Question

我们将首先说明，在哪里可以找到我们的示例，然后对移植，进行逐步的讨论。

复制要移植的示例

我们将从 Vim 源代码库的 v8.1.0290 发行标记开始( https://github.com/vim/vim ) ，我们的工作基于 Git 提交哈希值 b476cb7 进行。 通过克隆 Vim 的源代码库并检出特定版本的代码，可以复制以下步骤:

$ git clone --single-branch -b v8.1.0290 https://github.com/vim/vim.git

或者，我们的解决方案可以在 cmake-support 分支上找到，网址是 https://github.com/dev-cafe/vim ，并使用以下方法克隆下来:

$ git clone --single-branch -b cmake-support https://github.com/dev-cafe/vim

在本例中，我们将使用 CMake 模拟 ./configure --enable-gui=no 的配置方式。

为了与后面的解决方案进行比较，建议读者也可以研究以下 Neovim 项目( https://github.com/neovim/neovim )，这是传统 Vi 编辑器的一个分支，提供了一个 CMake 构建系统。

创建一个主 CMakeLists.txt

首先，我们在源代码存储库的根目录中创建主 CMakeLists.txt ，在这里我们设置了最低 CMake 版本、项目名称和支持的语言，在本例中是 C：

cmake_minimum_required(VERSION
3.5 FATAL_ERROR)
project(vim LANGUAGES C)

添加任何目标或源之前，可以设置默认的构建类型。本例中，我们默认为 Release 配置，这将打开某些编译器优化选项:

if(NOT CMAKE_BUILD_TYPE)
    set(CMAKE_BUILD_TYPE Release CACHE STRING "Build type" FORCE)
endif()

我们也使用可移植的安装目录变量：

include(GNUInstallDirs)
set(CMAKE_ARCHIVE_OUTPUT_DIRECTORY
    ${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_INSTALL_LIBDIR})
set(CMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY
    ${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_INSTALL_LIBDIR})
set(CMAKE_RUNTIME_OUTPUT_DIRECTORY
    ${CMAKE_BINARY_DIR}/${CMAKE_INSTALL_BINDIR})

作为一个完整性检查，我们可以尝试配置和构建项目，但到目前为止还没有目标，所以构建步骤的输出是空的:

$ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake ..
$ cmake --build .

我们一会儿就要开始添加目标了。

如何让常规和 CMake 配置共存

CMake 的一个特性是在源代码之外构建，构建目录可以是任何目录，而不必是项目目录的子目录。这意味着，我们可以将一个项目移植到 CMake，而不影响以前/现在的配置和构建机制。对于一个重要项目的迁移，CMake 文件可以与其他构建框架共存，从而允许一个渐进的迁移，包括选项、特性和可移植性，并允许开发社区人员适应新的框架。为了允许传统配置和 CMake 配置共存一段时间，一个典型的策略是收集 CMakeLists.txt 文件中的所有 CMake 代码，以及 CMake 子目录下的所有辅助 CMake 源文件的示例中，我们不会引入 CMake 子目录，而是保持辅助文件要求他们接近目标和来源，但会顾及使用的传统 Autotools 构建修改的所有文件，但有一个例外：我们将一些修改自动生成文件构建目录下，而不是在源代码树中。

$ ./configure --enable-gui=no
​
... lot of output ...
​
$ make > build.log

我们的示例中（这里没有显示 build.log 的内容)，我们能够验证编译了哪些源文件以及使用了哪些编译标志( -I. -Iproto -DHAVE_CONFIG_H -g -O2 -U_FORTIFY_SOURCE -D_FORTIFY_SOURCE=1 )。日志文件中，我们可以做如下推断:

• 所有对象文件都链接到二进制文件中
• 不生成库
• 可执行目标与下列库进行连接: -lSM -lICE -lXpm -lXt -lX11 -lXdmcp -lSM -lICE -lm -ltinfo -lelf -lnsl -lacl -lattr -lgpm -ldl

通过在使用 message 对工程进行调试时，选择添加选项、目标、源和依赖项，我们将逐步实现一个可工作的构建。

获取传统构建的记录

向配置添加任何目标之前，通常有必要看看传统构建的行为，并将配置和构建步骤的输出保存到日志文件中。对于我们的 Vim 示例，可以使用以下方法实现:

$ ./configure --enable-gui=no
​
... lot of output ...
​
$ make > build.log

示例中（这里没有显示 build.log 的完整内容)，我们能够验证编译了哪些源文件以及使用了哪些编译标志( -I.-Iproto -DHAVE_CONFIG_H -g -O2 -U_FORTIFY_SOURCE -D_FORTIFY_SOURCE=1 )。从日志文件中，推断如下:

• 所有对象文件都链接到一个二进制文件中
• 没有生成库
• 可执行目标链接到以下库: -lSM -lXpm -lXt -lX11 -lXdmcp -lSM -lSM - linfo -lelf -lnsl -lacl -lattr -lgpm -ldl

调试迁移项目

当目标和命令逐渐移动到 CMake 端时，使用 message 命令打印变量的值就非常有用了:

message(STATUS "for debugging printing the value of ${some_variable}")

在使用消息进行调试时，添加选项、目标、源和依赖项，我们将逐步实现一个可工作的构建。

实现选项

找出传统配置为用户提供的选项（例如，通过 ./configure --help )。Vim 项目提供了一个非常长的选项和标志列表，为了使本章的讨论保持简单，我们只在 CMake 端实现四个选项:

--disable-netbeans Disable NetBeans integration support.
--disable-channel Disable process communication support.
--enable-terminal Enable terminal emulation support.
--with-features=TYPE tiny, small, normal, big or huge (default: huge)

我们还将忽略任何 GUI 支持和模拟 --enable-gui=no ，因为它将使示例复杂化。

我们将在 CMakeLists.txt 中添加以下选项（有默认值)：

option(ENABLE_NETBEANS "Enable netbeans" ON)
option(ENABLE_CHANNEL "Enable channel" ON)
option(ENABLE_TERMINAL "Enable terminal" ON)

我们可以用 cmake -D FEATURES=value 定义的变量 FEATURES 来模拟 --with-features 标志。如果不进行设置，它默认值为"huge":

if(NOT FEATURES)
    set(FEATURES "huge" CACHE STRING
"FEATURES chosen by the user at CMake configure time")
endif()

我们为使用者提供了一个值 FEATURES :

list(APPEND _available_features "tiny" "small" "normal" "big" "huge")
if(NOT FEATURES IN_LIST _available_features)
    message(FATAL_ERROR "Unknown features: \"${FEATURES}\". Allowed values are: ${_available_features}.")
endif()
set_property(CACHE FEATURES PROPERTY STRINGS ${_available_features})

最后一行 set_property(CACHE FEATURES PROPERTY STRINGS ${_available_features}) ，当使用 cmake-gui 配置项目，则有有不错的效果，用户可根据选择字段清单，选择已经定义了的 FEATURES (参见 https://blog.kitware.com/constraining-values-with-comboboxes-in-cmake-cmake-gui/ )。

选项可以放在主 CMakeLists.txt 中，也可以在查询 ENABLE_NETBEANS 、 ENABLE_CHANNEL 、 ENABLE_TERMINAL 和 FEATURES 的定义附近。前一种策略的优点是，选项列在一个地方，不需要遍历 CMakeLists.txt 文件来查找选项的定义。因为我们还没有定义任何目标，所以可以先将选项保存在一个文件中，但是稍后会将选项移到离目标更近的地方，通过本地化作用域，得到可重用的 CMake 构建块。

从可执行的目标开始，进行本地化

让我们添加一些源码。在 Vim 示例中，源文件位于 src 下，为了保持主 CMakeLists.txt 的可读性和可维持性，我们将创建一个新文件 src/CMakeLists.txt ，并将其添加到主 CMakeLists.txt 中，从而可以在自己的目录范围内处理该文件:

add_subdirectory(src)

在 src/CMakeLists.txt 中，可以定义可执行目标，并列出从 build.log 中获取所有源码:

add_executable(vim
  arabic.c beval.c buffer.c blowfish.c crypt.c crypt_zip.c dict.c diff.c digraph.c edit.c eval.c evalfunc.c ex_cmds.c ex_cmds2.c ex_docmd.c ex_eval.c ex_getln.c farsi.c fileio.c fold.c getchar.c hardcopy.c hashtab.c if_cscope.c if_xcmdsrv.c list.c mark.c memline.c menu.c misc1.c misc2.c move.c mbyte.c normal.c ops.c option.c os_unix.c auto/pathdef.c popupmnu.c pty.c quickfix.c regexp.c screen.c search.c sha256.c spell.c spellfile.c syntax.c tag.c term.c terminal.c ui.c undo.c userfunc.c window.c libvterm/src/encoding.c libvterm/src/keyboard.c libvterm/src/mouse.c libvterm/src/parser.c libvterm/src/pen.c libvterm/src/screen.c libvterm/src/state.c libvterm/src/unicode.c libvterm/src/vterm.c netbeans.c channel.c charset.c json.c main.c memfile.c message.c version.c
  )

这是一个开始。这种情况下，代码甚至不会配置，因为源列表包含生成的文件。讨论生成文件和链接依赖项之前，我们把这一长列表拆分一下，以限制目标依赖项的范围，并使项目更易于管理。如果我们将它们分组到目标，这将使 CMake 更容易地找到源文件依赖项，并避免很长的链接行。

对于 Vim 示例，我们可以进一步了解来自 src/Makefile 和 src/configure.ac 的源码文件进行分组。这些文件中，大多数源文件都是必需的。有些源文件是可选的( netbeans.c 应该只在 ENABLE_NETBEANS 打开时构建，而 channel.c 应该只在 ENABLE_CHANNEL 打开时构建)。此外，我们可以将所有源代码分组到 src/libvterm/ 下，并使用 ENABLE_TERMINAL 可选地编译它们。

这样，我们将 CMake 结构重组，构成如下的树结构：

.
├── CMakeLists.txt
└── src
    ├── CMakeLists.txt
    └── libvterm
        └── CMakeLists.txt

顶层文件使用 add_subdirectory(src) 添加 src/CMakeLists.txt 。 src/CMakeLists.txt 文件包含三个目标（一个可执行文件和两个库)，每个目标都带有编译定义和包含目录。首先定义可执行文件：

add_executable(vim
  main.c
  )
​
target_compile_definitions(vim
  PRIVATE
      "HAVE_CONFIG_H"
  )

然后，定义一些需要源码文件的目标:

add_library(basic_sources "")
​
target_sources(basic_sources
  PRIVATE
    arabic.c beval.c blowfish.c buffer.c charset.c
    crypt.c crypt_zip.c dict.c diff.c digraph.c
    edit.c eval.c evalfunc.c ex_cmds.c ex_cmds2.c
    ex_docmd.c ex_eval.c ex_getln.c farsi.c fileio.c
    fold.c getchar.c hardcopy.c hashtab.c if_cscope.c
    if_xcmdsrv.c json.c list.c main.c mark.c
    memfile.c memline.c menu.c message.c misc1.c
    misc2.c move.c mbyte.c normal.c ops.c
    option.c os_unix.c auto/pathdef.c popupmnu.c pty.c
    quickfix.c regexp.c screen.c search.c sha256.c
    spell.c spellfile.c syntax.c tag.c term.c
    terminal.c ui.c undo.c userfunc.c version.c
    window.c
  )
​
target_include_directories(basic_sources
  PRIVATE
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/proto
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}
    ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}
  )
​
target_compile_definitions(basic_sources
  PRIVATE
      "HAVE_CONFIG_H"
  )
​
target_link_libraries(vim
  PUBLIC
      basic_sources
  )

然后，定义一些可选源码文件的目标:

add_library(extra_sources "")
​
if(ENABLE_NETBEANS)
  target_sources(extra_sources
    PRIVATE
        netbeans.c
    )
endif()
​
if(ENABLE_CHANNEL)
  target_sources(extra_sources
    PRIVATE
        channel.c
    )
endif()
​
target_include_directories(extra_sources
  PUBLIC
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/proto
    ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}
  )
​
target_compile_definitions(extra_sources
  PRIVATE
      "HAVE_CONFIG_H"
  )
​
target_link_libraries(vim
  PUBLIC
      extra_sources
  )

使用以下代码，对连接 src/libvterm/ 子目录进行选择:

if(ENABLE_TERMINAL)
  add_subdirectory(libvterm)
​
  target_link_libraries(vim
    PUBLIC
        libvterm
    )
endif()

对应的 src/libvterm/CMakeLists.txt 包含以下内容:

add_library(libvterm "")
​
target_sources(libvterm
  PRIVATE
    src/encoding.c
    src/keyboard.c
    src/mouse.c
    src/parser.c
    src/pen.c
    src/screen.c
    src/state.c
    src/unicode.c
    src/vterm.c
  )
​
target_include_directories(libvterm
  PUBLIC
      ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/include
  )
​
target_compile_definitions(libvterm
  PRIVATE
    "HAVE_CONFIG_H"
    "INLINE="
    "VSNPRINTF=vim_vsnprintf"
    "IS_COMBINING_FUNCTION=utf_iscomposing_uint"
    "WCWIDTH_FUNCTION=utf_uint2cells"
  )

我们已经从 build.log 中获取了编译信息。树结构的优点是，目标的定义靠近源的位置。如果我们决定重构代码并重命名或移动目录，描述目标的 CMake 文件就会随着源文件一起移动。

我们的示例代码还没有配置（除非在成功的 Autotools 构建之后尝试配置)，现在来试试:

$ mkdir -p build
$ cd build
$ cmake ..
​
-- The C compiler identification is GNU 8.2.0
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Detecting C compile features
-- Detecting C compile features - done
-- Configuring done
CMake Error at src/CMakeLists.txt:12 (add_library):
Cannot find source file:
auto/pathdef.c
Tried extensions .c .C .c++ .cc .cpp .cxx .cu .m .M .mm .h .hh .h++ .hm
.hpp .hxx .in .txx

这里需要生成 auto/pathdef.c (和其他文件)，我们将在下一节中考虑这些文件。