Введение

CMake — это открытый и кросс-платформенный набор утилит, предназначенных для автоматизации тестирования, компиляции и создания пакетов проектов на C/C++. Написав однажды небольшой и понятный всем скрипт, Вы тем самым обеспечите одинаковую сборку Вашего проекта на любых платформах, где доступен CMake.

Язык CMake, будучи транслированным в нативный файл сборки (например, Makefile или Ninja), определяет процесс всего управления проектом. В Вашем распоряжении, с функциональной стороны, есть лишь команды, которые могут образовываться в довольно сложные конструкции. С них мы и начнём.

Запуск CMake

Ниже приведены примеры использования языка CMake, по которым Вам следует попрактиковаться. Экспериментируйте с исходным кодом, меняя существующие команды и добавляя новые. Чтобы запустить данные примеры, следуйте этим шагам:

1. Установите программу CMake с официального сайта
2. Создайте на рабочем столе текстовый файл CMakeLists.txt
3. Добавьте в начало файла cmake_minimum_required(VERSION 3.0)
4. Скопируйте туда исходные тексты необходимых примеров
5. Если у Вас установлен консольный CMake, то запустить скрипт можно с помощью команды "cmake .". Если у Вас графический CMake, то в первые два верхних поля приложения вбейте адрес Вашего рабочего стола, затем нажмите кнопку Generate. Результат появится в нижнем текстовом поле.

Команды

Команды в CMake подобны функциям во многих языках программирования. Чтобы вызвать команду, необходимо написать её имя, а затем передать ей обрамлённые в круглые скобки аргументы, отделённые символами пробелов. В приведённом примере команде message передаются шесть аргументов для вывода в консоль:

# Напечатает в консоль "CMake is the most powerful buildsystem!"
message("CMake " "is " "the " "most " "powerful " "buildsystem!")

Аргументы

Аргументы, обрамлённые в двойные кавычки, позволяют внутри себя совершать экранирование и подстановку переменных. Необрамлённые аргументы не позволяют производить подобных вещей и не могут включать в себя символы ()#"\ и пробелы, однако более удобны для использования. Пример:

# Напечатает "Hello, my lovely CMake", один таб и "!":
message("Hello, my lovely CMake\t!")

# Напечатает "Hello,_my_lovely_CMake!" без пробелов:
message(Hello,_my_lovely_CMake!)

Стоит отметить, что аргумент Walk;around;the;forest расширится до списка Walk around the forest, так как любой необрамлённый аргумент автоматически расширяется до списка значений (при условии, что значения изначального аргумента разделены символами точки с запятой), но с обрамлённым в двойные кавычки аргументом такая трансформация не происходит (символы точки с запятой просто исчезают). Об этой особенности упомянули в комментариях.

Комментарии

Комментарии начинаются с символа решётки и заканчиваются в конце той строки, где они были напечатаны. Текст, заключённый в комментариях, игнорируется системой сборки и не оказывает никакого эффекта на её работу. Примеры выше также демонстрируют использование комментариев.

Переменные

Переменные можно определить путём вызова команды set, а удалить вызовом unset. Получить значение переменной можно по конструкции ${VARIABLE}. Если переменная ещё не определена и где-то потребовалось получить её значение, то данная переменная обратится в пустую строку. Пример:

# Определить переменную VARIABLE со значением "Mr. Thomas":
set(VARIABLE "Mr. Thomas")

# Напечает "His name is: Mr. Thomas":
message("His name is: " ${VARIABLE})

# Напечатает "'BINGO' is equal to: []", так как "BINGO" не определена:
message("'BINGO' is equal to: [${BINGO}]")

# Удалить переменную VARIABLE:
unset(VARIABLE)

Логические выражения

Прежде чем приступать к изучению условных операторов и циклических конструкций, необходимо понимать работу логических выражений. Логические выражения используются при проверки условий и могут принимать одно из двух значений: правда или ложь. Например, выражение 52 LESS 58 обратится в правду, так как 52 < 58. Выражение 88 EQUAL 88 обратится в правду, 63 GREATER 104 обратится в ложь. Сравнивать можно не только числа, но и строки, версии, файлы, принадлежность к списку и регулярные выражения. Полный список логических выражений можно посмотреть тут.

Условные операторы

Условные операторы в CMake работают в точности как в других языках программирования. В данном примере сработает лишь первый условный оператор, который проверяет, что 5 > 1. Второе и третье условия ложны, так как 5 не может быть меньше или равняться одному. Блоки команд elseif(5 LESS 1) и else() необязательны, а endif() обязательна и сигнализирует о завершении предыдущих проверок.

# Напечатает "Of course, 5 > 1!":
if(5 GREATER 1)
    message("Of course, 5 > 1!")
elseif(5 LESS 1)
    message("Oh no, 5 < 1!")
else()
    message("Oh my god, 5 == 1!")
endif() 

Циклы

Циклы в CMake подобны циклам других языков программирования. В приведённом примере устанавливается значение переменной VARIABLE в Airport, а затем четыре вложенные команды последовательно исполняются пока значение переменной VARIABLE будет равняться Airport. Последняя четвёртая команда set(VARIABLE "Police station") устанавливает значение проверяемой переменной в Police station, поэтому цикл сразу остановится, не дойдя до второй итерации. Команда endwhile() сигнализирует о завершении списка вложенных в цикл команд.

# Напечатает в консоль три раза "VARIABLE is still 'Airport'":
set(VARIABLE Airport)
while(${VARIABLE} STREQUAL Airport)
    message("VARIABLE is still '${VARIABLE}'")
    message("VARIABLE is still '${VARIABLE}'")
    message("VARIABLE is still '${VARIABLE}'")
    set(VARIABLE "Police station")
endwhile()

Данный пример цикла foreach работает следующим образом: на каждой итерации данного цикла переменной VARIABLE присваивается следующее значение из списка Give me the sugar please!, а затем исполняется команда message(${VARIABLE}), которая выводит текущее значение переменной VARIABLE. Когда значений в списке не остаётся, то цикл завершает своё выполнение. Команда endforeach() сигнализирует о завершении списка вложенных в цикл команд.

# Напечатает "Give me the sugar please!" с новых строк:
foreach(VARIABLE Give me the sugar please!)
    message(${VARIABLE})
endforeach()

Существуют ещё 3 формы записи цикла foreach. Первый цикл в данном примере на место списка генерирует целые числа от 0 до 10, второй цикл генерирует в диапазоне от 3 до 15, а третий цикл работает в сегменте от 50 до 90, но с шагом 10.

# Напечатает "0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10" с новых строк:
foreach(VARIABLE RANGE 10)
    message(${VARIABLE})
endforeach()

# Напечатает "3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15" с новых строк:
foreach(VARIABLE RANGE 3 15)
    message(${VARIABLE})
endforeach()

# Напечатает "50 60 70 80 90" с новых строк:
foreach(VARIABLE RANGE 50 90 10)
    message(${VARIABLE})
endforeach()

Функции и макросы

Синтаксис CMake позволяет определять собственные команды, которые можно будет вызывать в точности как встроенные. Приведённый ниже пример демонстрирует использование функций и макросов: сначала определяются функция и макрос со своими собственными командами, а при их вызове их команды исполняются последовательно.

# Определение функции "print_numbers":
function(print_numbers NUM1 NUM2 NUM3)
    message(${NUM1} " " ${NUM2} " " ${NUM3})
endfunction()

# Определение макроса "print_words":
macro(print_words WORD1 WORD2 WORD3)
    message(${WORD1} " "  ${WORD2} " " ${WORD3})
endmacro()

# Вызов функции "print_numbers", которая напечатает "12 89 225":
print_numbers(12 89 225)

# Вызов макроса "print_words", который напечатает "Hey Hello Goodbye":
print_words(Hey Hello Goodbye)

Команда function первым аргументов принимает имя будущей функции, а остальные аргументы — это имена параметров, с которыми можно работать как с обычными переменными. Параметры видимы лишь определяемой функции, значит вне функции доступ к её параметрам мы получить не можем. Более того, все другие переменные, определяемые и переопределяемые внутри функции, видны лишь ей самой.

Макросы аналогичны функциям за тем исключением, что они не имеют собственной области видимости: все переменные внутри макросов рассматриваются как глобальные. Более подробно о различиях макросов и функций Вы можете почитать здесь.

Как отметили в комментариях, макросы в CMake подобны макросам в препроцессоре языка Си: если в тело макроса поместить команду return(), то произойдёт выход из вызвавшей функции (или из всего скрипта), что демонстрирует данный пример:

# Определить макрос, содержащий команду выхода:
macro(demonstrate_macro)
    return()
endmacro()

# Определить функцию, вызывающую предыдущий макрос:
function(demonstrate_func)
    demonstrate_macro()
    message("The function was invoked!")
endfunction()

# Напечатает "Something happened with the function!"
demonstrate_func()
message("Something happened with the function!")

В приведённом выше примере функция demonstrate_func не успеет напечатать сообщение The function was invoked!, так как прежде, на место вызова макроса demonstrate_macro будет подставлена и выполнена команда выхода.

Области видимости

В предыдущем разделе Вы узнали о том, что некоторые конструкции в CMake могут определять собственные области видимости. На самом деле, все переменные по умолчанию считаются глобальными (доступ к ним есть везде), за исключением тех, которые были определены и переопределены в функциях. Также имеются кэш-переменные, у которых своя собственная область видимости, но они применяются не столь часто.

Как упомянули в комментариях, переменные можно определять в "родительской" области видимости с помощью команды set(VARIABLE ... PARENT_SCOPE). Данный пример демонстрирует эту особенность:

# Функция, определяющая переменную "VARIABLE" со значением
# "In the parent scope..." в родительской области видимости:
function(demonstrate_variable)
    set(VARIABLE "In the parent scope..." PARENT_SCOPE)
endfunction()

# Определить переменную "VARIABLE" в текущей области видимости:
demonstrate_variable()

# Теперь возможно получить к переменной "VARIABLE" доступ:
message("'VARIABLE' is equal to: ${VARIABLE}")

Если из определения переменной VARIABLE убрать PARENT_SCOPE, то переменная будет доступна лишь функции demonstrate_variable, а в глобальной области видимости она примет пустое значение.

Заключение

На этом синтаксис языка CMake заканчивается. Следующая статья выйдет примерно через пару дней и будет вводить в использование системы сборки CMake. До скорых встреч!