Cardcaptor เมื่อ 17:01, 12 พฤษภาคม 2553

2010-05-12T17:01:38Z

Cardcaptor: หน้าที่ถูกสร้างด้วย 'แม้ปัจจุบันมีไลบรารีภาษา C/C++ ที่สามารถใช้ได้บนแพ…'

2010-05-12T17:00:39Z

หน้าที่ถูกสร้างด้วย 'แม้ปัจจุบันมีไลบรารีภาษา C/C++ ที่สามารถใช้ได้บนแพ…'

หน้าใหม่

แม้ปัจจุบันมีไลบรารีภาษา C/C++ ที่สามารถใช้ได้บนแพลตฟอร์มพลายแพลตฟอร์มอยู่มากมาย
แต่การใช้ไลบรารีเหล่านั้นพัฒนาโปรแกรมยังเป็นเรื่องที่ยุ่งยาก เนื่องจากแพลตฟอร์มต่างๆ
เก็บไลบรารีเหล่านี้ไว้ที่ไดเรคต่างๆ กัน
CMake มีสคริปต์สำหรับค้นหาแตำแหน่งของไลบรารีที่ได้รับความนิยมอยู่หลายๆ ไลบรารี
ทำให้การใช้ไลบรารีเหล่านี้เขียนโปรแกรมที่ใช้ได้หลายๆ แพลตฟอร์มเป็นเรื่องง่าย
(แต่ก็ยังมีรายละเอียดมากพอสมควร)
ในบทความนี้เราจะมาศึกษาวิธีการเรียกใช้สคริปต์เหล่านี้โดยใช้ไลบรารี
[http://en.wikipedia.org/wiki/OpenGL OpenGL] และ [http://en.wikipedia.org/wiki/GLUT GLUT]
เป็นตัวอย่าง

== ติดตั้ง GLUT บน Windows ==

=== สร้างไดเรคทอรีสำหรับเก็บไลบรารี ===

หากผู้อ่านใช้ Linux หรือ Mac OS X
ก็ไม่มีความจำเป็นจะต้องติดตั้งไลบรารีสองไลบรารีข้างต้นแต่อย่างใด
เนื่องจากมันติดมากับระบบปฏิบัติการแล้ว
อย่างไรก็ดีผู้อ่านที่ใช้ Windows จะต้องมีการติดตั้ง GLUT
ให้ CMake สามารถค้นหาเจอได้ วิธีการติดตั้งนี้ความจริงแล้วมีหลายวิธี
แต่ผู้เขียนจะนำเสนอวิธีการติดตั้งของตัวเองไว้ ณ ที่นี้

ผู้เขียนได้สร้างไดเรคทอรีหนึ่งในฮาร์ดดิสก์ไว้สำหรับเก็บไลบรารีภาษา C/C++
โดยเฉพาะ ในบทความนี้ขอสมมติให้เป็นไดเรคทอรี C:\usr\local
เพื่อให้คล้ายๆ กับไดเรคทอรีใน Unix
ในไดเรคทอรีนี้จะได้เรคทอรีย่อดังสองไดเรคทอรีที่สำคัญคือ

* C:\usr\local\include สำหรับเก็บ header file
* C:\usr\local\lib สำหรับเก็บไลบรารีที่อยู่ในรูปไฟล์ .lib
* C:\usr\local\bin สำหรับเก็บไลบรารีที่อยู่ในรูปไฟล์ .dll

หลังจากนั้นผู้เขียนจะกำหนด environmental variable ของ Windows
สองตัวดังต่อไปนี้ (คุณสามารถดูวิธีกำหนด environmental variable ได้ที่
[http://vlaurie.com/computers2/Articles/environment.htm เวบไซต์นี้])

* เพิ่ม C:\usr\local\bin เข้าในตัวแปร PATH ซึ่งมีอยู่แล้ว
* สร้างตัวแปร CMAKE_PREFIX_PATH ใหม่และให้มันมีค่าเท่ากับ C:\usr\local

CMake จะดูค่าของตัวแปร CMAKE_PREFIX_PATH เวลามันค้นหาไดเรคทอรีของไลบรารีต่างๆ
การกำหนด CMAKE_PREFIX_PATH ไม่มีความจำเป็นใน Linux หรือ Mac OS
เนื่องจากแพลตฟอร์มเหล่านั้นมี[http://en.wikipedia.org/wiki/Filesystem_Hierarchy_Standard มาตรฐานโครงสร้างไดเรคทอรี]กำหนดอยู่ตายตัว
ไม่เหมือนกับ Windows

=== ลง GLUT ===

คุณสามารถดาวน์โหลด GLUT สำหรับ Windows ได้ที่[http://www.xmission.com/~nate/glut.html เวบไซต์ของ Nate Robins]
เราแนะนำให้คุณดาวน์โหลด glut-3.7.6-bin.zip มาแล้วขยายมันออก แล้วให้คัดลอกไฟล์เหล่านี้ใส่ไดเรคทอรีดังต่อไปนี้

* glut32.dll ลงใน C:\usr\local\bin
* glut32.lib ลงใน C:\usr\local\lib
* glut.h ลงใน C:\usr\local\include\GL โดยที่คุณต้องสร้างไดเรคทอรี C:\usr\local\include\GL ขึ้นมาก่อน

# โปรแกรมวาดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส

เราจะเขียนโปรแกรม square สำหรับวาดรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสโดยใช้ OpenGL และ GLUT
อันดับแรกเราจะสร้างไดเรคทอรีของโปรเจคซึ่งมีไฟล์อยู่ดังต่อไปนี้

sample/
build/
src/
CMakeLists.txt
config.h.in
square/
CMakeLists.txt
square.cpp

ซึ่งเหมือนกับโครงสร้างไดเรคทอรีใน[[CMake/config.h|บทความเกี่ยวกับการตรวจสอบแพลตฟอร์ม]]ก่อนหน้านี้
ไฟล์ config.h.in นั้นมีเนื้อหาเหมือนเดิม ที่เปลี่ยนคือไฟล์ CMakeLists.txt ทั้งสองไฟล์
แต่เราจะพูดถึงมันทีหลัง

ไฟล์ square.cpp มีเนื้อหาดังนี้

<geshi lang="c">
#include "../config.h"

#ifdef __WIN_PLATFORM__
#include <windows.h>
#endif

#ifdef __MAC_PLATFORM__
#include <OpenGL/gl.h>
#include <OpenGL/glu.h>
#include <GLUT/glut.h>
#else
#include <GL/gl.h>
#include <GL/glu.h>
#include <GL/glut.h>
#endif

void display()
{
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);
glClearDepth(1.0f);
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
glColor3f(1.0f, 1.0f, 1.0f);
glBegin(GL_QUADS);
glVertex2f(-0.5f, -0.5f);
glVertex2f( 0.5f, -0.5f);
glVertex2f( 0.5f, 0.5f);
glVertex2f(-0.5f, 0.5f);
glEnd();
glutSwapBuffers();
}

int main(int argc, char **argv)
{
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_RGBA | GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH);
glutCreateWindow("CMake with OpenGL and GLUT");
glutInitWindowSize(512, 512);
glutDisplayFunc(display);
glutMainLoop();
return 0;
}
</geshi>

สังเกตว่าในโค้ดข้างบน ก่อนที่ถึงโค้ดที่ทำงานจริง
มีโค้ดส่วนหนึ่งที่ใช้ include ไฟล็ที่เหมาะสมซึ่งค่อนข้างยาว (13 บรรทัด)
แสดงให้เห็นถึงความยุ่งยากในการเขียนโปรแกรมภาษา C++ ให้ทำงานได้หลายแพลตฟอร์ม
ถึงแม้ว่าเราจะมีตัวช่วยอย่าง CMake อยู่ก็ตาม
(ดังนั้นจึงไม่แปลกดอกที่คนหันไปใช้ Java หรือ C# มากกว่า)

การใช้ OpenGL และ GLUT มีรายละเอียดพอสรุปได้ดังนี้

* แพลตฟอร์มต่างๆ เก็บ OpenGL อยู่คนละที่กัน
ดังนั้นเราจึงต้องมีการใช้ preprocessor macro ใน config.h
สำหรับตรวจสอบแพลตฟอร์ม และนี่เป็นเหตุผลที่เราต้อง include ../config.h

* ใน Windows ก่อนที่เราจะ include GL/gl.h เราจะต้องทำการ
include windows.h ก่อนเสมอ แต่ในแพลตฟอร์มอื่นเราไม่ต้องทำเช่นนั้น

* หากผู้อ่านติดตั้ง GLUT ตามที่ผู้เขียนบอกไว้แล้ว
วิธีการ include ไฟล์ของ OpenGL และ GLUT ใน Windows และใน Linux
จะมีลักษณะเหมือนกัน กล่าวคือทั้งสามไฟล์อยู่ในไดเรคทอรี GL
ซึ่งอยู่ในไดเรคทอรีที่ CMake ไปหา OpenGL และ GLUT เจออีกที

* ในทางกลับกัน Mac OS เก็บ OpenGL และ GLUT แยกกัน
แถมยังเก็บไม่เหมือนของระบบอื่นๆ เลย ทำให้ชื่อไฟล์ header ของ OpenGL
ต้องมี OpenGL/ นำหน้า ส่วน header ของ GLUT ต้องมี GLUT/ นำหน้า

== คำสั่ง FIND_PACKAGE ==

CMake เรียกไลบรารีภายนอกว่า "package" และมีคำสั่ง FIND_PACKAGE
ไว้สำหรับค้นหาที่อยู่และข้อมูลจำเป็นอื่นๆ ของ package ที่ผู้ใช้กำหนด
คำสั่ง FIND_PACKAGE มีรูปแบบการใช้ดังต่อไปนี้

FIND_PACKAGE(<ชื่อ package>)

และถ้าหากการคอมไพล์โปรเจคต้องใช้ package ที่เราต้องการหา เราอาจสั่ง

FIND_PACKAGE(<ชื่อ package>) REQUIRED)

เพื่อบอกให้ CMake พิมพ์ข้อความแสดงความผิดพลาดหากหา package ไม่เจอ

ในกรณีของโปรเจคในบทความนี้ เราจะใช้ package สองตัวคือ OpenGL และ
GLUT (คุณสามารถดู package อื่นๆ ที่ CMake ค้นหาเป็นได้จาก
[http://www.cmake.org/cmake/help/cmake-2-8-docs.html#section_Standard%20CMake%20Modules documentation ของ CMake])
ฉะนั้นเราจะต้องมีการเพิ่มสคริปต์สองบรรทัดข้างล่างนี้

FIND_PACKAGE(OpenGL REQUIRED)
FIND_PACKAGE(GLUT REQUIRED)

ลงในไฟล์ src/CMakeLists.txt ดังต่อไปนี้

CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.6)
PROJECT(sample)

IF(WIN32)
SET(__WIN_PLATFORM__ "ON")
ELSE(WIN32)
SET(__WIN_PLATFORM__ "OFF")
ENDIF(WIN32)

IF(UNIX)
IF(APPLE)
SET(__MAC_PLATFORM__ "ON")
SET(__UNIX_PLATFORM__ "OFF")
ELSE(APPLE)
SET(__MAC_PLATFORM__ "OFF")
SET(__UNIX_PLATFORM__ "ON")
ENDIF(APPLE)
ELSE(UNIX)
SET(__MAC_PLATFORM__ "OFF")
SET(__UNIX_PLATFORM__ "OFF")
ENDIF(UNIX)

FIND_PACKAGE(OpenGL REQUIRED)
FIND_PACKAGE(GLUT REQUIRED)

ADD_SUBDIRECTORY(square)

CONFIGURE_FILE( config.h.in ${CMAKE_SOURCE_DIR}/config.h )

สังเกตเราใส่คำสั่ง FIND_PACKAGE ไว้ก่อนการประกาศ target ต่างๆ ทุก target
เนื่องจาก target ที่เราประกาศอาจต้องการใช้ package ที่เราหาในภายหลัง

# ให้ target เรียกใช้ package

ก่อนที่เราจะคอมไพล์ target หนึ่งที่เรียกใช้ package หนึ่งได้นั้น
เราจะต้องให้ข้อมูลสองประการต่อไปนี้กับคอมไพเลอร์

1. ไดเรคทอรีที่ให้คอมไพเลอร์ไปหาไฟล์ header ของ package

2. ไฟล์ไลบรารีที่คอมไพเลอร์จะต้องลิงก์เข้ากับผลลัพธ์ที่ได้จากการคอมไพล์ไฟล์ของ target

หลังจากใช้ FIND_PACKAGE หาที่อยู่ของ package แล้ว
โดยมากข้อมูลไดเรคทอรีที่อยู่ของไฟล์ header นั้นจะอยู่ในตัวแปรชื่อ
<ชือ่ package ตัวพิมพ์ใหญ่>_INCLUDE_DIR และข้อมูลไลบรารีที่จะต้องลิงก์จะอยู่ตัวแปรชื่อ
<ชื่อ package ตัวพิมพ์ใหญ่>_LIBRARIES ฉะนั้นชื่อตัวแปรที่เก็บข้อมูลเหล่านี้ของ
OpenGL และ GLUT ได้แก่ OPENGL_INCLUDE_DIR, OPENGL_LIBRARIES,
GLUT_INCLUDE_DIR, และ GLUT_LIBRARIES

เราควรจะบอกข้อมูลข้างต้น**เป็นราย target ไป** เนื่องจาก target แต่ละตัวอาจใช้
package ไม่เหมือนกัน ดังนั้นคำสั่งที่ใช้กำหนดข้อมูลเหล่านี้จึงควรอยู่ใน
CMakeLists.txt ของ target แต่ละตัว ในกรณีของโปรแกรม square ไฟล์ CMakeLists.txt
ของมันมีเนื้อหาดังต่อไปนี้

INCLUDE_DIRECTORIES(${OPENGL_INCLUDE_DIR} ${GLUT_INCLUDE_DIR})

ADD_EXECUTABLE(square square.cpp)

TARGET_LINK_LIBRARIES(square ${OPENGL_LIBRARIES} ${GLUT_LIBRARIES})

=== คำสั่ง INCLUDE_DIRECTORIES ===

มีรูปแบบ

INCLUDE_DIRECTORIES(<ไดเรคทอรี 1> <ไดเรคทอรี 2> ...)

โดยที่เราสามารถใส่ไดเรคทอรีกี่ไดเรคทอรีก็ได้ในวงเล็บ
หลังจากสั่งคำสั่งนี้แล้ว คอมไพเลอร์จะคอมไพล์ target ทุก target
โดยใช้ไดเรคทอรีที่กำหนดในการค้นหาไฟล์ header
(_หมายเหตุ:_ จริงๆ แล้วไม่ใช่ target ทุก target เสียทีเดียว
แต่เป็นทุก target ในไฟล์ CMakeLists.txt เดียวกัน
หรือไฟล์ CMakeLists.txt อื่นๆ ที่ปรากฏอยู่ในไดเรคทอรีย่อยที่ถูกเพิ่มผ่าน
ADD_SUBDIRECTORY กล่าวคือ คำสั่ง INCLUDE_DIRECTORIES ที่ปรากฏใน
src/square/CMakeLists.txt จะไม่มีผลต่อ target ที่ประกาศใน
src/cube/CMakeLists.txt หรือ src/cube/star/CMakeLists.txt เลย)

=== คำสั่ง TARGET_LINK_LIBRARIES ===

มีรูปแบบ

TARGET_LINK_LIBRARIES(<ชื่อ target> <ไลบรารี 1> <ไลบรารี 2> ...)

โดยที่เราสามารถใส่ไลบรารีลงไปกี่ไลบรารีก็ได้หลังชื่อ target
คำสั่ง TARGET_LINK_LIBRARIES นี้เนื่องจากมันต้องใช้ชื่อ target
มันจึงถูกเรียกอยู่หลังคำสั่ง ADD_EXECUTABLE หรือ ADD_LIBRARY
(ที่เรายังไม่ได้พูดถึง) ซึ่งเป็นตัวสร้าง target เสมอ
เมื่อสั่ง TARGET_LINK_LIBRARIES แล้ว target
ที่กำหนดจะถูกลิงก์เข้ากับไลบรารีที่เรากำหนดให้

== สรุป ==

หากต้องการใช้ไลบรารี (package) ภายนอกให้

1. สั่ง FIND_PACKAGE(<package>) ใน CMakeLists.txt ของโปรเจค

2. สั่ง INCLUDE_DIRECTORIES(<PACKAGE>_INCLUDE_DIR)
ใน CMakeLists.txt ของ target ที่จะต้องใช้ package ก่อนการประกาศ target นั้นด้วย
ADD_EXECUTABLE หรือ ADD_LIBRARY

3. สั่ง TARGET_LINK_LIBRARIES(<target> <PACKAGE>_LIBRARIES)
ใน CMakeLists.txt ของ target หลังประกาศ target แล้ว

@@ แถว 164: / แถว 164: @@
      CMAKE_MINIMUM_REQUIRED(VERSION 2.6)
      PROJECT(sample)
-−
      IF(WIN32)
          SET(__WIN_PLATFORM__ "ON")
@@ แถว 170: / แถว 170: @@
          SET(__WIN_PLATFORM__ "OFF")
      ENDIF(WIN32)
-−
      IF(UNIX)
          IF(APPLE)
@@ แถว 183: / แถว 183: @@
          SET(__UNIX_PLATFORM__ "OFF")
      ENDIF(UNIX)
-−
      FIND_PACKAGE(OpenGL REQUIRED)
      FIND_PACKAGE(GLUT REQUIRED)
-−
      ADD_SUBDIRECTORY(square)
-−
      CONFIGURE_FILE( config.h.in ${CMAKE_SOURCE_DIR}/config.h )
@@ แถว 216: / แถว 216: @@
      INCLUDE_DIRECTORIES(${OPENGL_INCLUDE_DIR} ${GLUT_INCLUDE_DIR})
-−
      ADD_EXECUTABLE(square square.cpp)
-−
      TARGET_LINK_LIBRARIES(square ${OPENGL_LIBRARIES} ${GLUT_LIBRARIES})
@@ แถว 226: / แถว 226: @@
      INCLUDE_DIRECTORIES(<ไดเรคทอรี 1> <ไดเรคทอรี 2> ...)
-−
 โดยที่เราสามารถใส่ไดเรคทอรีกี่ไดเรคทอรีก็ได้ในวงเล็บ
 หลังจากสั่งคำสั่งนี้แล้ว คอมไพเลอร์จะคอมไพล์ target ทุก target

CMake/external libraries - ประวัติรุ่นแก้ไข

Cardcaptor เมื่อ 17:01, 12 พฤษภาคม 2553

Cardcaptor: หน้าที่ถูกสร้างด้วย 'แม้ปัจจุบันมีไลบรารีภาษา C/C++ ที่สามารถใช้ได้บนแพ…'