使用 CMake 生成静态可执行文件

Question

这个问题比较长，请耐心等待。

TLDR：带有子目录库的 CMake 项目链接成功，但创建了一个动态可执行文件。

代码位于：https://github.com/georcon/cmake-issue

还有注意：我已经阅读了所有相关内容questions/answers，并且none回答了这个问题。

我创建了以下最小示例：

创建静态链接的可执行文件（正确工作）

(Git 标签：SimpleExecutable)

main.c

#include <uuid/uuid.h>
#include <stdio.h>


int main(){
        uuid_t some_uuid;
        char uuid_str[40];

        uuid_generate(some_uuid);
        uuid_unparse(some_uuid, uuid_str);

        printf("UUID: %s\n", uuid_str);
        return 0;
}

CMakeLists.txt


project(cmake-issue VERSION 1.0 DESCRIPTION "Static target issue" LANGUAGES C)

add_executable(main-dynamic main.c)
target_link_libraries(main-dynamic uuid)

add_executable(main-static main.c)
target_link_libraries(main-static uuid -static)

结果

ldd main-dynamic
linux-vdso.so.1 (0x00007ffc406bb000)
libuuid.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libuuid.so.1 (0x00007f76781cd000)
libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007f7677fdb000)
/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007f76781eb000)

ldd main-static
not a dynamic executable

使用库创建静态可执行文件

(Git 标签：ExecutableWithLibrary)

lib/lib.h

#ifndef LIB_H
#define LIB_H

void PrintUUID();

#endif //LIB_H

lib/lib.c

#include <uuid/uuid.h>
#include <stdio.h>

void PrintUUID(){

        uuid_t some_uuid;
        char uuid_str[40];

        uuid_generate(some_uuid);
        uuid_unparse(some_uuid, uuid_str);

        printf("UUID: %s\n", uuid_str);
}

lib/CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

project(testlibrary VERSION 1.0 DESCRIPTION "Static target issue - Library" LANGUAGES C)

add_library(testlib lib.c)
target_link_libraries(testlib uuid)

main.c

#include "lib/lib.h"

int main(){
        PrintUUID();
        return 0;
}

CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

project(cmake-issue VERSION 1.0 DESCRIPTION "Static target issue" LANGUAGES C)

add_subdirectory(lib ./bin)
link_directories(./lib/ ./bin)

add_executable(main-dynamic main.c)
add_dependencies(main-dynamic testlib)
target_link_libraries(main-dynamic libtestlib.a uuid -static)

link_libraries("-static")

add_executable(main-static main.c)
target_link_libraries(main-static PUBLIC "-static" libtestlib.a uuid)
add_dependencies(main-static testlib)
#target_link_libraries(main-static libtestlib.a uuid -static)

结果

ldd main-static
        linux-vdso.so.1 (0x00007ffe6b485000)
        libuuid.so.1 => /lib/x86_64-linux-gnu/libuuid.so.1 (0x00007fc67edd3000)
        libc.so.6 => /lib/x86_64-linux-gnu/libc.so.6 (0x00007fc67ebe1000)
        /lib/ld64.so.1 => /lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x00007fc67edec000)

查看链接器命令：

~/cmake_issue$ cat CMakeFiles/main-static.dir/link.txt /usr/bin/cc
CMakeFiles/main-static.dir/main.c.o -o main-static
-L/home/georcon/cmake_issue/./lib -L/home/georcon/cmake_issue/./bin -Wl,-rpath,/home/georcon/cmake_issue/./lib:/home/georcon/cmake_issue/./bin -static -static -Wl,-Bstatic -ltestlib -Wl,-Bdynamic -luuid

为什么在这种情况下 CMake 不生成静态链接的可执行文件？

Answer 1

长话短说：您需要告诉 CMake 您 更喜欢静态 linking 库。这是通过设置属性 LINK_SEARCH_START_STATIC 来完成的。您还需要告诉 CMake 不要在库列表末尾重置 static linkage 。这是通过设置属性 LINK_SEARCH_END_STATIC:

set_target_properties(main-static PROPERTIES
  LINK_SEARCH_START_STATIC ON
  LINK_SEARCH_END_STATIC ON
)

另请参阅该问题：CMake and Static Linking。

这是怎么回事

实际上，linker 选项 -static 不仅会禁用 PIE，还会影响命令中列出的其他库...除非指定 -dynamic。

CMake 有一个关于“default linking type”的概念，它适用于 CMake 适用的每个库（uuid 在你的情况下）无法推断其类型。此外，CMake 维护在每个库添加到linker的命令行后默认的linking类型。并且 CMake 期望用户有相同的行为，用户手动添加 linker 标志。

您的第一个示例错误，但突然有效 :

您添加 -static 将当前 linkage 类型变为 static。因此，您打破了 CMake 对当前 linkage 类型的期望。

当使用 uuid 为 link 生成 linker 选项时，CMake 期望当前 linkage 是 dynamic。因此，CMake 不会添加 -dynamic linker 开关。

那时 CMake 的期望与现实不符，而现实又符合您的期望：uuid 是 link 静态编辑的。

但是第二个例子暴露了问题：

当 link 使用 libtestlib.a 库时，CMake 完全知道这是一个静态库，因此在该库之前添加 Wl,-Bstatic 选项。但 CMake 需要在每个选项后保持默认 linkage，因此它在库后添加 -Wl,-Bdynamic：

-Wl,-Bstatic -ltestlib -Wl,-Bdynamic

有了这样的选项，CMake 对默认动态 linking 的期望 对应于现实：uuid 是动态 linked。但现在现实与你的期望不符。

使用 CMake 生成静态可执行文件

Generate Static Executable with CMake

c

cmake

static-libraries

static-linking

创建静态链接的可执行文件（正确工作）

使用库创建静态可执行文件

这是怎么回事