在編譯一個大型專案的時候，往往有很多目標檔案、庫檔案、標頭檔案以及最終的可執行檔案。不同的檔案之間存在依賴關係(dependency)。比如當我們使用下面命令編譯時:
$gcc -c -o test.o test.c
$gcc -o helloworld test.o
可執行檔案helloworld依賴於test.o進行編譯的，而test.o依賴於test.c。
依賴關係
在我們編譯一個大型專案時，我們往往要很多次的呼叫編譯器，來根據依賴關係，逐步編譯整個專案。這樣的方式是自下而上的，即先編譯下游檔案，再編譯上游檔案。
UNIX系統下的make工具用於自動記錄和處理檔案之間的依賴關係。我們不用輸入大量的”gcc”命令，而只需呼叫make就可以完成整個編譯過程。所有的依賴關係都記錄在makefile文字檔案中。我們只需要make helloworld，make會根據依賴關係，自上而下的找到編譯該檔案所需的所有依賴關係，最後再自下而上的編譯。
(make有多個版本，本文將基於GNU make。make會自動搜尋當前目錄下的makefile, Makefile或者GNUmakefile)
依賴
基本概念
我們使用一個示例C語言檔案:
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#include <stdio.h> /* * By Vamei * test.c for makefile demo */ int main() { printf("Hello world!\n"); return 0; } |
下面是一個簡單的makefile
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# helloworld is a binary file helloworld: test.o echo "good" gcc -o helloworld test.o test.o: test.c gcc -c -o test.o test.c |
觀察上面的makefile
- #號起始的行是註釋行
- target: prerequisite為依賴關係，即目標檔案(target)依賴於前提檔案(prerequisite)。可以有多個前提檔案，用空格分開。
- 依賴關係後面的縮排行是實現依賴關係進行的操作，即正常的UNIX命令。一個依賴關係可以附屬有多個操作。
用直白的話說，就是:
- 想要helloworld嗎？那你必須有test.o，並執行附屬的操作。
- 如果沒有test.o，那你必須搜尋其他依賴關係，並建立test.o。
我們執行
$make helloworld
來建立helloworld。
make是一個遞迴建立的過程:
- Base Case 1: 如果當前依賴關係中沒有說明前提檔案，那麼直接執行操作。
- Base Case 2: 如果當前依賴關係說明了目標檔案，而目標檔案所需的前提檔案已經存在，而且前提檔案與上次make時沒有發生改變(根據最近寫入時間判斷)，也直接執行該依賴關係的操作。
- 如果當前目標檔案依賴關係所需的前提檔案不存在，或者前提檔案發生改變，那麼以前提檔案為新的目標檔案，尋找依賴關係，建立目標檔案。
虛線: 依賴關係檢索
上面是make的核心功能。有了上面的功能，我們可以記錄專案中所有的依賴關係和相關操作，並使用make進行編譯。下面的內容都是在此核心內容上的擴充。
巨集
make中可以使用巨集(MACRO)。巨集類似於文字型別的變數。比如下面的CC:
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CC = gcc # helloworld is a binary file helloworld: test.o echo "good" $(CC) -o helloworld test.o test.o: test.c $(CC) -c -o test.o test.c |
我們用CC來代表”gcc”。在makefile中，使用$(CC)的方式來呼叫巨集的值。make會在執行時，使用巨集的值(gcc)來替代$(CC)。
shell的環境變數可以直接作為巨集呼叫。如果同一個自定義的巨集同時也有同名環境環境變數，make將優先使用自定義巨集。
(可以使用$make -e helloworld來優先使用環境變數)
類似於C語言的巨集，makefile中的巨集可以方便的管理一些固定出現的文字，並方便替換操作。比如我們未來使用ifort編譯器時，只需要更改巨集定義為:
CC = ifort
就可以了
內部巨集
make中有內部定義的巨集，可以直接使用。$@中包含有當前依賴關係的目標檔名，而$^包含當前目標的前提檔案:
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CC = gcc # helloworld is a binary file helloworld: test.o echo $@ $(CC) -o $@ $^ test.o: test.c $(CC) -c -o $@ $^ |
內部巨集 功能
$* 當前依賴關係中的目標檔名，不包括字尾。
$* 當前依賴關係中，發生改變的前提檔案
$$ 字元”$”
如果目標或者前提檔案是一個完整路徑，我們可以附加D和F來提取資料夾部分和檔名部分，比如$(@F)表示目標檔案的檔名部分。
字尾依賴
在makefile中使用
.SUFFIXES: .c .o
來說明.c和.o是字尾。
我們可以使用字尾依賴的方式，比如:
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CC = gcc .SUFFIXES: .c .o .c.o: $(CC) -c -o $@ $^ #-------------------------- # helloworld is a binary file helloworld: test.o echo $@ $(CC) -o $@ $^ test.o: test.c |
我們定義.c和.o為字尾。並有字尾依賴關係.c.o:。前者為前提，後者為目標。(注意，與一般的依賴關係順序不同)
上面的test.o和test.c有依賴關係，但沒有操作。make會發現該依賴關係符合.c.o的字尾依賴，並執行該字尾依賴後面的操作。
如果專案很大型的時候，字尾依賴非常有用。符合字尾依賴的檔案往往有類似的操作，我們可以將這些操作用字尾依賴表示，而避免重複輸入。
其他
makefile的續行符為
makefile中經常會定義下面依賴關係:
all:
如果make後沒有跟隨檔名，那麼將執行該依賴關係。
clean:
常用於清理歷史檔案。
比如:
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CC = gcc .SUFFIXES: .c .o .c.o: $(CC) -c -o $@ $^ #-------------------------- all: helloworld <a href="http://www.jobbole.com/members/echo">@echo</a> "ALL" # helloworld is a binary file helloworld: test.o <a href="http://www.jobbole.com/members/echo">@echo</a> $@ $(CC) -o $@ $^ test.o: test.c clean: -rm helloworld *.o |
注意: echo前面的@和rm前面的-。@後的命令將不顯示命令本身。-後面的命令將忽略錯誤(比如刪除不存在的檔案)。
總結
make的核心功能是根據依賴關係來實現編譯管理。
make的其他功能是讓使用者可以更加便捷的寫出makefile。
參考
http://oreilly.com/linux/excerpts/9780596100292/gnu-make-utility.html