为何在CMake工具链中设置CMAKE_SKIP_RPATH等变量无效？

问题场景 #

工具链文件 toolchain.cmake #

set(CMAKE_SKIP_RPATH TRUE)

项目CMakeLists.txt #

cmake_minimum_required(VERSION 3.14)
project(test)

message("CMAKE_SKIP_RPATH: ${CMAKE_SKIP_RPATH}")

执行命令：

cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=toolchain.cmake .

实际输出：

CMAKE_SKIP_RPATH: NO

预期输出：

CMAKE_SKIP_RPATH: TRUE

额外测试发现：

• CMAKE_COLOR_MAKEFILE 等变量存在同样问题，必须用 set(<var> <value> CACHE <type> <docstring>) 才能生效；
• CMAKE_BUILD_TYPE 等变量仅通过 set(<var> <value>) 即可生效。

核心原因 #

差异源于CMake变量的作用域分类和内置变量初始化逻辑：

1. 变量类型与优先级
   CMake变量分为普通变量和缓存变量，缓存变量优先级高于普通变量。部分内置变量（如CMAKE_SKIP_RPATH）在CMake初始化流程中，会被自动注册为缓存变量，并赋予默认值。如果工具链中仅用set()设置普通变量，后续CMake初始化时会用缓存变量的默认值覆盖掉普通变量的设置。

而CMAKE_BUILD_TYPE这类变量，CMake不会在初始化阶段强制将其转为缓存变量或覆盖已设置的普通变量，因此直接用set()就能生效。

2. 工具链执行时机
   工具链文件在cmake_minimum_required之前执行，但CMake的内置变量初始化流程是在这之后进行的。对于那些会被自动注册为缓存变量的内置项，初始化时如果发现没有对应的缓存条目，就会用默认值创建缓存变量，进而覆盖之前工具链中设置的普通变量。只有直接用set(CACHE)设置缓存变量，才能阻止这个覆盖行为。

需要使用set(CACHE)的变量范围 #

主要是CMake官方文档中标注为Cache Variable的内置变量，典型包括：

• 开关类：CMAKE_SKIP_RPATH、CMAKE_COLOR_MAKEFILE、CMAKE_VERBOSE_MAKEFILE
• 工具链路径类：CMAKE_C_COMPILER、CMAKE_CXX_COMPILER

判断方式直接查变量的官方文档说明，标注为缓存变量的，在工具链中设置时就需要加CACHE参数。

与CMP0126的关联 #

确实和CMP0126政策相关：

• CMP0126在CMake 3.21及以上版本默认开启，它的作用是：工具链文件中用普通set()设置的内置缓存变量，会被自动提升为缓存变量，不再被后续的默认值覆盖。
• 你使用的CMake 3.16.5尚未默认开启该政策，因此必须手动用set(CACHE)才能确保设置生效。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者clpgr