make and makefile

文章目錄

• 1.9.1  GNU make
• 1.9.2  makefile 基本結構
• 1.9.3  makefile 變數
• 1.9.4  GNU make 的主要預定義變數
• 1.9.5  隱含規則
• 1.9.7  運行 make

 

  GNU make 和 makefile

• GNU make

• makefile 基本結構

• makefile 變數

• GNU make 的主要預定義變數

• 隱含規則

• makefile 範例

• 運行 make

1.9.1  GNU make

在大型的開發項目中，通常有幾十到上百個的源檔案，如果每次均手工鍵入 gcc 命令進行編譯的話，則會
非常不方便。因此，人們通常利用 make 工具來自動完成編譯工作。這些工作包括：如果僅修改了某幾個
源檔案，則只重新編譯這幾個源檔案；如果某個標頭檔被修改了，則重新編譯所有包含該標頭檔的源檔案。
利用這種自動編譯可大大簡化開發工作，避免不必要的重新編譯。
實際上，make 工具通過一個稱為 makefile 的檔案來完成並自動維護編譯工作。makefile 需要按照某種
文法進行編寫，其中說明了如何編譯各個源檔案並串連產生可執行檔，並定義了源檔案之間的依賴關係。
當修改了其中某個源檔案時，如果其他源檔案依賴於該檔案，則也要重新編譯所有依賴該檔案的源檔案。
makefile 檔案是許多編譯器，包括 Windows NT 下的編譯器維護編譯資訊的常用方法，只是在整合開發環
境中，使用者通過友好的介面修改 makefile 檔案而已。
預設情況下，GNU make 工具在當前工作目錄中按如下順序搜尋 makefile：
* GNUmakefile
* makefile
* Makefile
在 UNIX 系統中，習慣使用 Makefile 作為 makfile 檔案。如果要使用其他檔案作為 makefile，則可利用類
似下面的 make 命令選項指定 makefile 檔案：
$ make -f Makefile.debug

1.9.2  makefile 基本結構

makefile 中一般包含如下內容：
* 需要由 make 工具建立的項目，通常是目標檔案和可執行檔。通常使用“目標（target）”一詞來表示
要建立的項目。
* 要建立的項目依賴於哪些檔案。
* 建立每個項目時需要啟動並執行命令。
例如，假設你現在有一個 C++ 源檔案 test.C，該源檔案包含有自訂的標頭檔 test.h，則目標檔案 test.o
 明確依賴於兩個源檔案：test.C 和 test.h。另外，你可能只希望利用 g++ 命令來產生 test.o 目標檔案。
這時，就可以利用如下的 makefile 來定義 test.o 的建立規則：

# This makefile just is a example.
# The following lines indicate how test.o depends
# test.C and test.h, and how to create test.o

test.o: test.C test.h
    g++ -c -g test.C

從上面的例子注意到，第一個字元為 # 的行為注釋行。第一個非注釋行指定 test.o 為目標，並且依賴於 
test.C 和 test.h 檔案。隨後的行指定了如何從目標所依賴的檔案建立目標。
當 test.C 或 test.h 檔案在編譯之後又被修改，則 make 工具可自動重新編譯 test.o，如果在前後兩次
編譯之間，test.C 和 test.h 均沒有被修改，而且 test.o 還存在的話，就沒有必要重新編譯。這種依賴
關係在多源檔案的程式編譯中尤其重要。通過這種依賴關係的定義，make 工具可避免許多不必要的編譯工
作。當然，利用 Shell 指令碼也可以達到自動編譯的效果，但是，Shell 指令碼將全部編譯任何源檔案，包括
哪些不必要重新編譯的源檔案，而 make 工具則可根據目標上一次編譯的時間和目標所依賴的源檔案的更新
時間而自動判斷應當編譯哪個源檔案。
一個 makefile 檔案中可定義多個目標，利用 make target 命令可指定要編譯的目標，如果不指定目標，
則使用第一個目標。通常，makefile 中定義有 clean 目標，可用來清除編譯過程中的中間檔案，例如：
clean:
    rm -f *.o
運行 make clean 時，將執行 rm -f *.o 命令，最終刪除所有編譯過程中產生的所有中間檔案。

1.9.3  makefile 變數

GNU 的 make 工具除提供有建立目標的準系統之外，還有許多便於表達依賴性關係以及建立目標的命令的特
色。其中之一就是變數或宏的定義能力。如果你要以相同的編譯選項同時編譯十幾個 C 源檔案，而為每個目
標的編譯指定冗長的編譯選項的話，將是非常乏味的。但利用簡單的變數定義，可避免這種乏味的工作：

# Define macros for name of compiler
CC = gcc

# Define a macr o for the CC flags
CCFLAGS = -D_DEBUG -g -m486

# A rule for building a object file
test.o: test.c test.h
    $(CC) -c $(CCFLAGS) test.c

在上面的例子中，CC 和 CCFLAGS 就是 make 的變數。GNU make 通常稱之為變數，而其他 UNIX 的 make 
工具稱之為宏，實際是同一個東西。在 makefile 中引用變數的值時，只需變數名之前添加 $ 符號，如
上面的 $(CC) 和 $(CCFLAGS)。

1.9.4  GNU make 的主要預定義變數

GNU make 有許多預定義的變數，這些變數具有特殊的含義，可在規則中使用。表 1-5 給出了一些主要的
預定義變數，除這些變數外，GNU make 還將所有的環境變數作為自己的預定義變數。

                        表 1-5  GNU make 的主要預定義變數
預定義變數                      含義
$*              不包含副檔名的目標檔案名稱。
$+              所有的依賴檔案，以空格分開，並以出現的先後為序，可能包含重複的依賴檔案。
$<              第一個依賴檔案的名稱。
$?              所有的依賴檔案，以空格分開，這些依賴檔案的修改日期比目標的建立日期晚。
$@              目標的完整名稱。
$^              所有的依賴檔案，以空格分開，不包含重複的依賴檔案。
$%              如果目標是歸檔成員，則該變數表示目標的歸檔成員名稱。例如，如果目標名稱
                為 mytarget.so(image.o)，則 $@ 為 mytarget.so，而 $% 為 image.o。
AR              歸檔維護程式的名稱，預設值為 ar。
ARFLAGS         歸檔維護程式的選項。
AS              組譯工具的名稱，預設值為 as。
ASFLAGS         組譯工具的選項。
CC              C 編譯器的名稱，預設值為 cc。
CCFLAGS         C 編譯器的選項。
CPP             C 先行編譯器的名稱，預設值為 $(CC) -E。
CPPFLAGS        C 先行編譯的選項。
CXX             C++ 編譯器的名稱，預設值為 g++。
CXXFLAGS        C++ 編譯器的選項。
FC              FORTRAN 編譯器的名稱，預設值為 f77。
FFLAGS          FORTRAN 編譯器的選項。

1.9.5  隱含規則

GNU make 包含有一些內建的或隱含的規則，這些規則定義了如何從不同的依賴檔案建立特定類型的目標。
GNU make 支援兩種類型的隱含規則：
* 尾碼規則（Suffix Rule）。尾碼規則是定義隱含規則的老風格方法。尾碼規則定義了將一個具有某個
尾碼的檔案（例如，.c 檔案）轉換為具有另外一種尾碼的檔案（例如，.o 檔案）的方法。每個尾碼規
則以兩個成對出現的尾碼名定義，例如，將 .c 檔案轉換為 .o 檔案的尾碼規則可定義為：

.c.o:
$(CC) $(CCFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<

* 模式規則（pattern rules）。這種規則更加通用，因為可以利用模式規則定義更加複雜的依賴性規則。
模式規則看起來非常類似於正則規則，但在目標名稱的前面多了一個 % 號，同時可用來定義目標和依賴
檔案之間的關係，例如下面的模式規則定義了如何將任意一個 X.c 檔案轉換為 X.o 檔案：

%.c:%.o
$(CC) $(CCFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<

1.9.7  運行 make

我們知道，直接在 make 命令的後面鍵入目標名可建立指定的目標，如果直接運行 make，則建立第一個
目標。我們還知道可以用 make -f mymakefile 這樣的命令指定 make 使用特定的 makefile，而不是
預設的 GNUmakefile、makefile 或 Makefile。但 GNU make 命令還有一些其他選項，表 1-6 給出了
這些選項。

                        表 1-6  GNU make 命令的常用命令列選項

命令列選項              含義
-C DIR              在讀取 makefile 之前改變到指定的目錄 DIR。
-f FILE             以指定的 FILE 檔案作為 makefile。
-h                  顯示所有的 make 選項。
-i                  忽略所有的命令執行錯誤。
-I DIR              當包含其他 makefile 檔案時，可利用該選項指定搜尋目錄。
-n                  只列印要執行的命令，但不執行這些命令。
-p                  顯示 make 變數資料庫和隱含規則。
-s                  在執行命令時不顯示命令。
-w                  在處理 makefile 之前和之後，顯示工作目錄。
-W FILE             假定檔案 FILE 已經被修改。