• makefile 学习笔记


    一、Makefile的规则

    target ... : prerequisites ...
        command
        ...
        ...
    comman如果和target不是同一行,需要在第二行键入 再键入command.

    target也就是一个目标文件,可以是Object File,也可以是执行文件。还可以是一个标签(Label)

    这是一个文件的依赖关系,也就是说,target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件,其生成规则定义在command中。

    prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话,command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。


    二、make自动推导功能

      GNU的make很强大,它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令,于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令,因为,我们的make会自动识别,并自己推导命令。

      只要make看到一个[.o]文件,它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中,如果make找到一 个whatever.o,那么whatever.c,就会是whatever.o的依赖文件。并且 cc -c whatever.c 也会被推导出来。

    三、常用自动变量

    $@
        表示规则中的目标文件集。在模式规则中,如果有多个目标,那么,"$@"就是匹配于目标中模式定义的集合。

    $%
        仅当目标是函数库文件中,表示规则中的目标成员名。例如,如果一个目标是"foo.a(bar.o)",那么,"$%"就是"bar.o","$@"就是"foo.a"。如果目标不是函数库文件(Unix下是[.a],Windows下是[.lib]),那么,其值为空。

    $<
        依赖目标中的第一个目标名字。如果依赖目标是以模式(即"%")定义的,那么"$<"将是符合模式的一系列的文件集。注意,其是一个一个取出来的。

    $?
        所有比目标新的依赖目标的集合。以空格分隔。

    $^
        所有的依赖目标的集合。以空格分隔。如果在依赖目标中有多个重复的,那个这个变量会去除重复的依赖目标,只保留一份。

    $+
        这个变量很像"$^",也是所有依赖目标的集合。只是它不去除重复的依赖目标。


    $* 
       这个变量表示目标模式中"%"及其之前的部分。如果目标是"dir/a.foo.b",并且目标的模式是"a.%.b",那么,"$*"的值就是"dir/a.foo"。这个变量对于构造有关联的文件名是比较有较。如果目标中没有模式的定义,那么"$*"也就不能被推导出,但是,如果目标文件的后缀是make所识别的,那么"$*"就是除了后缀的那一部分。例如:如果目标是"foo.c",因为".c"是make所能识别的后缀名,所以,"$*"的值就是"foo"。这个特性是GNU make的,很有可能不兼容于其它版本的make,所以,你应该尽量避免使用"$*",除非是在隐含规则或是静态模式中。如果目标中的后缀是make所不能识别的,那么"$*"就是空值。

    在上述所列出来的自动量变量中。四个变量($@、$<、$%、$*)在扩展时只会有一个文件,而另三个的值是一个文件列表。这七个自动化变量还可以取得文件的目录名或是在当前目录下的符合模式的文件名,只需要搭配上"D"或"F"字样。这是GNU make中老版本的特性,在新版本中,我们使用函数"dir"或"notdir"就可以做到了。"D"的含义就是Directory,就是目录,"F"的含义就是File,就是文件。

    四、自动处理头文件依赖关系

        可以使用gcc-MM选项自动生成目标文件和源文件的依赖关系:

    [sea@localhost nation_modify]$ gcc -MM *.cpp
    function.o: function.cpp function.h
    tinystr.o: tinystr.cpp tinystr.h
    tinyxml.o: tinyxml.cpp tinyxml.h tinystr.h
    tinyxmlerror.o: tinyxmlerror.cpp tinyxml.h tinystr.h
    tinyxmlparser.o: tinyxmlparser.cpp tinyxml.h tinystr.h
    weatherinversion_nation.o: weatherinversion_nation.cpp function.h
     tinyxml.h tinystr.h

    注意:使用gcc -M  会把stdio.h以及它所包含的系统头文件也找出来。

    所以一个简单的处理头文件依赖关系的办法是把这些编译器生成的依赖关系写入一个文件里, 然后在makefile中用include指令包含这个文件

    接下来的问题是怎么把这些规则包含到Makefile中,GNU make的官方手册建议这样写:

    all: main


    main: main.o stack.o maze.o
    gcc $^ -o $@


    clean:
    -rm main *.o


    .PHONY: clean


    sources = main.c stack.c maze.c


    include $(sources:.c=.d)


    %.d: %.c
    set -e; rm -f $@;
    $(CC) -MM $(CPPFLAGS) $< > $@.$$$$;
    sed 's,($*).o[ :]*,1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@;
    rm -f $@.$$$$
    sources变量包含我们要编译的所有.c文件,$(sources:.c=.d)是一个变量替换语法,把sources变量中每一项的.c替换成.d,所以include这一句相当于:
    include main.d stack.d maze.d
    类似于C语言的#include指示,这里的include表示包含三个文件main.d、stack.d和maze.d,这三个文件也应该符合Makefile的语法。如果现在你的工作目录是干净的,只有.c文件、.h文件和Makefile,运行make的结果是:
    $ make
    Makefile:13: main.d: No such file or directory
    Makefile:13: stack.d: No such file or directory
    Makefile:13: maze.d: No such file or directory
    set -e; rm -f maze.d;
    cc -MM maze.c > maze.d.$$;
    sed 's,(maze).o[ :]*,1.o maze.d : ,g' < maze.d.$$ > maze.d;
    rm -f maze.d.$$
    set -e; rm -f stack.d;
    cc -MM stack.c > stack.d.$$;
    sed 's,(stack).o[ :]*,1.o stack.d : ,g' < stack.d.$$ > stack.d;
    rm -f stack.d.$$
    set -e; rm -f main.d;
    cc -MM main.c > main.d.$$;
    sed 's,(main).o[ :]*,1.o main.d : ,g' < main.d.$$ > main.d;
    rm -f main.d.$$
    cc -c -o main.o main.c
    cc -c -o stack.o stack.c
    cc -c -o maze.o maze.c
    gcc main.o stack.o maze.o -o main
    一开始找不到.d文件,所以make会报警告。但是make会把include的文件名也当作目标来尝试更新,而这些目标适用模式规则%.d: %c,所以执行它的命令列表,比如生成maze.d的命令:
    set -e; rm -f maze.d;
    cc -MM maze.c > maze.d.$$;
    sed 's,(maze).o[ :]*,1.o maze.d : ,g' < maze.d.$$ > maze.d;
    rm -f maze.d.$$
    注意,虽然在Makefile中这个命令写了四行,但其实是一条命令,make只创建一个Shell进程执行这条命令,这条命令分为5个子命令,用;号隔开,并且为了美观,用续行符拆成四行来写。执行步骤为:
    set -e命令设置当前Shell进程为这样的状态:如果它执行的任何一条命令的退出状态非零则立刻终止,不再执行后续命令。
    把原来的maze.d删掉。
    重新生成maze.c的依赖关系,保存成文件maze.d.1234(假设当前Shell进程的id是1234)。注意,在Makefile中$有特殊含义,如果要表示它的字面意思则需要写两个$,所以Makefile中的四个$传给Shell变成两个$,两个$在Shell中表示当前进程的id,一般用它给临时文件起名,以保证文件名唯一。
    这个sed命令比较复杂,就不细讲了,主要作用是查找替换。maze.d.1234的内容应该是maze.o: maze.c maze.h main.h,经过sed处理之后存为maze.d,其内容是maze.o maze.d: maze.c maze.h main.h。
    最后把临时文件maze.d.1234删掉。
    不管是Makefile本身还是被它包含的文件,只要有一个文件在make过程中被更新了,make就会重新读取整个Makefile以及被它包含的所有文件,现在main.d、stack.d和maze.d都生成了,就可以正常包含进来了(假如这时还没有生成,make就要报错而不是报警告了),相当于在Makefile中添了三条规则:
    main.o main.d: main.c main.h stack.h maze.h
    maze.o maze.d: maze.c maze.h main.h
    stack.o stack.d: stack.c stack.h main.h
    如果我在main.c中加了一行#include "foo.h",那么:
    1、main.c的修改日期变了,根据规则main.o main.d: main.c main.h stack.h maze.h要重新生成main.o和main.d。生成main.o的规则有两条:
    main.o: main.c main.h stack.h maze.h
    %.o: %.c
    # commands to execute (built-in):
    $(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<
    第一条是把规则main.o main.d: main.c main.h stack.h maze.h拆开写得到的,第二条是隐含规则,因此执行cc命令重新编译main.o。生成main.d的规则也有两条:
    main.d: main.c main.h stack.h maze.h
    %.d: %.c
    set -e; rm -f $@;
    $(CC) -MM $(CPPFLAGS) $< > $@.$$$$;
    sed 's,($*).o[ :]*,1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@;
    rm -f $@.$$$$
    因此main.d的内容被更新为main.o main.d: main.c main.h stack.h maze.h foo.h。
    2、由于main.d被Makefile包含,main.d被更新又导致make重新读取整个Makefile,把新的main.d包含进来,于是新的依赖关系生效了。

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