过于复杂？使用CPPFLAGS而不是INCDIR，可以利用内置规则，显式调用编译器将是冗余的。同样地，对于ar的处理，内置规则也可以涵盖它。此外，为什么要明确设置CPP和CC？它们已经被make设置为良好的值，它们是预定义变量。make还能识别用于哪种源的编译器，内置规则很多。 - Christian Hujer

许多这些变量应该使用 := 而不是 = 进行赋值。 - Christian Hujer

从描述来看，cmake 更适合与 automake 相比较，而不是 make。 - ivan_pozdeev

提供的 Makefile 可以缩减至 3/4 行。你应该指定 INCLUDES 而不是 INCDIR。你不需要 %.o:%.c 规则。 - KRoy

Answer 2

选择一些使用CMake作为构建系统的软件（有很多开源项目可以选择作为示例）。获取源代码并使用CMake进行配置。阅读生成的makefile并享受其中。

需要记住的一件事是这些工具不是一一对应的。最显而易见的区别是，CMake会扫描不同文件（例如C头文件和源文件）之间的依赖，而make则由makefile作者处理。

- Tadeusz A. Kadłubowski

Answer 3

如果这个问题是关于CMakeList.txt文件的样例Makefile输出，请查看cmake-backend源代码并生成一个这样的Makefile。如果不是，那么在@Roberto的回复中添加，我正在尝试通过隐藏细节使其变得简单。

CMake函数

虽然Make是灵活的规则和配方工具，但CMake是一层抽象，还添加了配置功能。

我的普通CMakeLists.txt将如下所示，

cmake_minimum_required(VERSION 2.8)
project(example)
file(GLOB testapp_SOURCES *.cc)
add_executable(testapp ${testapp_SOURCES})

请注意，CMake隐藏了构建的方法，我们只指定了输入和输出。
CMakeLists.txt包含由cmake定义的函数调用列表。

(CMake函数)与Make规则

在Makefile中，使用规则和配方代替函数。除了函数类似的特性外，规则和配方还提供了链接功能。我的最简Makefile将如下所示：

-include "executable.mk"
TARGETS=testapp.bin
all:${TARGETS}

可执行文件executable.mk的内容如下所示：

SOURCES=$(wildcard *.cpp)
OBJECTS=$(SOURCES:.cpp=.o)
DEPS=$(SOURCES:.cpp=.d)

%.bin:$(OBJECTS)
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^ $(LFLAGS) $(LIBS)

.PHONY: all clean

clean:
    $(RM) $(OBJECTS) $(DEPS) $(TARGETS)

-include $(DEPS)

从头开始，我将使用如下的Makefile：

all: testapp.bin

testapp.bin:sourcea.o sourcb.o
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^ $(LFLAGS) $(LIBS)

.PHONY: all clean

clean:
    $(RM) $(OBJECTS) testapp.bin

我从这里获取了这个代码片段并进行了修改。请注意，此文件中添加了一些隐式规则，可以在makefile文档中找到。一些隐式变量在这里也是相关的。

请注意，Makefile提供了详细的recipe，显示了如何进行构建。可以编写executable.mk以将详细信息定义在一个文件中。通过这种方式，可以像我之前展示的那样减少makefile的大小。

CMake和Make中的内部变量

现在进入稍微高级的内容，在CMake中，我们可以设置编译器标志，例如：

set(CMAKE_C_FLAGS "-Wall")

请查看CMakeCache.txt文件中的CMake默认变量。以上CMake代码等同于下面的Make代码。

CFLAGS = -Wall

请注意，CFLAGS是Make内部变量，同样地，CMAKE_C_FLAGS是CMake的内部变量。

在CMake中添加包含和库路径

我们可以使用函数在cmake中实现这一点。

target_include_directories(testapp PRIVATE "myincludes")
list(APPEND testapp_LIBRARIES
    mytest mylibrarypath
)
target_link_libraries(testapp ${testapp_LIBRARIES})

如何在Makefile中添加头文件和库文件路径

我们可以通过添加以下类似的行来添加头文件和库文件：

INCLUDES += -Imyincludes
LIBS += -Lmylibrarypath -lmytest

请注意，上面的这些行可以通过自动生成工具或pkg-config生成。(虽然Makefile不依赖于自动配置工具)

CMake配置/微调

通常情况下，可以通过使用configure_file函数生成一些类似于auto-config工具的config.h文件。也可以编写自定义函数来进行更多的操作。最后，我们可以像下面这样选择一个配置：

cmake --build . --config "Release"

使用 option 函数可以添加一些可配置的选项。

Makefile 配置/调整

如果我们需要使用一些调试标志编译它，我们可以像下面这样调用 make ：

make CXXFLAGS=NDEBUG

我认为内部变量、Makefile-rules和CMake-functions是比较的好起点，祝你在更深入的挖掘中好运。

- KRoy