CMake find_* 不搜索子目录答案

【问题标题】：CMake find_* not searching subdirectoriesCMake find_* 不搜索子目录
【发布时间】：2020-12-16 20:37:06
【问题描述】：

我一直在尝试让我的交叉编译工具链从我的 WSL Ubuntu 到 RasberryPi 工作。由于我的 RaspberryPi 4B 的 GCC 版本是 8.3.0，我最近尝试使用来自 here 的 Buster 工具链。我当前的文件夹结构如下所示：

Test
  -> CMakeLists.txt
  -> main.cpp
Toolchain
  -> arm-linux-gnueabihf
  -> bin
  -> include
  -> lib
  -> libexec
  -> share
raspi_root
  -> lib
  -> usr

Test 文件夹包含一个简单的测试项目，以使工具链正常工作。真正的目标项目要大一些。工具链是从存储库下载的交叉编译器工具链，最后 raspi_root 文件夹是来自 Raspberry Pi 的 lib 和 usr 文件夹的副本。 main.cpp 看起来很基本：

#include <iostream>
#include <bluetooth>

int main(int argc, char** argv)
{
    std::cout << "Hello World" << std::endl;
}

请注意，它包含蓝牙标头，因为这是我遇到问题的库之一。

我的 CMakeLists.txt 看起来像这样：

set(SOURCE_DIR ${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR})

SET(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(COMPILER_PREF "/home/user/workspace/toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf-")
SET(CMAKE_C_COMPILER "${COMPILER_PREF}gcc")
set(CMAKE_CXX_COMPILER "${COMPILER_PREF}g++")

set(SYSROOT "${SOURCE_DIR}/../raspi_root")
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH "${SYSROOT}")
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)
SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)

cmake_minimum_required(VERSION 3.0) # setting this is required

set(project_target Test)
project(${project_target})            # this sets the project name

set(SOURCES main.cpp)

find_library(BLUETOOTH bluetooth REQUIRED)

add_executable(${project_target} ${SOURCES})
set_property(TARGET ${project_target} PROPERTY CXX_STANDARD 17)

target_link_libraries(${project_target} PUBLIC
    # ${SYSROOT}/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libbluetooth.so
    ${BLUETOOTH}
)

我试图让它尽可能简单，只让它使用工具链编译我的 hello world 程序并链接蓝牙库以使其在我的 Raspberry Pi 上工作。

现在出现以下问题： Wenn 我做cmake . 它没有找到蓝牙库文件：

Please set them or make sure they are set and tested correctly in the CMake files:
BLUETOOTH
    linked by target "Test" in directory /home/user/workspace/Test

他们就在${SYSROOT}/usr/lib/arm-linux-gnueabihf下面只能找到像 ${SYSROOT}/usr/lib 或 ${SYSROOT}/lib 这样的传统目录中的库。当我从这些目录之一创建到 libbluetooth.so 的符号链接时，cmake 似乎找到了该库，尽管稍后在链接时出现了其他错误。我还尝试通过将完整的库路径放在target_link_libraries 下替换find_library，但随后找到了库，但标题当然丢失了。我想这些必须单独包含在内。

但是，我的问题是，为什么 CMake 的 find_* 函数不能浏览更多的子目录？链接 boost-libraries 时也会发生这种情况。 find_package(boost) 找到标头但不链接库。

___ 编辑：___

感谢 Tsyvarev，我可以成功编译并执行我的 hello world 程序。现在，对于下一步，我想包含在我的其他项目中导致最多问题的 boost 线程库。所以我将#include <boost/thread.hpp> 添加到我的main.cpp 和find_package(Boost COMPONENTS thread REQUIRED)，${Boost_INCLUDE_DIRS} 到target_include_directories 和${Boost_LIBRARIES} 到我的CMakeLists.txt 中的target_link_libraries。现在它使用cmake . -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=Toolchain 找到我的库并生成构建文件。但是使用make 我得到以下链接错误：

<path to toolchain linker>/ld: warning: librt.so.1, needed by ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so, not found (try using -rpath or -rpath-link)
<path to toolchain linker>/ld: warning: libpthread.so.0, needed by ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so, not found (try using -rpath or -rpath-link)
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_setspecific@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_condattr_setclock@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_key_create@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_join@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_detach@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_getspecific@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so: undefined reference to `pthread_create@GLIBC_2.4'
<path to toolchain linker>/ld: /home/felix/workspace/raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_chrono.so: undefined reference to `clock_gettime@GLIBC_2.4'

我认为一旦正确找到库，未定义的引用就会被解析？ CMakeCache.txt 说找到的线程库是libpthread.a 而不是libpthread.so。此外，在运行make VERBOSE=1 时，这是链接命令（为了便于阅读而中断）：

/home/felix/workspace/toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf-g++    
    -rdynamic CMakeFiles/Test.dir/main.cpp.o  
    -o Test
    -Wl,-rpath,/home/felix/workspace/Test/../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf:/home/felix/workspace/raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf
    ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_thread.so
    /home/felix/workspace/raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_chrono.so
    /home/felix/workspace/raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_system.so
    /home/felix/workspace/raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_date_time.so
    /home/felix/workspace/raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libboost_atomic.so
    ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libpthread.a
    ../raspi_root/usr/lib/arm-linux-gnueabihf/libbluetooth.so

我是否需要让 CMake 搜索共享库而不是静态库？我该怎么做？如果没有，我错过了什么？

感谢您的帮助。

【问题讨论】：

“但是，我的问题是，为什么 CMake 的 find_* 函数不能浏览更多的子目录？” - 因为它是designed so。 find_library 和其他 find_* 函数的搜索机制不是递归的。有像/usr 这样的已知系统安装前缀，像lib/ 这样的库前缀，所以CMake 只在那里查找。如果您希望 CMake 在${SYSROOT}/usr/lib/arm-linux-gnueabihf 下搜索，则添加适当的目录进行搜索。例如。 set(CMAKE_LIBRARY_PATH "/usr/lib/arm-linux-gnueabihf").
另请注意，在 CMake 工具链中的设置通常与 CMakeLists.txt 文件分离。从SET(CMAKE_SYSTEM_NAME ...) 到SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ...) 的行通常位于工具链文件 中，由-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=<path/to/file> 选项指定到cmake。有关交叉编译的更多信息，请参阅documentation。
首先非常感谢您的快速响应！关于工具链的分离，我按照你的建议做了。据我了解，这只是为了有一个通用的 cmake 文件来本地构建项目，并且根据我选择的交叉编译环境，我可以选择相应的工具链文件。那是对的吗？或者通过变量指定工具链文件是否有其他值得注意的副作用，除了包括单独的变量（CMAKE_SYSTEM_NAME 到 CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE）
除了将项目与构建环境分离之外，将特定于环境的变量放入单独的工具链文件中可以可靠地使用 try_compile 命令（和相关功能）：当 CMake 为编译/链接配置新项目时检查，它也将CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 变量传递给该项目，以便该项目使用与您的项目相同的工具链（及其设置）。

标签： c++ linux cmake cross-compiling

【解决方案1】：

好的，感谢 Tsyvarev 对我所缺少的内容的快速提示。事实证明，答案比我想象的要明显。

正如 Tsyvarev 在 cmets CMake 中提到的那样，不会在指定的根目录中递归搜索库。相反，它搜索标准路径，例如 /usr/lib、/lib 等。可以通过将它们附加到 CMAKE_LIBRARY_PATH 来添加更多搜索路径，如 documentation 中所述。所以为了解决我的错误，我做了以下事情：我将所需的库路径附加到搜索路径。

...
set(SOURCES main.cpp)
set(CMAKE_LIBRARY_PATH 
    ${CMAKE_LIBRARY_PATH}
    "/lib/arm-linux-gnueabihf"
    "/usr/lib/arm-linux-gnueabihf"
)
add_executable(${project_target} ${SOURCES})
...

然后我发现我忘了添加任何包含目录：

target_include_directories(${project_target} PUBLIC
    ${SYSROOT}/usr/include/bluetooth
    ${SYSROOT}/usr/include/arm-linux-gnueabihf
)

我能够编译main.cpp。

至于编辑：为了正确链接 boost 线程库，我还必须链接它的依赖项。所以我说：

find_package(Boost COMPONENTS thread REQUIRED)

...

target_include_directories(${project_target} PUBLIC
    ${SYSROOT}/usr/include/bluetooth
    ${SYSROOT}/usr/include/arm-linux-gnueabihf
    ${Boost_INCLUDE_DIRS}
)

target_link_libraries(${project_target} PUBLIC
    rt
    Threads::Threads
    ${Boost_LIBRARIES}
    ${BLUETOOTH}
)

【讨论】：