跟我一起寫 Makefile（十二）

 隱含規則
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在我們使用Makefile時，有一些我們會經常使用，而且使用頻率非常高的東西，比如，我們編譯C/C++的來源程式為中間目標檔案（Unix下是[.o]檔案，Windows下是[.obj]檔案）。本章講述的就是一些在Makefile中的“隱含的”，早先約定了的，不需要我們再寫出來的規則。

“隱含規則”也就是一種慣例，make會按照這種“慣例”心照不喧地來運行，那怕我們的Makefile中沒有書寫這樣的規則。例如，把[.c]檔案編譯成[.o]檔案這一規則，你根本就不用寫出來，make會自動推匯出這種規則，並產生我們需要的[.o]檔案。

“隱含規則”會使用一些我們系統變數，我們可以改變這些系統變數的值來定製隱含規則的運行時的參數。如系統變數“CFLAGS”可以控制編譯時間的編譯器參數。

我們還可以通過“模式規則”的方式寫下自己的隱含規則。用“尾碼規則”來定義隱含規則會有許多的限制。使用“模式規則”會更回得智能和清楚，但“尾碼規則”可以用來保證我們Makefile的相容性。
我們瞭解了“隱含規則”，可以讓其為我們更好的服務，也會讓我們知道一些“約定俗成”了的東西，而不至於使得我們在運行Makefile時出現一些我們覺得莫名其妙的東西。當然，任何事物都是矛盾的，水能載舟，亦可覆舟，所以，有時候“隱含規則”也會給我們造成不小的麻煩。只有瞭解了它，我們才能更好地使用它。

一、使用隱含規則

如果要使用隱含規則產生你需要的目標，你所需要做的就是不要寫出這個目標的規則。那麼，make會試圖去自動推導產生這個目標的規則和命令，如果make可以自動推導產生這個目標的規則和命令，那麼這個行為就是隱含規則的自動推導。當然，隱含規則是make事先約定好的一些東西。例如，我們有下面的一個Makefile：

    foo : foo.o bar.o
            cc –o foo foo.o bar.o $(CFLAGS) $(LDFLAGS)

我們可以注意到，這個Makefile中並沒有寫下如何產生foo.o和bar.o這兩目標的規則和命令。因為make的“隱含規則”功能會自動為我們自動去推導這兩個目標的依賴目標和產生命令。

make會在自己的“隱含規則”庫中尋找可以用的規則，如果找到，那麼就會使用。如果找不到，那麼就會報錯。在上面的那個例子中，make調用的隱含規則是，把[.o]的目標的依賴檔案置成[.c]，並使用C的編譯命令“cc –c $(CFLAGS) [.c]”來產生[.o]的目標。也就是說，我們完全沒有必要寫下下面的兩條規則：

    foo.o : foo.c
            cc –c foo.c $(CFLAGS)
    bar.o : bar.c
        cc –c bar.c $(CFLAGS)

因為，這已經是“約定”好了的事了，make和我們約定好了用C編譯器“cc”產生[.o]檔案的規則，這就是隱含規則。

當然，如果我們為[.o]檔案書寫了自己的規則，那麼make就不會自動推導並調用隱含規則，它會按照我們寫好的規則忠實地執行。

還有，在make的“隱含規則庫”中，每一條隱含規則都在庫中有其順序，越靠前的則是越被經常使用的，所以，這會導致我們有些時候即使我們顯示地指定了目標依賴，make也不會管。如下面這條規則（沒有命令）：

    foo.o : foo.p

依賴檔案“foo.p”（Pascal程式的源檔案）有可能變得沒有意義。如果目錄下存在了“foo.c”檔案，那麼我們的隱含規則一樣會生效，並會通過“foo.c”調用C的編譯器產生foo.o檔案。因為，在隱含規則中，Pascal的規則出現在C的規則之後，所以，make找到可以產生foo.o的C的規則就不再尋找下一條規則了。如果你確實不希望任何隱含規則推導，那麼，你就不要唯寫出“依賴規則”，而不寫命令。

二、隱含規則一覽

這裡我們將講述所有預先設定（也就是make內建）的隱含規則，如果我們不明確地寫下規則，那麼，make就會在這些規則中尋找所需要規則和命令。當然，我們也可以使用make的參數“-r”或“--no-builtin-rules”選項來取消所有的預設定的隱含規則。

當然，即使是我們指定了“-r”參數，某些隱含規則還是會生效，因為有許多的隱含規則都是使用了“尾碼規則”來定義的，所以，只要隱含規則中有“尾碼列表”（也就一系統定義在目標.SUFFIXES的依賴目標），那麼隱含規則就會生效。預設的尾碼列表是：.out, .a, .ln, .o, .c, .cc, .C, .p, .f, .F, .r, .y, .l, .s, .S, .mod, .sym, .def, .h, .info, .dvi, .tex, .texinfo, .texi, .txinfo, .w, .ch .web, .sh, .elc, .el。具體的細節，我們會在後面講述。

還是先來看一看常用的隱含規則吧。

1、編譯C程式的隱含規則。
“<n>.o”的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.c”，並且其產生命令是“$(CC) –c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)”

2、編譯C++程式的隱含規則。
“<n>.o”的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.cc”或是“<n>.C”，並且其產生命令是“$(CXX) –c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)”。（建議使用“.cc”作為C++源檔案的尾碼，而不是“.C”）

3、編譯Pascal程式的隱含規則。
“<n>.o”的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.p”，並且其產生命令是“$(PC) –c  $(PFLAGS)”。

4、編譯Fortran/Ratfor程式的隱含規則。
“<n>.o”的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.r”或“<n>.F”或“<n>.f”，並且其產生命令是:
    “.f”  “$(FC) –c  $(FFLAGS)”
    “.F”  “$(FC) –c  $(FFLAGS) $(CPPFLAGS)”
    “.f”  “$(FC) –c  $(FFLAGS) $(RFLAGS)”

5、預先處理Fortran/Ratfor程式的隱含規則。
“<n>.f”的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.r”或“<n>.F”。這個規則只是轉換Ratfor或有預先處理的Fortran程式到一個標準的Fortran程式。其使用的命令是：
    “.F”  “$(FC) –F $(CPPFLAGS) $(FFLAGS)”
    “.r”  “$(FC) –F $(FFLAGS) $(RFLAGS)”

6、編譯Modula-2程式的隱含規則。
“<n>.sym”的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.def”，並且其產生命令是：“$(M2C) $(M2FLAGS) $(DEFFLAGS)”。“<n.o>” 的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.mod”，並且其產生命令是：“$(M2C) $(M2FLAGS) $(MODFLAGS)”。

7、彙編和彙編預先處理的隱含規則。
“<n>.o” 的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.s”，預設使用編譯品“as”，並且其產生命令是：“$(AS) $(ASFLAGS)”。“<n>.s” 的目標的依賴目標會自動推導為“<n>.S”，預設使用C先行編譯器“cpp”，並且其產生命令是：“$(AS) $(ASFLAGS)”。

8、連結Object檔案的隱含規則。
“<n>”目標依賴於“<n>.o”，通過運行C的編譯器來運行連結程式產生（一般是“ld”），其產生命令是：“$(CC) $(LDFLAGS) <n>.o $(LOADLIBES) $(LDLIBS)”。這個規則對於只有一個源檔案的工程有效，同時也對多個Object檔案（由不同的源檔案產生）的也有效。例如如下規則：

    x : y.o z.o

並且“x.c”、“y.c”和“z.c”都存在時，隱含規則將執行如下命令：

    cc -c x.c -o x.o
    cc -c y.c -o y.o
    cc -c z.c -o z.o
    cc x.o y.o z.o -o x
    rm -f x.o
    rm -f y.o
    rm -f z.o

如果沒有一個源檔案（如上例中的x.c）和你的目標名字（如上例中的x）相關聯，那麼，你最好寫出自己的建置規則，不然，隱含規則會報錯的。

9、Yacc C程式時的隱含規則。
“<n>.c”的依賴檔案被自動推導為“n.y”（Yacc產生的檔案），其產生命令是：“$(YACC) $(YFALGS)”。（“Yacc”是一個文法分析器，關於其細節請查看相關資料）

10、Lex C程式時的隱含規則。
“<n>.c”的依賴檔案被自動推導為“n.l”（Lex產生的檔案），其產生命令是：“$(LEX) $(LFALGS)”。（關於“Lex”的細節請查看相關資料）

11、Lex Ratfor程式時的隱含規則。
“<n>.r”的依賴檔案被自動推導為“n.l”（Lex產生的檔案），其產生命令是：“$(LEX) $(LFALGS)”。

12、從C程式、Yacc檔案或Lex檔案建立Lint庫的隱含規則。
“<n>.ln” （lint產生的檔案）的依賴檔案被自動推導為“n.c”，其產生命令是：“$(LINT) $(LINTFALGS) $(CPPFLAGS) -i”。對於“<n>.y”和“<n>.l”也是同樣的規則。

三、隱含規則使用的變數

在隱含規則中的命令中，基本上都是使用了一些預先設定的變數。你可以在你的makefile中改變這些變數的值，或是在make的命令列中傳入這些值，或是在你的環境變數中設定這些值，無論怎麼樣，只要設定了這些特定的變數，那麼其就會對隱含規則起作用。當然，你也可以利用make的“-R”或“--no–builtin-variables”參數來取消你所定義的變數對隱含規則的作用。

例如，第一條隱含規則——編譯C程式的隱含規則的命令是“$(CC) –c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS)”。Make預設的編譯命令是“cc”，如果你把變數“$(CC)”重定義成“gcc”，把變數“$(CFLAGS)”重定義成“-g”，那麼，隱含規則中的命令全部會以“gcc –c -g $(CPPFLAGS)”的樣子來執行了。

我們可以把隱含規則中使用的變數分成兩種：一種是命令相關的，如“CC”；一種是參數相的關，如“CFLAGS”。下面是所有隱含規則中會用到的變數：

1、關於命令的變數。

AR
    函數庫打包程式。預設命令是“ar”。
AS
    組合語言編譯器。預設命令是“as”。
CC
    C語言編譯器。預設命令是“cc”。
CXX
    C++語言編譯器。預設命令是“g++”。
CO
    從 RCS檔案中擴充檔案程式。預設命令是“co”。
CPP
    C程式的前置處理器（輸出是標準輸出裝置）。預設命令是“$(CC) –E”。
FC
    Fortran 和 Ratfor 的編譯器和預先處理程式。預設命令是“f77”。
GET
    從SCCS檔案中擴充檔案的程式。預設命令是“get”。
LEX
    Lex方法分析器程式（針對於C或Ratfor）。預設命令是“lex”。
PC
    Pascal語言編譯器。預設命令是“pc”。
YACC
    Yacc文法分析器（針對於C程式）。預設命令是“yacc”。
YACCR
    Yacc文法分析器（針對於Ratfor程式）。預設命令是“yacc –r”。
MAKEINFO
    轉換Texinfo源檔案（.texi）到Info檔案程式。預設命令是“makeinfo”。
TEX
    從TeX源檔案建立TeX DVI檔案的程式。預設命令是“tex”。
TEXI2DVI
    從Texinfo源檔案建立軍TeX DVI 檔案的程式。預設命令是“texi2dvi”。
WEAVE
    轉換Web到TeX的程式。預設命令是“weave”。
CWEAVE
    轉換C Web 到 TeX的程式。預設命令是“cweave”。
TANGLE
    轉換Web到Pascal語言的程式。預設命令是“tangle”。
CTANGLE
    轉換C Web 到 C。預設命令是“ctangle”。
RM
    刪除檔案命令。預設命令是“rm –f”。

2、關於命令參數的變數

下面的這些變數都是相關上面的命令的參數。如果沒有指明其預設值，那麼其預設值都是空。

ARFLAGS
    函數庫打包程式AR命令的參數。預設值是“rv”。
ASFLAGS
    組合語言編譯器參數。（當明顯地調用“.s”或“.S”檔案時）。
CFLAGS
    C語言編譯器參數。
CXXFLAGS
    C++語言編譯器參數。
COFLAGS
    RCS命令參數。
CPPFLAGS
    C前置處理器參數。（ C 和 Fortran 編譯器也會用到）。
FFLAGS
    Fortran語言編譯器參數。
GFLAGS
    SCCS “get”程式參數。
LDFLAGS
    連結器參數。（如：“ld”）
LFLAGS
    Lex文法分析器參數。
PFLAGS
    Pascal語言編譯器參數。
RFLAGS
    Ratfor 程式的Fortran 編譯器參數。
YFLAGS
    Yacc文法分析器參數。

四、隱含規則鏈

有些時候，一個目標可能被一系列的隱含規則所作用。例如，一個[.o]的檔案產生，可能會是先被Yacc的[.y]檔案先成[.c]，然後再被C的編譯器產生。我們把這一系列的隱含規則叫做“隱含規則鏈”。

在上面的例子中，如果檔案[.c]存在，那麼就直接調用C的編譯器的隱含規則，如果沒有[.c]檔案，但有一個[.y]檔案，那麼Yacc的隱含規則會被調用，產生[.c]檔案，然後，再調用C編譯的隱含規則最終由[.c]產生[.o]檔案，達到目標。

我們把這種[.c]的檔案（或是目標），叫做中間目標。不管怎麼樣，make會努力自動推導產生目標的一切方法，不管中間目標有多少，其都會執著地把所有的隱含規則和你書寫的規則全部合起來分析，努力達到目標，所以，有些時候，可能會讓你覺得奇怪，怎麼我的目標會這樣產生？怎麼我的makefile發瘋了？

在預設情況下，對於中間目標，它和一般的目標有兩個地方所不同：第一個不同是除非中間的目標不存在，才會引發中間規則。第二個不同的是，只要目標成功產生，那麼，產生最終目標過程中，所產生的中間目標檔案會被以“rm -f”刪除。

通常，一個被makefile指定成目標或是依賴目標的檔案不能被當作中介。然而，你可以明顯地說明一個檔案或是目標是中介目標，你可以使用偽目標“.INTERMEDIATE”來強制聲明。（如：.INTERMEDIATE ： mid ）

你也可以阻止make自動刪除中間目標，要做到這一點，你可以使用偽目標“.SECONDARY”來強制聲明（如：.SECONDARY : sec）。你還可以把你的目標，以模式的方式來指定（如：%.o）成偽目標“.PRECIOUS”的依賴目標，以儲存被隱含規則所產生的中間檔案。

在“隱含規則鏈”中，禁止同一個目標出現兩次或兩次以上，這樣一來，就可防止在make自動推導時出現無限遞迴的情況。

Make會最佳化一些特殊的隱含規則，而不產生中間檔案。如，從檔案“foo.c”產生目標程式“foo”，按道理，make會編譯產生中間檔案“foo.o”，然後連結成“foo”，但在實際情況下，這一動作可以被一條“cc”的命令完成（cc –o foo foo.c），於是最佳化過的規則就不會產生中間檔案。

 

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