今天，我們就通過一個(gè)簡(jiǎn)單的Linux C 語言實(shí)戰(zhàn)案例，帶你深度剖析嵌入式 CMake 的核心套路。

使用 CMake 的好處

平臺(tái)無關(guān)性：一套配置文件，適配 ARM、x86 等多種架構(gòu)。

模塊化管理：輕松分離驅(qū)動(dòng)層、庫(kù)和應(yīng)用程序，代碼結(jié)構(gòu)一目了然。

自動(dòng)化構(gòu)建：從編譯、鏈接到生成固件，一條make命令搞定。

CMake例子

我們的例子包含三個(gè)核心模塊：

• 靜態(tài)庫(kù)（strutils）：字符串處理工具。
• 動(dòng)態(tài)庫(kù)（mathutils）：數(shù)學(xué)計(jì)算工具。
• 應(yīng)用程序（myapp）：主程序，調(diào)用上述兩個(gè)庫(kù)。

1.項(xiàng)目結(jié)構(gòu)

linux-cmake-example/
├── CMakeLists.txt          # 頂層配置文件
├── lib/
│   ├── CMakeLists.txt      # 庫(kù)模塊配置
│   ├── include/
│   │   ├── string_utils.h  # 字符串庫(kù)頭文件
│   │   └── math_utils.h    # 數(shù)學(xué)庫(kù)頭文件
│   ├── string_utils.c      # 字符串庫(kù)實(shí)現(xiàn)
│   └── math_utils.c        # 數(shù)學(xué)庫(kù)實(shí)現(xiàn)
├── app/
│   ├── CMakeLists.txt      # 應(yīng)用程序配置
│   ├── include/
│   └── main.c              # 主程序代碼
└── test/
    ├── CMakeLists.txt      # 測(cè)試模塊配置
    └── test_string_utils.c # 字符串庫(kù)測(cè)試代碼

每個(gè)文件夾都有獨(dú)立的CMakeLists.txt，各司其職，這種 “分而治之” 的思想是嵌入式項(xiàng)目管理的精髓。

2. 頂層 CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(LinuxSystem C)

# 核心編譯選項(xiàng)：開啟嚴(yán)格檢查 + 優(yōu)化
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
add_compile_options(
  -Wall -Wextra -Werror
  -O2
)

# 引入子模塊：庫(kù)、應(yīng)用、測(cè)試
add_subdirectory(lib)
add_subdirectory(app)
add_subdirectory(test)

關(guān)鍵點(diǎn)：

• add_compile_options統(tǒng)一設(shè)置編譯規(guī)則。
• add_subdirectory讓 CMake 自動(dòng)掃描子目錄的配置文件，簡(jiǎn)化頂層邏輯。

3. 庫(kù)模塊：靜態(tài)庫(kù)、動(dòng)態(tài)庫(kù)

靜態(tài)庫(kù)（strutils）配置

add_library(strutils STATIC
  string_utils.c
)
target_include_directories(strutils PUBLIC include)

關(guān)鍵點(diǎn)：

• add_library(strutils STATIC)：創(chuàng)建靜態(tài)庫(kù)，代碼將直接嵌入可執(zhí)行文件。
• PUBLIC include：將頭文件路徑暴露給依賴它的模塊，確保其他代碼能調(diào)用庫(kù)函數(shù)。

動(dòng)態(tài)庫(kù)（mathutils）配置

add_library(mathutils SHARED
  math_utils.c
)
target_include_directories(mathutils PUBLIC include)

關(guān)鍵點(diǎn)：：

• SHARED選項(xiàng)：生成獨(dú)立的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，可被多個(gè)程序復(fù)用。
• 實(shí)際部署時(shí)，需確保庫(kù)文件在系統(tǒng)庫(kù)路徑中，否則運(yùn)行會(huì)報(bào)錯(cuò)。

4. 應(yīng)用程序：整合所有模塊

add_executable(myapp
  main.c
)
target_include_directories(myapp PRIVATE include)
target_link_libraries(myapp 
  strutils 
  mathutils
  m # 鏈接標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)庫(kù)
)

關(guān)鍵點(diǎn)：：

• target_link_libraries將靜態(tài)庫(kù)、動(dòng)態(tài)庫(kù)與主程序綁定。
• PRIVATE include：僅在應(yīng)用程序內(nèi)部使用頭文件，不對(duì)外暴露。

5. 測(cè)試模塊

add_executable(test_strutils
  test_string_utils.c
)
target_link_libraries(test_strutils
  strutils
  cmocka # 引入單元測(cè)試框架
)
add_test(NAME test_strutils COMMAND test_strutils)

關(guān)鍵點(diǎn)：

• 使用cmocka框架編寫單元測(cè)試。
• add_test定義測(cè)試任務(wù)，make test一鍵運(yùn)行。

6、編譯執(zhí)行

CMake進(jìn)階技巧

1、 交叉編譯：在頂層CMakeLists.txt中添加工具鏈配置，適配 ARM 等嵌入式平臺(tái)。

set(CMAKE_C_COMPILER arm-linux-gnueabihf-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER arm-linux-gnueabihf-g++)

2、代碼覆蓋率分析：引入CodeCoverage模塊，定位測(cè)試盲區(qū)

if(CMAKE_BUILD_TYPE MATCHES Coverage)
  include(CodeCoverage)
  append_coverage_compiler_flags()
  setup_target_for_coverage_lcov(
    NAME coverage
    EXECUTABLE ctest -j ${PROCESSOR_COUNT}
    DEPENDENCIES test_strutils
  )
endif()

3、自動(dòng)化部署：通過install命令，一鍵將程序和庫(kù)部署到目標(biāo)系統(tǒng)

install(TARGETS myapp DESTINATION bin)
install(TARGETS strutils mathutils DESTINATION lib)
install(DIRECTORY include/ DESTINATION include)