目錄

· 示例代碼

mylib

myapp

· Linux 下構(gòu)建過程

cmake 配置

make 編譯

編譯、執(zhí)行

· Windows 下構(gòu)建過程

cmake cofigure

build

調(diào)試

別人的經(jīng)驗(yàn)，我們的階梯！

大家好，我是道哥，今天我為大伙兒解說的技術(shù)知識點(diǎn)是：【使用 cmake 來構(gòu)建跨平臺的動態(tài)庫和應(yīng)用程序】。

在很久之前，曾經(jīng)在B站上傳過幾個(gè)小視頻，介紹了在Windows和Linux這兩個(gè)平臺下，如何通過cmake和make這兩個(gè)構(gòu)建工具，來編譯、鏈接動態(tài)庫、靜態(tài)庫以及可執(zhí)行程序。

視頻中的示例代碼是提前寫好的，因此重點(diǎn)就放在構(gòu)建（Build）環(huán)節(jié)了。主要是介紹了動態(tài)庫與動態(tài)庫之間、應(yīng)用程序與動態(tài)庫之間的引用等等。

對動態(tài)庫、靜態(tài)庫比較熟悉的小伙伴，應(yīng)該很容易就能理解其中的內(nèi)容。但是對 C 語言不熟悉的朋友，看起來還是有一點(diǎn)點(diǎn)障礙。

這篇文章，主要是把視頻中的示例代碼進(jìn)行簡化，只使用一個(gè)動態(tài)庫和一個(gè)可執(zhí)行文件，使用cmake構(gòu)建工具，演示在 Windows 和 Linux 這兩個(gè)平臺下的構(gòu)建過程。

本文的內(nèi)容很基礎(chǔ)，算是使用 cmake 來構(gòu)建跨平臺程序的入門教程吧！

示例代碼

首先看一下測試代碼的全貌：

mylib：只有一個(gè)源文件，編譯輸出一個(gè)動態(tài)庫；

myapp：也只有一個(gè)源文件，鏈接 mylib 動態(tài)庫，編譯輸出一個(gè)可執(zhí)行程序；

mylib

在mylib目錄中，一共有3個(gè)文件：mylib．h， mylib．c 以及 CMakeLists．txt，內(nèi)容分別如下：

以上這個(gè)代碼，主要是用在Windows系統(tǒng)的動態(tài)導(dǎo)出庫，在 Linux 系統(tǒng)中，不是必要的。

補(bǔ)充：在 windows 系統(tǒng)中，編譯動態(tài)庫時(shí)會生成 xxx．dll 和 xxx．lib。xxx．dll 中是真正的庫文件指令，xxx．lib 中僅僅是符號表。

具體來說：在 Windows 系統(tǒng)中，當(dāng)編譯動態(tài)庫的時(shí)候，打開（定義）宏 MYLIB＿EXPORT，下面這個(gè)宏生效：

＃define MYLIB＿API ＿＿declspec（dllexport）

這樣的話，兩個(gè)函數(shù) my＿add 和 my＿sub 的符號才可能被導(dǎo)出到 mylib．lib 文件中。

當(dāng)這個(gè)動態(tài)庫被應(yīng)用程序（myapp）使用的時(shí)候，myapp．c在 include  mylib．h 的時(shí)，關(guān)閉宏 MYLIB＿EXPORT，此時(shí)下面這個(gè)宏就生效：

＃define MYLIB＿API ＿＿declspec（dllimport）

為了簡化宏定義的復(fù)雜度，這里就不考慮靜態(tài)庫了。

看完了頭文件，再來看看源文件mylib．c：

最后再來看一下mylib／CMakeLists．txt文件：

關(guān)于cmake的語法就不多說了，這里只用到了其中很少的一部分。

注意其中的一點(diǎn)：ADD＿DEFINITIONS（－DMYLIB＿EXPORT），因?yàn)檫@個(gè)CMakeLists．txt是用來編譯動態(tài)庫的，因此在Windows平臺下，每一個(gè)導(dǎo)出符號的前面需要加上 ＿＿declspec（dllexport），因此需要打開宏定義：MYLIB＿EXPORT。

myapp

應(yīng)用程序的代碼就更簡單了，只有兩個(gè)文件：myapp．c 和 CMakeLists．txt，內(nèi)容如下：

HelloWorld級別的代碼，不需要多解釋！CMakeLists．txt內(nèi)容如下：

最后一行 TARGET＿LINK＿LIBRARIES（＄｛PROJECT＿NAME｝ mylib） 說明要鏈接mylib這個(gè)動態(tài)庫。

那么到哪個(gè)目錄下去查找相應(yīng)的頭文件和庫文件呢？

通過這兩行來指定查找目錄：

這個(gè)兩個(gè)目錄暫時(shí)還不存在，待會編譯的時(shí)候我們再手動創(chuàng)建。

可以讓 mylib 在編譯時(shí)的輸出文件，自動拷貝到指定的目錄。但是為了不把問題復(fù)雜化，某些操作步驟通過手動操作來完成，這樣也能更清楚的理解其中的鏈接過程。

最后就剩下最外層的CMakeLists．txt文件了：

它所做的主要工作就是：根據(jù)不同的平臺，定義相應(yīng)的宏，并且添加了mylib和myapp這兩個(gè)子文件夾。

Linux 下構(gòu)建過程

cmake 配置

為了不污染源文件目錄，在最外層目錄下新建build目錄，然后執(zhí)行cmake指令：

此時(shí)，在build目錄下，產(chǎn)生如下文件：

CMakeCache．txt  CMakeFiles  cmake＿install．cmake  Makefile  myapp  mylib

make 編譯

我們可以分別進(jìn)入mylib和myapp目錄，執(zhí)行make指令來單獨(dú)編譯，也可以直接在build目錄下編譯所有的目標(biāo)。

現(xiàn)在就直接在build目錄下編譯所有目標(biāo)：

＄ cd ～／tmp／cmake＿demo／build

＄ make

Scanning dependencies of target mylib

［ 25％］ Building C object mylib／CMakeFiles／mylib．dir／mylib．c．o

［ 50％］ Linking C shared library libmylib．so

［ 50％］ Built target mylib

Scanning dependencies of target myapp

［ 75％］ Building C object myapp／CMakeFiles／myapp．dir／myapp．c．o

～／tmp／cmake＿demo／myapp／myapp．c：4：19： fatal error： mylib．h： 沒有那個(gè)文件或目錄

＃include ＂mylib．h＂
                  ＾

compilation terminated．

myapp／CMakeFiles／myapp．dir／build．make：62： recipe for target ＇myapp／CMakeFiles／myapp．dir／myapp．c．o＇ failed

make［2］： ＊＊＊ ［myapp／CMakeFiles／myapp．dir／myapp．c．o］ Error 1

CMakeFiles／Makefile2：140： recipe for target ＇myapp／CMakeFiles／myapp．dir／all＇ failed

make［1］： ＊＊＊ ［myapp／CMakeFiles／myapp．dir／all］ Error 2

Makefile：83： recipe for target ＇all＇ failed

make： ＊＊＊ ［all］ Error 2

從提示信息中看出：已經(jīng)編譯生成了 ．／mylib／libmylib．so 文件，但是在編譯可執(zhí)行程序 myapp 時(shí)遇到了錯(cuò)誤：找不到 mylib．h 文件！

在剛才介紹myapp／CMakeLists．txt文件時(shí)說到：應(yīng)用程序查找頭文件的目錄是 myapp／include， 查找?guī)煳募�的目錄�?myapp／lib。

但是這2個(gè)目錄以及相應(yīng)的頭文件、庫文件都不存在！

因此我們需要手動創(chuàng)建，并且把頭文件mylib．h和庫文件libmylib．so拷貝進(jìn)去，操作過程如下：

＄ cd ～／tmp／cmake＿demo／myapp／

＄ mkdir  include lib

＄ cp ～／tmp／cmake＿demo／mylib／mylib．h ．／include／

＄ cp ～／tmp／cmake＿demo／build／mylib／libmylib．so ．／lib／

注意：剛才編譯生成的庫文件libmylib．so是在build目錄下。

準(zhǔn)備好頭文件和庫文件之后，再次編譯一下：

＄ cd ～／tmp／cmake＿demo／build／

＄ make

［ 50％］ Built target mylib

［ 75％］ Building C object myapp／CMakeFiles／myapp．dir／myapp．c．o

［100％］ Linking C executable myapp

［100％］ Built target myapp

此時(shí)，就在 build／myapp 目錄下生成可執(zhí)行文件myapp了。

測試、執(zhí)行

＄ cd ～／tmp／cmake＿demo／build／myapp

＄ ．／myapp

ret1 ＝ 7

ret2 ＝ 3

完美！

由于我們是在build目錄下編譯的，編譯過程中所有的輸出和中間文件，都放在build目錄下，一點(diǎn)都沒有污染源文件。

Windows 下構(gòu)建過程

把Linux系統(tǒng)中的build文件夾刪除，然后把測試代碼壓縮，復(fù)制到Windows系統(tǒng)中繼續(xù)測試。

在Windows下編譯，一般就很少使用命令行了，大部分都使用VS或者VSCode來編譯。

打開 VSCode，然后打開測試代碼文件夾 cmake＿demo：

因?yàn)樾枰�使用cmake工具來構(gòu)建，所以需要在VSCode安裝 cmake 插件。（如何安裝 VSCode 插件就不贅述了）

第一步： cmake 配置

按下鍵盤 ctrl ＋ shift ＋ p，在命令窗口中選擇 Cmake： Configure，如果沒看到這個(gè)選項(xiàng)，就手動輸入前面的幾個(gè)字符，然后就可以智能匹配到：

在第一次 Configure 的時(shí)候，會彈出下面的選項(xiàng)，來選擇編譯器：

我們這里選擇 64 位的 amd64。

配置的結(jié)果輸出在最下面窗口中的output標(biāo)簽中，如下所示：

這就表明cmake配置成功，正確的執(zhí)行了每一個(gè)文件夾下的 CMakeLists．txt 文件。

這個(gè)時(shí)候，來看一下資源管理器中有啥變化：自動生成了 build 目錄，其中的文件如下：

看來，流程與Linux系統(tǒng)中都是一樣的，只不過這里是VSCode主動幫我們做了一些事情。

第二步： 編譯

配置之后，下一步就是編譯了。

按下 shift ＋ F7，或者單擊VSCode底部的 Build 圖標(biāo)：

彈出編譯目標(biāo)列表：

這里選擇 ALL＿BUILD，也就是編譯所有的目標(biāo)：mylib 和 myapp，輸出如下：

來看一下編譯的輸出文件：

mylib．dll 就是編譯得到的動態(tài)鏈接庫，mylib．lib是導(dǎo)入符號。

myapp．exe 是編譯得到的可執(zhí)行程序。

第三步： 執(zhí)行

我們先在命令行窗口中執(zhí)行一下myapp．exe：

提示錯(cuò)誤：找不到動態(tài)鏈接庫！

手動把mylib．dll拷貝到myuapp．exe同一個(gè)目錄下，然后再執(zhí)行一次 myapp．exe：

完美！

但是，既然已經(jīng)用VSCode來編譯了，那就繼續(xù)在VSCode中進(jìn)行代碼調(diào)試吧。

按下調(diào)試快捷鍵 F5，第一次會彈出調(diào)試器選擇項(xiàng)：

選擇 LLDB，然后彈出錯(cuò)誤對話框：

因?yàn)槲覀儧]有提供相應(yīng)的配置文件來告訴VSCode調(diào)試哪一個(gè)可執(zhí)行程序。

單擊［OK］之后，VSCode 會自動為我們生成 ．vscode／launcher．json 文件，內(nèi)容如下：

把其中的program項(xiàng)目，改成可執(zhí)行程序的全路徑：

＂program＂： ＂F：／tmp／cmake＿demo／build／myapp／Debug／myapp．exe＂

然后再次按下F5鍵，這回終于可以正確執(zhí)行了：

此時(shí)，就可以在mylib．c或者myapp．c中設(shè)置斷點(diǎn)，然后進(jìn)行單步調(diào)試程序了：