cmake-language(7)

组织

CMake 输入文件以“CMake 语言”编写,源文件名为 CMakeLists.txt 或以 .cmake 文件名扩展名结尾。

项目中的 CMake 语言源文件组织为

目录

当 CMake 处理项目源代码树时,入口点是顶层源代码目录中名为 CMakeLists.txt 的源文件。此文件可以包含整个构建规范,也可以使用 add_subdirectory() 命令将子目录添加到构建中。通过命令添加的每个子目录也必须包含一个 CMakeLists.txt 文件作为该目录的入口点。对于每个处理其 CMakeLists.txt 文件的源目录,CMake 都会在构建树中生成一个相应的目录,作为默认工作和输出目录。

脚本

单个 <script>.cmake 源文件可以使用 cmake(1) 命令行工具与 -P 选项在脚本模式下处理。脚本模式只是运行给定 CMake 语言源文件中的命令,不生成构建系统。它不允许定义构建目标或操作的 CMake 命令。

模块

目录脚本中的 CMake 语言代码可以使用 include() 命令在包含上下文的作用域中加载 <module>.cmake 源文件。有关 CMake 发行版中包含的模块的文档,请参阅 cmake-modules(7) 手册页。项目源代码树也可以提供自己的模块,并在 CMAKE_MODULE_PATH 变量中指定其位置。

语法

编码

CMake 语言源文件可以采用 7 位 ASCII 文本编写,以最大限度地提高所有支持平台之间的可移植性。换行符可以编码为 \n\r\n,但在读取输入文件时会转换为 \n

请注意,实现是 8 位干净的,因此源文件可以在支持此编码的系统 API 的平台上编码为 UTF-8。此外,CMake 3.2 及更高版本支持 Windows 上编码为 UTF-8 的源文件(使用 UTF-16 调用系统 API)。此外,CMake 3.0 及更高版本允许源文件中有一个前导的 UTF-8 字节顺序标记

源文件

CMake 语言源文件由零个或多个命令调用组成,这些调用由换行符和可选的空格和注释分隔。

file         ::=  file_element*
file_element ::=  command_invocation line_ending |
                  (bracket_comment|space)* line_ending
line_ending  ::=  line_comment? newline
space        ::=  <match '[ \t]+'>
newline      ::=  <match '\n'>

请注意,任何不在命令参数方括号注释内的源文件行都可以以行注释结尾。

命令调用

一个命令调用是一个名称,后跟括号括起来的参数,参数之间用空格分隔

command_invocation  ::=  space* identifier space* '(' arguments ')'
identifier          ::=  <match '[A-Za-z_][A-Za-z0-9_]*'>
arguments           ::=  argument? separated_arguments*
separated_arguments ::=  separation+ argument? |
                         separation* '(' arguments ')'
separation          ::=  space | line_ending

例如

add_executable(hello world.c)

命令名称不区分大小写。参数中未引用的嵌套括号必须平衡。每个 () 都作为文字未引用参数传递给命令调用。这可以在调用 if() 命令时用于括起条件。例如

if(FALSE AND (FALSE OR TRUE)) # evaluates to FALSE

注意

CMake 3.0 之前的版本要求命令名称标识符至少为 2 个字符。

CMake 2.8.12 之前的版本会静默接受紧跟在引用参数之后且未被任何空格分隔的非引用参数引用参数。为了兼容性,CMake 2.8.12 及更高版本接受此类代码,但会产生警告。

命令参数

命令调用中有三种类型的参数

argument ::=  bracket_argument | quoted_argument | unquoted_argument

方括号参数

一个方括号参数,受 Lua 长方括号语法的启发,将内容括在相同长度的开头和结尾“方括号”之间

bracket_argument ::=  bracket_open bracket_content bracket_close
bracket_open     ::=  '[' '='* '['
bracket_content  ::=  <any text not containing a bracket_close with
                       the same number of '=' as the bracket_open>
bracket_close    ::=  ']' '='* ']'

开括号写成 [,后面跟着零个或多个 =,再后面跟着 [。相应的闭括号写成 ],后面跟着相同数量的 =,再后面跟着 ]。方括号不能嵌套。始终可以选择一个唯一的长度来作为开括号和闭括号,以包含其他长度的闭括号。

方括号参数内容由开括号和闭括号之间的所有文本组成,但紧随开括号后的一个换行符(如果有)将被忽略。不会对封闭内容执行任何评估,例如转义序列变量引用。方括号参数始终作为正好一个参数传递给命令调用。

例如

message([=[
This is the first line in a bracket argument with bracket length 1.
No \-escape sequences or ${variable} references are evaluated.
This is always one argument even though it contains a ; character.
The text does not end on a closing bracket of length 0 like ]].
It does end in a closing bracket of length 1.
]=])

注意

CMake 3.0 之前的版本不支持方括号参数。它们将开括号解释为非引用参数的开始。

引用参数

一个引用参数用开双引号和闭双引号字符将内容括起来

quoted_argument     ::=  '"' quoted_element* '"'
quoted_element      ::=  <any character except '\' or '"'> |
                         escape_sequence |
                         quoted_continuation
quoted_continuation ::=  '\' newline

引用参数内容由开头和结尾引号之间的所有文本组成。无论是转义序列还是变量引用都会被评估。引用参数总是作为一个参数精确地传递给命令调用。

例如

message("This is a quoted argument containing multiple lines.
This is always one argument even though it contains a ; character.
Both \\-escape sequences and ${variable} references are evaluated.
The text does not end on an escaped double-quote like \".
It does end in an unescaped double quote.
")

任何以奇数个反斜杠结尾的行上的最后一个 \ 被视为行继续符,并与紧随其后的换行符一起被忽略。例如

message("\
This is the first line of a quoted argument. \
In fact it is the only line but since it is long \
the source code uses line continuation.\
")

注意

CMake 3.0 之前的版本不支持使用 \ 进行续行。它们会报告包含以奇数个 \ 字符结尾的行的引用参数中的错误。

非引用参数

一个非引用参数不被任何引用语法包围。它不能包含任何空格、()#"\,除非通过反斜杠转义

unquoted_argument ::=  unquoted_element+ | unquoted_legacy
unquoted_element  ::=  <any character except whitespace or one of '()#"\'> |
                       escape_sequence
unquoted_legacy   ::=  <see note in text>

非引用参数内容由允许或转义字符的连续块中的所有文本组成。转义序列变量引用都将被评估。结果值将以与列表拆分为元素相同的方式进行分割。每个非空元素都将作为参数传递给命令调用。因此,一个非引用参数可以作为零个或多个参数传递给命令调用。

例如

foreach(arg
    NoSpace
    Escaped\ Space
    This;Divides;Into;Five;Arguments
    Escaped\;Semicolon
    )
  message("${arg}")
endforeach()

注意

为了支持旧版 CMake 代码,非引用参数还可以包含双引号字符串("...",可能包含水平空格)和 make 风格的变量引用($(MAKEVAR))。

未转义的双引号必须平衡,不能出现在非引用参数的开头,并且被视为内容的一部分。例如,非引用参数 -Da="b c"-Da=$(v)a" "b"c"d 均被字面解释。它们可以分别写成引用参数 "-Da=\"b c\"""-Da=$(v)""a\" \"b\"c\"d"

Make 风格的引用被视为内容的一部分,并且不进行变量扩展。它们被视为单个参数的一部分(而不是单独的 $(MAKEVAR) 参数)。

上述“unquoted_legacy”的生成表示此类参数。我们不建议在新代码中使用旧版未引用参数。相反,请使用引用参数方括号参数来表示内容。

转义序列

一个转义序列是一个 \ 后面跟着一个字符

escape_sequence  ::=  escape_identity | escape_encoded | escape_semicolon
escape_identity  ::=  '\' <match '[^A-Za-z0-9;]'>
escape_encoded   ::=  '\t' | '\r' | '\n'
escape_semicolon ::=  '\;'

一个 \ 后面跟着一个非字母数字字符只是编码该字面字符,而不将其解释为语法。一个 \t\r\n 分别编码一个制表符、回车符或换行符。一个 \; 在任何变量引用之外编码自身,但可以在未引用参数中使用,以编码 ; 而不根据它分割参数值。一个 \;变量引用内部编码字面 ; 字符。(另请参阅策略 CMP0053 文档中的历史考虑事项。)

变量引用

一个变量引用的形式是 ${<variable>},它在引用参数非引用参数中进行评估。变量引用会被替换为指定变量或缓存条目的值,如果两者都未设置,则替换为空字符串。变量引用可以嵌套并从内到外进行评估,例如 ${outer_${inner_variable}_variable}

字面变量引用可以由字母数字字符、字符 /_.+-转义序列组成。嵌套引用可用于评估任何名称的变量。另请参阅策略 CMP0053 文档,了解历史考虑因素以及为什么 $ 在技术上也允许但不建议使用。

变量部分记录了变量名称的范围以及它们的取值方式。

一个环境变量引用的形式是 $ENV{<variable>}。有关更多信息,请参阅环境变量部分。

一个缓存变量引用的形式是 $CACHE{<variable>},它被指定缓存条目的值替换,而不检查同名的普通变量。如果缓存条目不存在,则被空字符串替换。有关更多信息,请参阅 CACHE

if() 命令有一个特殊的条件语法,允许变量引用采用短形式 <variable> 而不是 ${<variable>}。但是,环境变量始终需要引用为 $ENV{<variable>}

注释

注释以 # 字符开头,该字符不在方括号参数引用参数内,或未被 \ 转义作为非引用参数的一部分。注释有两种类型:方括号注释行注释

方括号注释

紧随 # 之后跟着一个 bracket_open 构成一个方括号注释,由整个方括号包围的内容组成

bracket_comment ::=  '#' bracket_argument

例如

#[[This is a bracket comment.
It runs until the close bracket.]]
message("First Argument\n" #[[Bracket Comment]] "Second Argument")

注意

CMake 3.0 之前的版本不支持方括号注释。它们将开头的 # 解释为行注释的开始。

行注释

紧跟在 bracket_open 之后没有 # 的字符构成一个行注释,它一直延伸到行尾

line_comment ::=  '#' <any text not starting in a bracket_open
                       and not containing a newline>

例如

# This is a line comment.
message("First Argument\n" # This is a line comment :)
        "Second Argument") # This is a line comment.

控制结构

条件块

if()/elseif()/else()/endif() 命令界定要条件执行的代码块。

循环

foreach()/endforeach()while()/endwhile() 命令限定循环执行的代码块。在此类块内,break() 命令可用于提前终止循环,而 continue() 命令可用于立即开始下一次迭代。

命令定义

macro()/endmacro()function()/endfunction() 命令界定了要记录以便后续作为命令调用的代码块。

变量

变量是 CMake 语言中的基本存储单元。它们的值始终为字符串类型,尽管某些命令可能会将这些字符串解释为其他类型的值。set()unset() 命令显式地设置或取消设置变量,但其他命令也具有修改变量的语义。变量名称区分大小写,并且可以由几乎任何文本组成,但我们建议只使用由字母数字字符以及 _- 组成的名称。

变量具有动态作用域。每次变量的“设置”或“取消设置”都会在当前作用域中创建一个绑定

块作用域

block() 命令可以为变量绑定创建一个新的作用域。

函数作用域

function() 命令创建的命令定义会创建命令,当被调用时,这些命令会在一个新的变量绑定作用域中处理记录的命令。在该作用域中,“设置”或“取消设置”变量会进行绑定,并且对于当前函数及其内部的任何嵌套调用都是可见的,但在函数返回后则不可见。

目录作用域

源代码树中的每个目录都有其自己的变量绑定。在处理目录的 CMakeLists.txt 文件之前,CMake 会复制父目录中当前定义的所有变量绑定(如果有)以初始化新的目录作用域。CMake 脚本在用 cmake -P 处理时,会在一个“目录”作用域中绑定变量。

不在函数调用内部的“设置”或“取消设置”变量会绑定到当前目录作用域。

持久缓存

CMake 存储了一组单独的“缓存”变量,或“缓存条目”,它们的值在项目构建树中的多次运行中保持不变。缓存条目具有一个独立的绑定作用域,仅通过显式请求才能修改,例如通过 set()unset() 命令的 CACHE 选项。

在评估变量引用时,CMake 首先搜索函数调用堆栈(如果有)中的绑定,然后回退到当前目录作用域中的绑定(如果有)。如果找到“设置”绑定,则使用其值。如果找到“取消设置”绑定或未找到绑定,CMake 然后搜索缓存条目。如果找到缓存条目,则使用其值。否则,变量引用评估为空字符串。$CACHE{VAR} 语法可用于直接查找缓存条目。

cmake-variables(7) 手册记录了 CMake 提供或在项目代码中设置时对 CMake 有意义的许多变量。

注意

CMake 保留以下标识符:

  • CMAKE_ 开头(大写、小写或混合大小写),或

  • _CMAKE_ 开头(大写、小写或混合大小写),或

  • _ 后跟任何 CMake 命令 的名称开头。

环境变量

环境变量与普通变量类似,但有以下区别:

作用域

环境变量在 CMake 进程中具有全局作用域。它们从不缓存。

引用

变量引用的形式是 $ENV{<variable>},使用 ENV 运算符。

初始化

CMake 环境变量的初始值是调用进程的值。值可以使用 set()unset() 命令更改。这些命令只影响正在运行的 CMake 进程,而不是整个系统环境。更改的值不会写回调用进程,也不会被后续的构建或测试进程看到。

要在一个修改过的环境中运行命令,请参阅 cmake -E env 命令行工具。

检查

要显示所有当前环境变量,请参阅 cmake -E environment 命令行工具。

cmake-env-variables(7) 手册记录了对 CMake 具有特殊含义的环境变量。

列表

尽管 CMake 中的所有值都存储为字符串,但在某些上下文中,例如在评估未引用参数时,字符串可能被视为列表。在这种上下文中,字符串通过在不跟随不等数量的 [] 字符且不紧跟 \; 字符处进行分割,从而划分为列表元素。序列 \; 不会分割值,但在结果元素中会被 ; 替换。

元素列表通过用 ; 分隔符连接元素来表示为字符串。例如,set() 命令将多个值作为列表存储到目标变量中

set(srcs a.c b.c c.c) # sets "srcs" to "a.c;b.c;c.c"

列表适用于简单用例,如源文件列表,不应用于复杂数据处理任务。大多数构建列表的命令不会转义列表元素中的 ; 字符,从而扁平化嵌套列表

set(x a "b;c") # sets "x" to "a;b;c", not "a;b\;c"

通常,列表不支持包含 ; 字符的元素。为避免问题,请考虑以下建议:

  • 许多 CMake 命令、变量和属性的接口都接受分号分隔的列表。除非它们明确支持或提供某种方式来转义或编码分号,否则避免向这些接口传递包含分号的元素列表。

  • 构建列表时,在元素中将未使用的占位符替换为 ;。然后,在处理列表元素时,将 ; 替换为占位符。例如,以下代码使用 | 代替 ; 字符

    set(mylist a "b|c")
    foreach(entry IN LISTS mylist)
      string(REPLACE "|" ";" entry "${entry}")
      # use "${entry}" normally
    endforeach()
    

    ExternalProject 模块的 LIST_SEPARATOR 选项就是使用这种方法构建的接口的一个例子。

  • 生成器 表达式的列表中,使用$<SEMICOLON> 生成器表达式。

  • 在命令调用中,尽可能使用引用参数语法。被调用的命令将收到参数内容,分号保持不变。未引用参数将根据分号进行分割。

  • function() 实现中,避免使用 ARGVARGN,它们无法区分值中的分号与分隔值的分号。相反,更倾向于使用命名位置参数和 ARGCARGV# 变量。当使用 cmake_parse_arguments() 解析参数时,更倾向于其 PARSE_ARGV 签名,它使用 ARGV# 变量。

    请注意,此方法不适用于 macro() 实现,因为它们使用占位符而不是真实变量来引用参数。