CMake构建第三方开源库

C/C++用户库可以通过 CMake 构建第三方开源库，并将开源库提供的源码、头文件或预编译库集成到 PLC 工程中。本文以 FFTW 这类第三方源码库为例，说明如何把第三方源码加入用户库构建，并通过 IDE 菜单完成 CMake 构建和编译。

提示

本文重点说明第三方开源库的构建集成。用户库函数、功能块的接口创建和代码实现，请参考 C/C++ 用户库的其他说明文档。

操作流程

整体流程如下：

创建 C/C++ 用户库，并创建需要导出的函数或功能块接口。
将第三方开源库源码复制到用户库目录下。
配置第三方源码、头文件和编译选项。
执行 CMake构建，检查 CMake 配置是否正确。
执行编译，生成用户库构建产物。
在 ST 程序中调用用户库导出的函数或功能块。

创建C/C++用户库

在工程中创建一个 C/C++ 用户库。例如创建名为 fftw 的用户库，并创建一个函数 FFT_TEST 作为 ST 侧调用入口。

创建完成后，工程树中会出现用户库节点。WasomeCodeX_AI 会为该用户库自动生成 CMakeLists.txt、.MODULE 目录和接口框架代码。

典型目录结构如下：

MODULES/
└── fftw/
    ├── .MODULE/
    │   └── cpp/
    ├── implements/
    │   └── cpp/
    ├── CMakeLists.txt
    └── wa_module.h

放置第三方源码

将第三方开源库源码复制到当前 C/C++ 用户库目录下。以 FFTW 为例，可将解压后的 fftw-3.3.10 放到 MODULES/fftw 目录中。

MODULES/
└── fftw/
    ├── .MODULE/
    ├── implements/
    ├── fftw-3.3.10/
    │   ├── api/
    │   ├── dft/
    │   ├── kernel/
    │   ├── rdft/
    │   ├── reodft/
    │   ├── simd-support/
    │   └── config.h
    ├── CMakeLists.txt
    └── module.cmake

注意

建议把第三方源码放在用户库目录内部，不建议引用工程外部的绝对路径。这样工程迁移、打包和多人协作时不容易出现路径失效问题。

第三方库内容通常按以下方式接入：

类型	示例	处理方式
源码库	`.c`、`.cpp`	加入 `MOD_EXTRA_SRC` 或 `MOD_FULL_SRC`
头文件	`.h`、`.hpp`	加入包含路径
静态库	`.a`	加入链接库
目标文件	`.o`、`.obj`	作为额外源文件或链接输入加入

配置第三方源码参与编译

用户库的 CMake 配置有两种方式：

方案	做法	适用场景
方案一	直接修改 `CMakeLists.txt`	临时验证、快速试验
方案二	创建 `module.cmake`	推荐用于正式工程和长期维护

方案一：直接修改CMakeLists.txt

用户可以打开用户库根目录下的 CMakeLists.txt，直接设置 MOD_EXTRA_SRC、MOD_FULL_SRC、MOD_EXTRA_INCLUDE_DIRS 等变量。

CMakeLists.txt 中通常会包含类似说明：

## --- 源文件 ---
## 自动生成的 wasome.cmake 会将自动扫描到的当前目录及子目录下的源文件填入私有列表，
## 可通过以下变量覆盖或补充。
#set(MOD_FULL_SRC  src/a.c src/b.cpp)               # 完全替换自动发现的源文件列表
#set(MOD_EXTRA_SRC vendor/x.c vendor/y.c)           # 在自动列表之后追加源文件

## --- 包含路径与预处理 ---
#set(MOD_EXTRA_INCLUDE_DIRS  third_party/include inc)
#set(MOD_COMPILE_DEFINITIONS DEBUG=1 USE_FOO)       # 不带 -D 前缀

这种方式简单直接，适合快速确认第三方库是否能参与编译。但如果后续执行 重新生成CMakeLists文件，手动写入的内容可能被覆盖或需要重新整理。

方案二：创建module.cmake

推荐在用户库根目录创建 module.cmake，将第三方源码、头文件路径、编译选项和链接配置写在该文件中。用户库构建时会自动包含 module.cmake。

推荐原因：

原因	说明
避免生成文件被覆盖	`CMakeLists.txt` 可能随接口或工程操作重新生成
配置更集中	第三方库相关 CMake 内容都放在一个文件中
便于迁移维护	拷贝用户库目录时，第三方源码和配置可以一起迁移
便于排查问题	构建失败时可以优先检查 `module.cmake` 中的路径、源码和选项

module.cmake 示例：

set(FFTW3_DIR ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/fftw-3.3.10)

enable_language(C)

file(GLOB fftw_api_SOURCE         ${FFTW3_DIR}/api/*.c)
file(GLOB fftw_dft_SOURCE         ${FFTW3_DIR}/dft/*.c)
file(GLOB fftw_kernel_SOURCE      ${FFTW3_DIR}/kernel/*.c)
file(GLOB fftw_rdft_SOURCE        ${FFTW3_DIR}/rdft/*.c)
file(GLOB fftw_reodft_SOURCE      ${FFTW3_DIR}/reodft/*.c)
file(GLOB fftw_simd_SOURCE        ${FFTW3_DIR}/simd-support/*.c)

set(SOURCEFILES
    ${fftw_api_SOURCE}
    ${fftw_dft_SOURCE}
    ${fftw_kernel_SOURCE}
    ${fftw_rdft_SOURCE}
    ${fftw_reodft_SOURCE}
    ${fftw_simd_SOURCE}
)

include_directories(
    ${FFTW3_DIR}
    ${FFTW3_DIR}/api
)

set(MOD_EXTRA_SRC
    ${SOURCEFILES}
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/implements/cpp/wa_func.cpp
)

MOD_EXTRA_SRC与MOD_FULL_SRC

配置第三方源码时，常用变量如下：

变量	说明	建议
`MOD_EXTRA_SRC`	在 IDE 自动扫描到的源文件之后追加源码	推荐优先使用
`MOD_FULL_SRC`	完全替换自动扫描结果，只使用指定源码	需要完全控制编译输入时使用
`MOD_EXTRA_INCLUDE_DIRS`	追加头文件搜索路径	适合简单头文件目录
`MOD_COMPILE_DEFINITIONS`	追加预处理宏定义	不需要写 `-D` 前缀
`MOD_LINK_LIBRARIES`	追加链接库	引入 `.a` 或系统库时使用

MOD_FULL_SRC 示例：

set(MOD_FULL_SRC
    ${SOURCEFILES}
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/implements/cpp/wa_func.cpp
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/.MODULE/cpp/wa_interface.cpp
)

注意

使用 MOD_FULL_SRC 时，需要把用户库接口桥接文件一并加入，例如 .MODULE/cpp/wa_interface.cpp。否则 PLC 侧可能无法调用用户库导出的函数或功能块。

排除不需要的第三方源码

第三方开源库经常包含测试程序、命令行工具、平台相关代码或可选特性。这些文件不一定适合 PLC 目标环境，需要从编译列表中排除。

list(REMOVE_ITEM SOURCEFILES
    ${FFTW3_DIR}/libbench2/useropt.c
    ${FFTW3_DIR}/tools/some_command_line_tool.c
)

常见需要关注的源码类型：

类型	处理建议
测试程序	通常不加入用户库编译
命令行工具	通常依赖 `main`、文件系统或终端输入，不加入编译
平台汇编/SIMD	目标工具链不支持时关闭或排除
线程/OpenMP	目标环境不支持时关闭相关选项
文件系统访问	PLC 运行环境不支持时需要适配或禁用

执行CMake构建和编译

在工程树中右键点击 C/C++ 用户库，可以看到构建相关操作。

右键菜单中与第三方库构建相关的操作如下：

菜单项	作用	使用时机
编译	执行 CMake 配置、编译、链接和安装，生成用户库构建产物	CMake 配置已经准备好，需要生成可被 PLC 工程使用的用户库时
清除编译	清理当前用户库的构建产物和中间文件	修改源码列表、编译选项或第三方库目录后，需要重新完整构建时
CMake构建	只执行 CMake 配置，不执行实际编译	修改 `CMakeLists.txt` 或 `module.cmake` 后，先检查路径、源文件和选项是否正确
打开CMakeLists文件	打开用户库根目录下的 `CMakeLists.txt`	查看 IDE 生成的 CMake 入口文件，或临时修改 `MOD_*` 配置
生成接口代码	根据用户库函数、功能块接口重新生成 C/C++ 框架代码	修改用户库 POU 接口后，需要同步生成 C/C++ 调用框架时
重新生成CMakeLists文件	重新生成用户库标准 `CMakeLists.txt`	`CMakeLists.txt` 被误改或需要恢复 IDE 默认结构时
日志	打开 CMake 构建日志和编译日志	CMake 构建或编译失败，需要查看详细错误原因时
在文件浏览器中显示	打开用户库所在的磁盘目录	检查第三方源码、`module.cmake` 和用户实现文件是否放置正确

提示

集成第三方开源库时，建议先执行 CMake构建。确认 CMake 配置通过后，再执行编译。这样可以先排查路径、源码列表和头文件配置问题，避免直接进入大量源码编译后才发现配置错误。

建议按以下顺序执行：

执行 CMake构建，检查路径、源文件列表、头文件目录和编译选项是否正确。
CMake 构建成功后，执行编译，生成用户库构建产物。

构建成功时，终端会显示类似信息：

正在运行 CMake 构建配置 — fftw
cmake 配置 ...  (日志: .generate/cpp_building/fftw/release/logs/cmake-configure.log)
-> cmake 配置 OK
用户库 'fftw' 已完成 CMake 构建配置

编译成功时，终端会显示类似信息：

正在编译用户库 — fftw
cmake 配置 ...
-> cmake 配置 OK
[编译与安装] ...
Linking CXX static library libfftw.a
用户库 'fftw' 编译成功

查看文件和日志

在右键菜单中选择 在文件浏览器中显示，可以确认第三方源码、module.cmake、用户实现文件是否都在用户库目录内。

在文件浏览器视图中，点击工具栏的项目视图按钮可以返回工程项目树。

构建失败时，可通过右键菜单中的日志查看 CMake 构建日志和编译日志。常见问题如下：

问题	常见原因	处理建议
找不到源码目录	第三方库目录名称或路径不一致	检查 `${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}` 拼接路径
找不到头文件	未配置 include 路径	补充 `include_directories` 或 `MOD_EXTRA_INCLUDE_DIRS`
源文件未参与编译	`file(GLOB ...)` 路径不匹配	检查源码实际目录和变量内容
`undefined reference`	源文件缺失或库未链接	补充源码，或加入 `MOD_LINK_LIBRARIES`
`multiple definition`	同一源文件被重复加入	检查自动扫描和 `MOD_EXTRA_SRC` 是否重复
出现 `main` 冲突	加入了测试程序或工具程序	排除测试目录、示例目录或命令行工具

在ST程序中调用验证

编译成功后，即可在 ST 程序中调用 C/C++ 用户库导出的函数或功能块。

PROGRAM DEMO_PLC_PRG1
    VAR
    END_VAR

    FFT_TEST();
END_PROGRAM

验证建议：

验证点	说明
ST 编译是否通过	确认用户库接口已正确生成
C/C++ 编译是否通过	确认第三方源码和用户实现均可构建
在线运行是否正常	确认第三方库运行时没有访问不支持的系统能力
断点调试是否进入用户函数	确认 ST 调用链已经进入 C/C++ 用户库

提示

构建大型开源库时，不建议一次性加入全部源码目录。更稳妥的方式是先加入核心源码和头文件，让一个最小调用编译通过，再逐步打开可选功能。

操作流程​

创建C/C++用户库​

放置第三方源码​

配置第三方源码参与编译​

方案一：直接修改CMakeLists.txt​

方案二：创建module.cmake​

MOD_EXTRA_SRC与MOD_FULL_SRC​

排除不需要的第三方源码​

执行CMake构建和编译​

查看文件和日志​

在ST程序中调用验证​