让Hello World看上去更像一个工程

本篇主要参考文档的第四章（13～20页）
书接上回，为了使helloworld更像是一个代码规范格式规范的工程文件，从本小节开始，后面所有的构建我们都将采用 out-of-source 外部构建，约定的构建目录是工程目录下的build自录。

本小节的任务是让前面的Hello World更像一个工程，我们需要作的是：

  1. 为工程添加一个子目录src，用来放置工程源代码;
  2. 添加一个子目录doc，用来放置这个工程的文档hello.txt
  3. 在工程目录添加文本文件COPYRIGHT, README
  4. 在工程目录添加一个runhello.sh脚本，用来调用hello二进制；
  5. 将构建后的目标文件放入构建目录的bin子目录；
  6. 最终安装这些文件：将hello二进制与runhello.sh安装至/usr/bin，将doc目录的内容以及COPYRIGHT/README安装到/usr/share/doc/cmake/t2

1、准备工作：

在/cmake/目录下建立t2目录。将t1工程的main.c和CMakeLists.txt拷贝到t2目录中。

2、添加子目录src：

mkdir src
mv main.c src
tree
123

tree一下看看目录结构如下图：
在这里插入图片描述
上篇博客我们提到，需要为任何子目录建立一个CMakeLists.txt，所以需要进入子目录src，编写CMakeLists.txt如下：

ADD_EXECUTABLE(hello main.c)
1

将t2工程的CMakeLists.txt修改为：

PROJECT(HELLO)
ADD_SUBDIRECTORY(src bin)
12

然后在t2文件夹建立build目录，进入build目录进行外部编译。

mkdir build
cd build
cmake ..
make
1234

具体过程如下：
在这里插入图片描述
构建完成后，返回到t2目录下tree一下，你会发现生成的目标文件hello位于build/bin目录中，如下图所示：
在这里插入图片描述

语法解释：

///ADD_SUBDIRECTORY指令
ADD_SUBDIRECTORY(source_dir [binary_dir] [EXCLUDE_FROM_ALL])
12

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参数的含义是将这个目录从编译过程中排除，例如工程的example，可能就需要工程构建完成后，再进入example目录单独进行构建(当然，你也可以通过定义依赖来解决此类问题)。

上面的例子定义了将src子目录加入工程，并指定编译输出(包含编译中间结果)路径为bin目录。如果不进行bin目录的指定，那么编译结果(包括中间结果)都将存放在build/src目录(这个目录跟原有的src目录对应)，指定bin目录后，相当于在编译时将src重命名为bin，所有的中间结果和目标二进制都将存放在bin目录。这里需要提一下的是SUBDIRS指令，使用方法是：SUBDIRS(dir1 dir2…)，但是这个指令已经不推荐使用。它可以一次添加多个子目录，并且，即使外部编译，子目录体系仍然会被保存。如果我们在上面的例子中将ADD_SUBDIRECTORY (src bin)修改为SUBDIRS(src)。那么在build目录中将出现一个src目录，生成的目标代码hello将存放在src目录中。

3、换个地方保存目标二进制

不论是SUBDIRS还是ADD_SUBDIRECTORY指令(不论是否指定编译输出目录)，我们都可以通过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)
12

在第一节我们提到了<projectname>_BINARY_DIR和PROJECT_BINARY_DIR变量，他们指的编译发生的当前目录，如果是内部编译，就相当于PROJECT_SOURCE_DIR也就是工程代码所在目录，如果是外部编译，指的是外部编译所在目录，也就是本例中的build目录。

所以，上面两个指令分别定义了：可执行二进制的输出路径为build/bin和库的输出路径为build/lib.本节我们没有提到共享库和静态库的构建，所以，你可以不考虑第二条指令。
问题是，我应该把这两条指令写在工程的CMakeLists.txt还是src目录下的CMakeLists.txt，把握一个简单的原则，在哪里ADD_EXECUTABLE或ADD_LIBRARY就在哪里写，如果需要改变目标存放路径，就在哪里加入上述的定义。在这个例子里，当然就是指src下的CMakeLists.txt了。

4、如何安装

安装的需要有两种，一种是从代码编译后直接make install安装，一种是打包时的指定目录安装。所以，即使最简单的手工编写的Makefile，看起来也是这个样子的：

DESTDIR=
install:
mkdir -p $(DESTDIR)/usr/bin
install -m 755 hello $(DESTDIR)/usr/bin
1234

你可以通过:

make install
1

将hello直接安装到/usr/bin目录，也可以通过make install DESTDIR=/tmp/test将他安装在/tmp/test/usr/bin目录，打包时这个方式经常被使用。

稍微复杂一点的是还需要定义PREFIX，一般autotools工程，会运行这样的指令:

./configure –prefix=/usr 或者 ./configure --prefix=/usr/local 来指定PREFIX.比如上面的Makefile就可以改写成:
DESTDIR=
PREFIX=/usr
install:
mkdir -p $(DESTDIR)/$(PREFIX)/bin
install -m 755 hello $(DESTDIR)/$(PREFIX)/bin
123456

那么我们的HelloWorld应该怎么进行安装呢？

这里需要引入一个新的cmake 指令 INSTALL和一个非常有用的变量CMAKE_INSTALL_PREFIX

CMAKE_INSTALL_PREFIX变量类似于configure脚本的 –prefix，常见的使用方法看起来是这个样子：

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr .
1

INSTALL指令用于定义安装规则，安装的内容可以包括目标二进制、动态库、静态库以及文件、目录、脚本等。

INSTALL指令包含了各种安装类型，我们需要一个个分开解释：

目标文件的安装：

INSTALL(TARGETS targets...
[[ARCHIVE|LIBRARY|RUNTIME]
[DESTINATION <dir>]
[PERMISSIONS permissions...]
[CONFIGURATIONS
[Debug|Release|...]]
[COMPONENT <component>]
[OPTIONAL]
] [...])
123456789

参数中的TARGETS后面跟的就是我们通过ADD_EXECUTABLE或者ADD_LIBRARY定义的目标文件，可能是可执行二进制、动态库、静态库。目标类型也就相对应的有三种，ARCHIVE特指静态库，LIBRARY特指动态库，RUNTIME特指可执行目标二进制。

DESTINATION定义了安装的路径，如果路径以/开头，那么指的是绝对路径，这时候CMAKE_INSTALL_PREFIX其实就无效了。如果你希望使用CMAKE_INSTALL_PREFIX来定义安装路径，就要写成相对路径，即不要以/开头，那么安装后的路径就是${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/<DESTINATION定义的路径>

举个简单的例子：

INSTALL(TARGETS myrun mylib mystaticlib
RUNTIME DESTINATION bin
LIBRARY DESTINATION lib
ARCHIVE DESTINATION libstatic
)
12345

上面的例子会将：

可执行二进制myrun安装到${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/bin目录动态库libmylib安装到${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/lib目录，静态库libmystaticlib安装到${CMAKE_INSTALL_PREFIX}/libstatic目录，特别注意的是：你不需要关心TARGETS具体生成的路径，只需要写上TARGETS名称就可以了。

普通文件的安装：

INSTALL(FILES files... DESTINATION <dir>
[PERMISSIONS permissions...]
[CONFIGURATIONS [Debug|Release|...]]
[COMPONENT <component>]
[RENAME <name>] [OPTIONAL])
12345

可用于安装一般文件，并可以指定访问权限，文件名是此指令所在路径下的相对路径。如果默认不定义权限PERMISSIONS，安装后的权限为：OWNER_WRITE, OWNER_READ, GROUP_READ,和WORLD_READ，即644权限。

非目标文件的可执行程序安装(比如脚本之类)：

INSTALL(PROGRAMS files... DESTINATION <dir>
[PERMISSIONS permissions...]
[CONFIGURATIONS [Debug|Release|...]]
[COMPONENT <component>]
[RENAME <name>] [OPTIONAL])
12345

跟上面的FILES指令使用方法一样，唯一的不同是安装后权限为:OWNER_EXECUTE, GROUP_EXECUTE, 和WORLD_EXECUTE，即755权限（这一块都是Linux的基本知识，正好也算是温习了一波（逃）

目录的安装：

INSTALL(DIRECTORY dirs... DESTINATION <dir>
[FILE_PERMISSIONS permissions...]
[DIRECTORY_PERMISSIONS permissions...]
[USE_SOURCE_PERMISSIONS]
[CONFIGURATIONS [Debug|Release|...]]
[COMPONENT <component>]
[[PATTERN <pattern> | REGEX <regex>]
[EXCLUDE] [PERMISSIONS permissions...]] [...])
12345678

这里主要介绍其中的DIRECTORY、PATTERN以及PERMISSIONS参数。

DIRECTORY后面连接的是所在Source目录的相对路径，但务必注意：abc和abc/有很大的区别。如果目录名不以/结尾，那么这个目录将被安装为目标路径下的abc，如果目录名以/结尾，代表将这个目录中的内容安装到目标路径，但不包括这个目录本身。PATTERN用于使用正则表达式进行过滤，PERMISSIONS用于指定PATTERN过滤后的文件权限。

我们来看一个例子:

INSTALL(DIRECTORY icons scripts/ DESTINATION share/myproj
PATTERN "CVS" EXCLUDE
PATTERN "scripts/*"
PERMISSIONS OWNER_EXECUTE OWNER_WRITE OWNER_READ
GROUP_EXECUTE GROUP_READ)
12345

这条指令的执行结果是：

将icons目录安装到 <prefix>/share/myproj，将scripts/中的内容安装到<prefix>/share/myproj不包含目录名为CVS的目录，对于scripts/*文件指定权限为 OWNER_EXECUTE OWNER_WRITE OWNER_READ ROUP_EXECUTE GROUP_READ。

安装时CMAKE脚本的执行：

INSTALL([[SCRIPT <file>] [CODE <code>]] [...])
SCRIPT参数用于在安装时调用cmake脚本文件（也就是<abc>.cmake文件）
CODE参数用于执行CMAKE指令，必须以双引号括起来。比如：
INSTALL(CODE "MESSAGE(\"Sample install message.\")")
安装还有几个被标记为过时的指令，比如INSTALL_FILES等，这些指令已经不再推荐使用，所以，这里就不再赘述了。下面，我们就来改写我们的工程文件，让他来支持各种文件的安装，并且，我们要使用CMAKE_INSTALL_PREFIX指令。
12345

5、修改Helloworld支持安装

首先我们先补上为添加的文件。
添加doc目录及文件，随便填写一些内容并保存：

cd cmake/t2
mkdir doc
vim doc/hello.txt
123

在工程目录添加runhello.sh脚本，内容为：

./hello
1

**这里也是个坑点，原文是直接写的hello，脚本文件肯定得有执行才行的啊！（逃 **
添加工程目录中的COPYRIGHT和README

touch COPYRIGHT
touch README
12

下面改写各目录的CMakeLists.txt文件。

  1. 安装COPYRIGHT/README，直接修改主工程文件CMakelists.txt，加入以下指令：
INSTALL(FILES COPYRIGHT README DESTINATION share/doc/cmake/t2)
1
  1. 安装runhello.sh，直接修改主工程文件CMakeLists.txt，加入如下指令：
INSTALL(PROGRAMS runhello.sh DESTINATION bin)
1
  1. 安装doc中的hello.txt，这里有两种方式：
    一是通过在doc目录建立 CMakeLists.txt并将doc目录通过ADD_SUBDIRECTORY加入工程来完成。
    另一种方法是直接在工程目录通过 INSTALL(DIRECTORY来完成)，前者比较简单，各位可以根据兴趣自己完成，我们来尝试后者，顺便演示以下DIRECTORY的安装。因为hello.txt要安装到/<prefix>/share/doc/cmake/t2，所以我们不能直接安装整个doc目录，这里采用的方式是安装doc目录中的内容，也就是使用”doc/”在工程文件中添加
INSTALL(DIRECTORY doc/ DESTINATION share/doc/cmake/t2)
1

6、尝试我们修改的结果：

现在进入build目录进行外部编译，注意使用CMAKE_INSTALL_PREFIX参数，这里我们将它安装到/tmp/t2目录：

cmake -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/tmp/t2/usr ..
1

然后运行

make
make install
12

让我们进入/tmp/t2目录看一下安装结果：

./usr
./usr/share
./usr/share/doc
./usr/share/doc/cmake
./usr/share/doc/cmake/t2
./usr/share/doc/cmake/t2/README
./usr/share/doc/cmake/t2/COPYRIGHT
./usr/bin
./usr/bin/hello
./usr/bin/runhello.sh
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在这里插入图片描述
可以看出，少了一些文件，（也算是个坑点
具体的修改如下：在t2/src/CMakeLists.txt 中ADD_EXECUTABLE( hello main.c)后面添加：

INSTALL( TARGETS hello RUNTIME DESTINATION bin)
1

就能将"hello"安装到“tmp/t2/usr/bin/”
在这里插入图片描述
现在可以明显的看到hello可执行文件被添加到对应的目录中。再tree一下：
在这里插入图片描述
cd到bin目录，在终端中输入./runhello.sh 与./hello，得到的结果相同：
在这里插入图片描述

7、一个疑问

如果我没有定义CMAKE_INSTALL_PREFIX会安装到什么地方？你可以尝试以下，cmake …;make;make install，你会发现CMAKE_INSTALL_PREFIX的默认定义是/usr/local

8、小结

本小节主要描述了如何在工程中使用多目录、各种安装指令以及CMAKE_INSTALL_PREFIX变量（你真够牛的，这么点东西居然罗唆了这么多文字）在下一小节，我们将探讨如何在cmake中构建动态库和静态库，以及如何使用外部头文件和外部共享库，毕竟，这是程序编写中最长使用的（对了，你知道用怎样的gcc参数可以直接构建静态库和动态库吗？）

这一节主要就是在讲如何决定cmake的输出位置，讲道理，是有点麻烦了，直接就全部放在build里不就好了吗！

下一篇博客，才是重点，关于动态库静态库的搭建！

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