CMake

Purpose

C/C++ プロジェクト向けの最新式 (ターゲット優先) CMake を使いこなすための解説：アウトオブソースビルド、依存関係管理、ジェネレータ選択、CI・IDE との統合を網羅します。

Triggers

• "プロジェクト用の CMakeLists.txt をどう書く？"
• "CMake で外部ライブラリを追加するには？"
• "CMake でパッケージ / ライブラリが見つからない"
• "CMake でサニタイザを有効にするには？"
• "CMake でクロスコンパイルするには？"
• "CMake Presets をどう使う？"

Workflow

1. 最新式の CMake 原則

• 変数ではなくターゲットを定義する。target_* コマンドを使用。
• PUBLIC/PRIVATE/INTERFACE を使ってプロパティ伝播を制御。
• include_directories() や link_libraries() は使わない（レガシー）。
• 最小 CMake バージョン：ほとんどの機能で cmake_minimum_required(VERSION 3.20)。

2. 最小限のプロジェクト

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)
project(MyApp VERSION 1.0 LANGUAGES C CXX)

set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)

add_executable(myapp
    src/main.c
    src/utils.c
)

target_include_directories(myapp PRIVATE include)
target_compile_options(myapp PRIVATE -Wall -Wextra)

3. 静的 / 共有ライブラリ

# Static library
add_library(mylib STATIC lib/foo.c lib/bar.c)
target_include_directories(mylib
    PUBLIC  include      # consumers get this include path
    PRIVATE src          # only mylib itself sees this
)

# Shared library
add_library(myshared SHARED lib/foo.c)
set_target_properties(myshared PROPERTIES
    VERSION   1.0.0
    SOVERSION 1
)

# Link executable against library
add_executable(myapp src/main.c)
target_link_libraries(myapp PRIVATE mylib)

4. 設定とビルド

# Out-of-source build (always do this)
cmake -S . -B build
cmake --build build

# With generator
cmake -S . -B build -G Ninja
cmake --build build -- -j$(nproc)

# Debug build
cmake -S . -B build-debug -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug
cmake --build build-debug

# Release
cmake -S . -B build-release -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build-release

# Install
cmake --install build --prefix /usr/local

ビルドタイプ：Debug、Release、RelWithDebInfo、MinSizeRel。

5. 外部依存関係

find_package（システムインストール済みライブラリ）

find_package(OpenSSL REQUIRED)
target_link_libraries(myapp PRIVATE OpenSSL::SSL OpenSSL::Crypto)

find_package(Threads REQUIRED)
target_link_libraries(myapp PRIVATE Threads::Threads)

find_package(ZLIB REQUIRED)
target_link_libraries(myapp PRIVATE ZLIB::ZLIB)

FetchContent（依存関係をダウンロードしてビルド）

include(FetchContent)

FetchContent_Declare(
    googletest
    GIT_REPOSITORY https://github.com/google/googletest.git
    GIT_TAG        v1.14.0
)
FetchContent_MakeAvailable(googletest)

add_executable(mytest test/test_foo.cpp)
target_link_libraries(mytest PRIVATE GTest::gtest_main mylib)

pkg-config フォールバック

find_package(PkgConfig REQUIRED)
pkg_check_modules(LIBFOO REQUIRED libfoo>=1.2)
target_link_libraries(myapp PRIVATE ${LIBFOO_LIBRARIES})
target_include_directories(myapp PRIVATE ${LIBFOO_INCLUDE_DIRS})

6. 設定別のコンパイラオプション

target_compile_options(myapp PRIVATE
    $<$<CONFIG:Debug>:-g -Og -fsanitize=address>
    $<$<CONFIG:Release>:-O2 -DNDEBUG>
    $<$<CXX_COMPILER_ID:GNU>:-fanalyzer>
    $<$<CXX_COMPILER_ID:Clang>:-Weverything>
)

target_link_options(myapp PRIVATE
    $<$<CONFIG:Debug>:-fsanitize=address>
)

ジェネレータ式：$<condition:value> はビルド時に評価されます。

7. サニタイザを有効にする

option(ENABLE_ASAN "Enable AddressSanitizer" OFF)

if(ENABLE_ASAN)
    target_compile_options(myapp PRIVATE -fsanitize=address -fno-omit-frame-pointer -g -O1)
    target_link_options(myapp PRIVATE -fsanitize=address)
endif()

ビルド：cmake -DENABLE_ASAN=ON -S . -B build-asan && cmake --build build-asan

8. クロスコンパイル用ツールチェーンファイル

# toolchain-aarch64.cmake
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR aarch64)
set(CMAKE_C_COMPILER   aarch64-linux-gnu-gcc)
set(CMAKE_CXX_COMPILER aarch64-linux-gnu-g++)
set(CMAKE_SYSROOT /opt/aarch64-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 -S . -B build-arm -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=toolchain-aarch64.cmake

9. CMake Presets（CMake 3.20 以上）

{
  "version": 6,
  "configurePresets": [
    {
      "name": "release",
      "displayName": "Release",
      "generator": "Ninja",
      "binaryDir": "${sourceDir}/build/release",
      "cacheVariables": {
        "CMAKE_BUILD_TYPE": "Release",
        "CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS": "ON"
      }
    },
    {
      "name": "debug",
      "displayName": "Debug",
      "generator": "Ninja",
      "binaryDir": "${sourceDir}/build/debug",
      "cacheVariables": {
        "CMAKE_BUILD_TYPE": "Debug",
        "ENABLE_ASAN": "ON"
      }
    }
  ],
  "buildPresets": [
    { "name": "release", "configurePreset": "release" },
    { "name": "debug",   "configurePreset": "debug" }
  ]
}

cmake --preset release
cmake --build --preset release

10. よくあるエラー

エラー	原因	対処
Could not find package Foo	パッケージがインストールされていないか、プリフィックスが間違っている	開発用パッケージをインストール；CMAKE_PREFIX_PATH を設定
No CMAKE_CXX_COMPILER	C++ コンパイラが見つからない	g++/clang++ をインストール；PATH を確認
target_link_libraries called with wrong number of arguments	PUBLIC/PRIVATE/INTERFACE が不足	キーワードを追加
Cannot find source file	タイプミスまたは間違った相対パス	CMakeLists.txt を基準にしたパスを確認
generator expression エラー	$<> 構文が誤っている	CMake ドキュメントで式名を確認

完全な CMakeLists.txt テンプレートは references/templates.md を参照してください。

Related skills

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