很詳細、很移動的Linux makefile 教程

weixin_34219944發表於2013-09-04

近期在學習Linux下的C程式設計,買了一本叫《Linux環境下的C程式設計指南》讀到makefile就越看越迷糊,可能是我的理解能不行。

於是google到了以下這篇文章。通俗易懂。然後把它貼出來,方便學習。

後記,看完發現這篇文章和《Linux環境下的C程式設計指南》的makefile一章所講述的驚人的相似,僅僅是這篇文章從一個例項切入,在有些地方比較好理解。能讓人看懂就是好文章。

 

跟我一起寫 Makefile


陳皓 (CSDN)

概述
——

什麼是makefile?或許非常多Winodws的程式猿都不知道這個東西,由於那些Windows的IDE都為你做了這個工作,但我覺得要作一個好的和professional的程式猿,makefile還是要懂。這就好像如今有這麼多的HTML的編輯器,但假設你想成為一個專業人士,你還是要了解HTML的標識的含義。特別在Unix下的軟體編譯,你就不能不自己寫makefile了,會不會寫makefile,從一個側面說明了一個人是否具備完成大型工程的能力。

由於,makefile關係到了整個工程的編譯規則。一個工程中的原始檔不計數,其按型別、功能、模組分別放在若干個資料夾中,makefile定義了一系列的規則來指定,哪些檔案須要先編譯,哪些檔案須要後編譯,哪些檔案須要又一次編譯,甚至於進行更復雜的功能操作,由於makefile就像一個Shell指令碼一樣,當中也能夠執行作業系統的命令。

makefile帶來的長處就是——“自己主動化編譯”,一旦寫好,僅僅須要一個make命令,整個工程全然自己主動編譯,極大的提高了軟體開發的效率。make是一個命令工具,是一個解釋makefile中指令的命令工具,一般來說,大多數的IDE都有這個命令,比方:Delphi的make,Visual C++的nmake,Linux下GNU的make。可見,makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。

如今講述怎樣寫makefile的文章比較少,這是我想寫這篇文章的原因。當然,不同產商的make各不相同,也有不同的語法,但其本質都是在“檔案依賴性”上做文章,這裡,我僅對GNU的make進行講述,我的環境是RedHat Linux 8.0,make的版本號是3.80。必竟,這個make是應用最為廣泛的,也是用得最多的。而且其還是最遵循於IEEE 1003.2-1992 標準的(POSIX.2)。

在這篇文件中,將以C/C++的原始碼作為我們基礎,所以必定涉及一些關於C/C++的編譯的知識,相關於這方面的內容,還請各位檢視相關的編譯器的文件。這裡所預設的編譯器是UNIX下的GCC和CC。

 

關於程式的編譯和連結
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在此,我想多說關於程式編譯的一些規範和方法,一般來說,無論是C、C++、還是pas,首先要把原始檔編譯成中間程式碼檔案,在Windows下也就是 .obj 檔案,UNIX下是 .o 檔案,即 Object File,這個動作叫做編譯(compile)。然後再把大量的Object File合成執行檔案,這個動作叫作連結(link)。

編譯時,編譯器須要的是語法的正確,函式與變數的宣告的正確。對於後者,通常是你須要告訴編譯器標頭檔案的所在位置(標頭檔案裡應該僅僅是宣告,而定義應該放在C/C++檔案裡),僅僅要全部的語法正確,編譯器就能夠編譯出中間目標檔案。一般來說,每一個原始檔都應該對應於一箇中間目標檔案(O檔案或是OBJ檔案)。

連結時,主要是連結函式和全域性變數,所以,我們能夠使用這些中間目標檔案(O檔案或是OBJ檔案)來連結我們的應用程式。連結器並無論函式所在的原始檔,僅僅管函式的中間目標檔案(Object File),在大多數時候,由於原始檔太多,編譯生成的中間目標檔案太多,而在連結時須要明顯地指出中間目標檔名稱,這對於編譯非常不方便,所以,我們要給中間目標檔案打個包,在Windows下這樣的包叫“庫檔案”(Library File),也就是 .lib 檔案,在UNIX下,是Archive File,也就是 .a 檔案。

總結一下,原始檔首先會生成中間目標檔案,再由中間目標檔案生成執行檔案。在編譯時,編譯器僅僅檢測程式語法,和函式、變數是否被宣告。假設函式未被宣告,編譯器會給出一個警告,但能夠生成Object File。而在連結程式時,連結器會在全部的Object File中找尋函式的實現,假設找不到,那到就會報連結錯誤碼(Linker Error),在VC下,這樣的錯誤通常是:Link 2001錯誤,意思說是說,連結器未能找到函式的實現。你須要指定函式的Object File.

好,言歸正傳,GNU的make有很多的內容,閒言少敘,還是讓我們開始吧。

 

Makefile 介紹
———————

make命令執行時,須要一個 Makefile 檔案,以告訴make命令須要怎麼樣的去編譯和連結程式。

首先,我們用一個演示例子來說明Makefile的書寫規則。以便給大家一個感興認識。這個演示例子來源於GNU的make使用手冊,在這個演示例子中,我們的工程有8個C檔案,和3個標頭檔案,我們要寫一個Makefile來告訴make命令怎樣編譯和連結這幾個檔案。我們的規則是:
1)假設這個工程沒有編譯過,那麼我們的全部C檔案都要編譯並被連結。
2)假設這個工程的某幾個C檔案被改動,那麼我們僅僅編譯被改動的C檔案,並連結目標程式。
3)假設這個工程的標頭檔案被改變了,那麼我們須要編譯引用了這幾個標頭檔案的C檔案,並連結目標程式。

僅僅要我們的Makefile寫得夠好,全部的這一切,我們僅僅用一個make命令就能夠完成,make命令會自己主動智慧地依據當前的檔案改動的情況來確定哪些檔案須要重編譯,從而自己編譯所須要的檔案和連結目標程式。


一、Makefile的規則

在講述這個Makefile之前,還是讓我們先來粗略地看一看Makefile的規則。

target ... : prerequisites ...
command
...
...

target也就是一個目標檔案,能夠是Object File,也能夠是執行檔案。還能夠是一個標籤(Label),對於標籤這樣的特性,在後續的“偽目標”章節中會有敘述。

prerequisites就是,要生成那個target所須要的檔案或是目標。

command也就是make須要執行的命令。(隨意的Shell命令)

這是一個檔案的依賴關係,也就是說,target這一個或多個的目標檔案依賴於prerequisites中的檔案,其生成規則定義在command中。說白一點就是說,prerequisites中假設有一個以上的檔案比target檔案要新的話,command所定義的命令就會被執行。這就是Makefile的規則。也就是Makefile中最核心的內容。

說究竟,Makefile的東西就是這樣一點,好像我的這篇文件也該結束了。呵呵。還不盡然,這是Makefile的主線和核心,但要寫好一個Makefile還不夠,我會以後面一點一點地結合我的工作經驗給你慢慢到來。內容還多著呢。:)


二、一個演示例子

正如前面所說的,假設一個工程有3個標頭檔案,和8個C檔案,我們為了完成前面所述的那三個規則,我們的Makefile應該是以下的這個樣子的。

edit : main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

反斜槓(/)是換行符的意思。這樣比較便於Makefile的易讀。我們能夠把這個內容儲存在檔案為“Makefile”或“makefile”的檔案裡,然後在該資料夾下直接輸入命令“make”就能夠生成執行檔案edit。假設要刪除執行檔案和全部的中間目標檔案,那麼,僅僅要簡單地執行一下“make clean”就能夠了。

在這個makefile中,目標檔案(target)包括:執行檔案edit和中間目標檔案(*.o),依賴檔案(prerequisites)就是冒號後面的那些 .c 檔案和 .h檔案。每一個 .o 檔案都有一組依賴檔案,而這些 .o 檔案又是執行檔案 edit 的依賴檔案。依賴關係的實質上就是說明了目標檔案是由哪些檔案生成的,換言之,目標檔案是哪些檔案更新的。

在定義好依賴關係後,後續的那一行定義了怎樣生成目標檔案的作業系統命令,一定要以一個Tab鍵作為開頭。記住,make並無論命令是怎麼工作的,他僅僅管執行所定義的命令。make會比較targets檔案和prerequisites檔案的改動日期,假設prerequisites檔案的日期要比targets檔案的日期要新,或者target不存在的話,那麼,make就會執行後續定義的命令。

這裡要說明一點的是,clean不是一個檔案,它僅僅只是是一個動作名字,有點像C語言中的lable一樣,其冒號後什麼也沒有,那麼,make就不會自己主動去找檔案的依賴性,也就不會自己主動執行其後所定義的命令。要執行其後的命令,就要在make命令後明顯得指出這個lable的名字。這樣的方法非常實用,我們能夠在一個makefile中定義不用的編譯或是和編譯無關的命令,比方程式的打包,程式的備份,等等。

 

三、make是怎樣工作的

在預設的方式下,也就是我們僅僅輸入make命令。那麼,

1、make會在當前資料夾下找名字叫“Makefile”或“makefile”的檔案。
2、假設找到,它會找檔案裡的第一個目標檔案(target),在上面的樣例中,他會找到“edit”這個檔案,並把這個檔案作為終於的目標檔案。
3、假設edit檔案不存在,或是edit所依賴的後面的 .o 檔案的檔案改動時間要比edit這個檔案新,那麼,他就會執行後面所定義的命令來生成edit這個檔案。
4、假設edit所依賴的.o檔案也不存在,那麼make會在當前檔案裡找目標為.o檔案的依賴性,假設找到則再依據那一個規則生成.o檔案。(這有點像一個堆疊的過程)
5、當然,你的C檔案和H檔案是存在的啦,於是make會生成 .o 檔案,然後再用 .o 檔案生命make的終極任務,也就是執行檔案edit了。

這就是整個make的依賴性,make會一層又一層地去找檔案的依賴關係,直到終於編譯出第一個目標檔案。在找尋的過程中,假設出現錯誤,比方最後被依賴的檔案找不到,那麼make就會直接退出,並報錯,而對於所定義的命令的錯誤,或是編譯不成功,make根本不理。make僅僅管檔案的依賴性,即,假設在我找了依賴關係之後,冒號後面的檔案還是不在,那麼對不起,我就不工作啦。

通過上述分析,我們知道,像clean這樣的,沒有被第一個目標檔案直接或間接關聯,那麼它後面所定義的命令將不會被自己主動執行,只是,我們能夠顯示要make執行。即命令——“make clean”,以此來清除全部的目標檔案,以便重編譯。

於是在我們程式設計中,假設這個工程已被編譯過了,當我們改動了當中一個原始檔,比方file.c,那麼依據我們的依賴性,我們的目標file.o會被重編譯(也就是在這個依性關係後面所定義的命令),於是file.o的檔案也是最新的啦,於是file.o的檔案改動時間要比edit要新,所以edit也會被又一次連結了(詳見edit目標檔案後定義的命令)。

而假設我們改變了“command.h”,那麼,kdb.o、command.o和files.o都會被重編譯,而且,edit會被重連結。


四、makefile中使用變數

在上面的樣例中,先讓我們看看edit的規則:

edit : main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

我們能夠看到[.o]檔案的字串被反覆了兩次,假設我們的工程須要新增一個新的[.o]檔案,那麼我們須要在兩個地方加(應該是三個地方,另一個地方在clean中)。當然,我們的makefile並不複雜,所以在兩個地方加也不累,但假設makefile變得複雜,那麼我們就有可能會忘掉一個須要新增的地方,而導致編譯失敗。所以,為了makefile的易維護,在makefile中我們能夠使用變數。makefile的變數也就是一個字串,理解成C語言中的巨集可能會更好。

比方,我們宣告一個變數,叫objects, OBJECTS, objs, OBJS, obj, 或是 OBJ,反正無論什麼啦,僅僅要能夠表示obj檔案就可以了。我們在makefile一開始就這樣定義:

objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

於是,我們就能夠非常方便地在我們的makefile中以“$(objects)”的方式來使用這個變數了,於是我們的改良版makefile就變成以下這個樣子:

objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit $(objects)


於是假設有新的 .o 檔案新增,我們僅僅需簡單地改動一下 objects 變數就能夠了。

關於變數許多其他的話題,我會在後續給你一一道來。


五、讓make自己主動推導

GNU的make非常強大,它能夠自己主動推導檔案以及檔案依賴關係後面的命令,於是我們就不是必需去在每一個[.o]檔案後都寫上相似的命令,由於,我們的make會自己主動識別,並自己推導命令。

僅僅要make看到一個[.o]檔案,它就會自己主動的把[.c]檔案加在依賴關係中,假設make找到一個whatever.o,那麼whatever.c,就會是whatever.o的依賴檔案。而且 cc -c whatever.c 也會被推匯出來,於是,我們的makefile再也不用寫得這麼複雜。我們的是新的makefile又出爐了。


objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)

main.o : defs.h
kbd.o : defs.h command.h
command.o : defs.h command.h
display.o : defs.h buffer.h
insert.o : defs.h buffer.h
search.o : defs.h buffer.h
files.o : defs.h buffer.h command.h
utils.o : defs.h

.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)

這個方法,也就是make的“隱晦規則”。上面檔案內容中,“.PHONY”表示,clean是個偽目標檔案。

關於更為具體的“隱晦規則”和“偽目標檔案”,我會在後續給你一一道來。


六、另類風格的makefile

即然我們的make能夠自己主動推導命令,那麼我看到那堆[.o]和[.h]的依賴就有點不爽,那麼多的反覆的[.h],能不能把其收攏起來,好吧,沒有問題,這個對於make來說非常easy,誰叫它提供了自己主動推導命令和檔案的功能呢?來看看最新風格的makefile吧。

objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o

edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)

$(objects) : defs.h
kbd.o command.o files.o : command.h
display.o insert.o search.o files.o : buffer.h

.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)

這樣的風格,讓我們的makefile變得非常easy,但我們的檔案依賴關係就顯得有點凌亂了。魚和熊掌不可兼得。還看你的喜好了。我是不喜歡這樣的風格的,一是檔案的依賴關係看不清晰,二是假設檔案一多,要新增幾個新的.o檔案,那就理不清晰了。

七、清空目標檔案的規則

每一個Makefile中都應該寫一個清空目標檔案(.o和執行檔案)的規則,這不僅便於重編譯,也非常利於保持檔案的清潔。這是一個“修養”(呵呵,還記得我的《程式設計修養》嗎)。一般的風格都是:

clean:
rm edit $(objects)

更為穩健的做法是:

.PHONY : clean
clean :
-rm edit $(objects)

前面說過,.PHONY意思表示clean是一個“偽目標”,。而在rm命令前面加了一個小減號的意思就是,或許某些檔案出現故障,但不要管,繼續做後面的事。當然,clean的規則不要放在檔案的開頭,不然,這就會變成make的預設目標,相信誰也不願意這樣。不成文的規矩是——“clean從來都是放在檔案的最後”。


上面就是一個makefile的概貌,也是makefile的基礎,以下還有非常多makefile的相關細節,準備好了嗎?準備好了就來。

Makefile 總述
———————

一、Makefile裡有什麼?

Makefile裡主要包括了五個東西:顯式規則、隱晦規則、變數定義、檔案指示和凝視。

1、顯式規則。顯式規則說明了,怎樣生成一個或多的的目標檔案。這是由Makefile的書寫者明顯指出,要生成的檔案,檔案的依賴檔案,生成的命令。

2、隱晦規則。由於我們的make有自己主動推導的功能,所以隱晦的規則能夠讓我們比較粗糙地簡略地書寫Makefile,這是由make所支援的。

3、變數的定義。在Makefile中我們要定義一系列的變數,變數一般都是字串,這個有點你C語言中的巨集,當Makefile被執行時,當中的變數都會被擴充套件到對應的引用位置上。

4、檔案指示。其包括了三個部分,一個是在一個Makefile中引用另一個Makefile,就像C語言中的include一樣;另一個是指依據某些情況指定Makefile中的有效部分,就像C語言中的預編譯#if一樣;還有就是定義一個多行的命令。有關這一部分的內容,我會在後續的部分中講述。

5、凝視。Makefile中唯獨行凝視,和UNIX的Shell指令碼一樣,其凝視是用“#”字元,這個就像C/C++中的“//”一樣。假設你要在你的Makefile中使用“#”字元,能夠用反斜框進行轉義,如:“/#”。

最後,還值得一提的是,在Makefile中的命令,必須要以[Tab]鍵開始。


二、Makefile的檔名稱

預設的情況下,make命令會在當前資料夾下按順序找尋檔名稱為“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的檔案,找到了解釋這個檔案。在這三個檔名稱中,最好使用“Makefile”這個檔名稱,由於,這個檔名稱第一個字元為大寫,這樣有一種顯目的感覺。最好不要用“GNUmakefile”,這個檔案是GNU的make識別的。有另外一些make僅僅對全小寫的“makefile”檔名稱敏感,可是基本上來說,大多數的make都支援“makefile”和“Makefile”這兩種預設檔名稱。

當然,你能夠使用別的檔名稱來書寫Makefile,比方:“Make.Linux”,“Make.Solaris”,“Make.AIX”等,假設要指定特定的Makefile,你能夠使用make的“-f”和“--file”引數,如:make -f Make.Linux或make --file Make.AIX。


三、引用其他的Makefile

在Makefile使用includekeyword能夠把別的Makefile包括進來,這非常像C語言的#include,被包括的檔案會原模原樣的放在當前檔案的包括位置。include的語法是:

include <filename>

filename能夠是當前作業系統Shell的檔案模式(能夠保含路徑和萬用字元)

在include前面能夠有一些空字元,可是絕不能是[Tab]鍵開始。include和<filename>能夠用一個或多個空格隔開。舉個樣例,你有這樣幾個Makefile:a.mk、b.mk、c.mk,另一個檔案叫foo.make,以及一個變數$(bar),其包括了e.mk和f.mk,那麼,以下的語句:

include foo.make *.mk $(bar)

等效於:

include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk

make命令開始時,會把找尋include所指出的其他Makefile,並把其內容安置在當前的位置。就好像C/C++的#include指令一樣。假設檔案都沒有指定絕對路徑或是相對路徑的話,make會在當前資料夾下首先尋找,假設當前資料夾下沒有找到,那麼,make還會在以下的幾個資料夾下找:

1、假設make執行時,有“-I”或“--include-dir”引數,那麼make就會在這個引數所指定的資料夾下去尋找。
2、假設資料夾<prefix>/include(通常是:/usr/local/bin或/usr/include)存在的話,make也會去找。

假設有檔案沒有找到的話,make會生成一條警告資訊,但不會立即出現致命錯誤。它會繼續載入其他的檔案,一旦完成makefile的讀取,make會再重試這些沒有找到,或是不能讀取的檔案,假設還是不行,make才會出現一條致命資訊。假設你想讓make不理那些無法讀取的檔案,而繼續執行,你能夠在include前加一個減號“-”。如:

-include <filename>
其表示,無論include過程中出現什麼錯誤,都不要報錯繼續執行。和其他版本號make相容的相關命令是sinclude,其作用和這一個是一樣的。


四、環境變數 MAKEFILES

假設你的當前環境中定義了環境變數MAKEFILES,那麼,make會把這個變數中的值做一個相似於include的動作。這個變數中的值是其他的Makefile,用空格分隔。僅僅是,它和include不同的是,從這個環境變中引入的Makefile的“目標”不會起作用,假設環境變數中定義的檔案發現錯誤,make也會不理。

可是在這裡我還是建議不要使用這個環境變數,由於僅僅要這個變數一被定義,那麼當你使用make時,全部的Makefile都會受到它的影響,這絕不是你想看到的。在這裡提這個事,僅僅是為了告訴大家,或許有時候你的Makefile出現了怪事,那麼你能夠看看當前環境中有未定義這個變數。


五、make的工作方式

GNU的make工作時的執行步驟入下:(想來其他的make也是相似)

1、讀入全部的Makefile。
2、讀入被include的其他Makefile。
3、初始化檔案裡的變數。
4、推導隱晦規則,並分析全部規則。
5、為全部的目標檔案建立依賴關係鏈。
6、依據依賴關係,決定哪些目標要又一次生成。
7、執行生成命令。

1-5步為第一個階段,6-7為第二個階段。第一個階段中,假設定義的變數被使用了,那麼,make會把其展開在使用的位置。但make並不會全然立即展開,make使用的是遲延戰術,假設變數出如今依賴關係的規則中,那麼僅當這條依賴被決定要使用了,變數才會在其內部展開。

當然,這個工作方式你不一定要清晰,可是知道這個方式你也會對make更為熟悉。有了這個基礎,後續部分也就easy看懂了。

 

書寫規則
————

規則包括兩個部分,一個是依賴關係,一個是生成目標的方法。

在Makefile中,規則的順序是非常重要的,由於,Makefile中僅僅應該有一個終於目標,其他的目標都是被這個目標所連帶出來的,所以一定要讓make知道你的終於目標是什麼。一般來說,定義在Makefile中的目標可能會有非常多,可是第一條規則中的目標將被確立為終於的目標。假設第一條規則中的目標有非常多個,那麼,第一個目標會成為終於的目標。make所完成的也就是這個目標。

好了,還是讓我們來看一看怎樣書寫規則。


一、規則舉例

foo.o : foo.c defs.h # foo模組
cc -c -g foo.c

看到這個樣例,各位應該不是非常陌生了,前面也已說過,foo.o是我們的目標,foo.c和defs.h是目標所依賴的原始檔,而唯獨一個命令“cc -c -g foo.c”(以Tab鍵開頭)。這個規則告訴我們兩件事:

1、檔案的依賴關係,foo.o依賴於foo.c和defs.h的檔案,假設foo.c和defs.h的檔案日期要比foo.o檔案日期要新,或是foo.o不存在,那麼依賴關係發生。
2、假設生成(或更新)foo.o檔案。也就是那個cc命令,其說明了,怎樣生成foo.o這個檔案。(當然foo.c檔案include了defs.h檔案)


二、規則的語法

targets : prerequisites
command
...

或是這樣:

targets : prerequisites ; command
command
...

targets是檔名稱,以空格分開,能夠使用萬用字元。一般來說,我們的目標基本上是一個檔案,但也有可能是多個檔案。

command是命令列,假設其不與“target吐舌rerequisites”在一行,那麼,必須以[Tab鍵]開頭,假設和prerequisites在一行,那麼能夠用分號做為分隔。(見上)

prerequisites也就是目標所依賴的檔案(或依賴目標)。假設當中的某個檔案要比目標檔案要新,那麼,目標就被覺得是“過時的”,被覺得是須要重生成的。這個在前面已經講過了。

假設命令太長,你能夠使用反斜框(‘/’)作為換行符。make對一行上有多少個字元沒有限制。規則告訴make兩件事,檔案的依賴關係和怎樣成成目標檔案。

一般來說,make會以UNIX的標準Shell,也就是/bin/sh來執行命令。


三、在規則中使用萬用字元

假設我們想定義一系列比較相似的檔案,我們非常自然地就想起使用萬用字元。make支援三各萬用字元:“*”,“?”和“[...]”。這是和Unix的B-Shell是相同的。

波浪號(“~”)字元在檔名稱中也有比較特殊的用途。假設是“~/test”,這就表示當前使用者的$HOME資料夾下的test資料夾。而“~hchen/test”則表示使用者hchen的宿主資料夾下的test資料夾。(這些都是Unix下的小知識了,make也支援)而在Windows或是MS-DOS下,使用者沒有宿主資料夾,那麼波浪號所指的資料夾則依據環境變數“HOME”而定。

萬用字元代替了你一系列的檔案,如“*.c”表示所以字尾為c的檔案。一個須要我們注意的是,假設我們的檔名稱中有萬用字元,如:“*”,那麼能夠用轉義字元“/”,如“/*”來表示真實的“*”字元,而不是隨意長度的字串。

好吧,還是先來看幾個樣例吧:

clean:
rm -f *.o

上面這個樣例我不不多說了,這是作業系統Shell所支援的萬用字元。這是在命令中的萬用字元。

print: *.c
lpr -p $?
touch print

上面這個樣例說明了萬用字元也能夠在我們的規則中,目標print依賴於全部的[.c]檔案。當中的“$?”是一個自己主動化變數,我會在後面給你講述。

objects = *.o

上面這個樣例,表示了,通符相同能夠用在變數中。並非說[*.o]會展開,不!objects的值就是“*.o”。Makefile中的變數事實上就是C/C++中的巨集。假設你要讓萬用字元在變數中展開,也就是讓objects的值是全部[.o]的檔名稱的集合,那麼,你能夠這樣:

objects := $(wildcard *.o)

這樣的使用方法由keyword“wildcard”指出,關於Makefile的keyword,我們將在後面討論。


四、檔案搜尋

在一些大的工程中,有大量的原始檔,我們通常的做法是把這很多的原始檔分類,並存放在不同的資料夾中。所以,當make須要去找尋檔案的依賴關係時,你能夠在檔案前加上路徑,但最好的方法是把一個路徑告訴make,讓make在自己主動去找。

Makefile檔案裡的特殊變數“VPATH”就是完成這個功能的,假設沒有指明這個變數,make僅僅會在當前的資料夾中去找尋依賴檔案和目標檔案。假設定義了這個變數,那麼,make就會在噹噹前資料夾找不到的情況下,到所指定的資料夾中去找尋檔案了。

VPATH = src:../headers

上面的的定義指定兩個資料夾,“src”和“../headers”,make會依照這個順序進行搜尋。資料夾由“冒號”分隔。(當然,當前資料夾永遠是最高優先搜尋的地方)

另一個設定檔案搜尋路徑的方法是使用make的“vpath”keyword(注意,它是全小寫的),這不是變數,這是一個make的keyword,這和上面提到的那個VPATH變數非常相似,可是它更為靈活。它能夠指定不同的檔案在不同的搜尋資料夾中。這是一個非常靈活的功能。它的使用方法有三種:

1、vpath <pattern> <directories>

為符合模式<pattern>的檔案指定搜尋資料夾<directories>。

2、vpath <pattern>

清除符合模式<pattern>的檔案的搜尋資料夾。

3、vpath

清除全部已被設定好了的檔案搜尋資料夾。

vapth使用方法中的<pattern>須要包括“%”字元。“%”的意思是匹配零或若干字元,比如,“%.h”表示全部以“.h”結尾的檔案。<pattern>指定了要搜尋的檔案集,而<directories>則指定了<pattern>的檔案集的搜尋的資料夾。比如:

vpath %.h ../headers

該語句表示,要求make在“../headers”資料夾下搜尋全部以“.h”結尾的檔案。(假設某檔案在當前資料夾沒有找到的話)

我們能夠連續地使用vpath語句,以指定不同搜尋策略。假設連續的vpath語句中出現了相同的<pattern>,或是被反覆了的<pattern>,那麼,make會依照vpath語句的先後順序來執行搜尋。如:

vpath %.c foo
vpath % blish
vpath %.c bar

其表示“.c”結尾的檔案,先在“foo”資料夾,然後是“blish”,最後是“bar”資料夾。

vpath %.c foo:bar
vpath % blish

而上面的語句則表示“.c”結尾的檔案,先在“foo”資料夾,然後是“bar”資料夾,最後才是“blish”資料夾。


五、偽目標

最早先的一個樣例中,我們提到過一個“clean”的目標,這是一個“偽目標”,

clean:
rm *.o temp

正像我們前面樣例中的“clean”一樣,即然我們生成了很多檔案編譯檔案,我們也應該提供一個清除它們的“目標”以備完整地重編譯而用。 (以“make clean”來使用該目標)

由於,我們並不生成“clean”這個檔案。“偽目標”並非一個檔案,僅僅是一個標籤,由於“偽目標”不是檔案,所以make無法生成它的依賴關係和決定它是否要執行。我們唯獨通過顯示地指明這個“目標”才幹讓其生效。當然,“偽目標”的取名不能和檔名稱重名,不然其就失去了“偽目標”的意義了。

當然,為了避免和檔案重名的這樣的情況,我們能夠使用一個特殊的標記“.PHONY”來顯示地指明一個目標是“偽目標”,向make說明,無論是否有這個檔案,這個目標就是“偽目標”。

.PHONY : clean

僅僅要有這個宣告,無論是否有“clean”檔案,要執行“clean”這個目標,唯獨“make clean”這樣。於是整個過程能夠這樣寫:

.PHONY: clean
clean:
rm *.o temp

偽目標一般沒有依賴的檔案。可是,我們也能夠為偽目標指定所依賴的檔案。偽目標相同能夠作為“預設目標”,僅僅要將其放在第一個。一個演示例子就是,假設你的Makefile須要一口氣生成若干個可執行檔案,但你僅僅想簡單地敲一個make完事,而且,全部的目標檔案都寫在一個Makefile中,那麼你能夠使用“偽目標”這個特性:

all : prog1 prog2 prog3
.PHONY : all

prog1 : prog1.o utils.o
cc -o prog1 prog1.o utils.o

prog2 : prog2.o
cc -o prog2 prog2.o

prog3 : prog3.o sort.o utils.o
cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o

我們知道,Makefile中的第一個目標會被作為其預設目標。我們宣告瞭一個“all”的偽目標,其依賴於其他三個目標。由於偽目標的特性是,總是被執行的,所以其依賴的那三個目標就總是不如“all”這個目標新。所以,其他三個目標的規則總是會被決議。也就達到了我們一口氣生成多個目標的目的。“.PHONY : all”宣告瞭“all”這個目標為“偽目標”。

隨便提一句,從上面的樣例我們能夠看出,目標也能夠成為依賴。所以,偽目標相同也可成為依賴。看以下的樣例:

.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff

cleanall : cleanobj cleandiff
rm program

cleanobj :
rm *.o

cleandiff :
rm *.diff

“make clean”將清除全部要被清除的檔案。“cleanobj”和“cleandiff”這兩個偽目標有點像“子程式”的意思。我們能夠輸入“make cleanall”和“make cleanobj”和“make cleandiff”命令來達到清除不同種類檔案的目的。

六、多目標

Makefile的規則中的目標能夠不止一個,其支援多目標,有可能我們的多個目標同一時候依賴於一個檔案,而且其生成的命令大體相似。於是我們就能把其合併起來。當然,多個目標的生成規則的執行命令是同一個,這可能會可我們帶來麻煩,只是好在我們的能夠使用一個自己主動化變數“$@”(關於自己主動化變數,將在後面講述),這個變數表示著眼下規則中全部的目標的集合,這樣說可能非常抽象,還是看一個樣例吧。

bigoutput littleoutput : text.g
generate text.g -$(subst output,,$@) > $@

上述規則等效於:

bigoutput : text.g
generate text.g -big > bigoutput
littleoutput : text.g
generate text.g -little > littleoutput

當中,-$(subst output,,$@)中的“$”表示執行一個Makefile的函式,函式名為subst,後面的為引數。關於函式,將在後面講述。這裡的這個函式是擷取字串的意思,“$@”表示目標的集合,就像一個陣列,“$@”依次取出目標,並執於命令。


七、靜態模式

靜態模式能夠更加easy地定義多目標的規則,能夠讓我們的規則變得更加的有彈性和靈活。我們還是先來看一下語法:

<targets ...>: <target-pattern>: <prereq-patterns ...>
<commands>
...


targets定義了一系列的目標檔案,能夠有萬用字元。是目標的一個集合。

target-parrtern是指明瞭targets的模式,也就是的目標集模式。

prereq-parrterns是目標的依賴模式,它對target-parrtern形成的模式再進行一次依賴目標的定義。

這樣描寫敘述這三個東西,可能還是沒有說清晰,還是舉個樣例來說明一下吧。假設我們的<target-parrtern>定義成“%.o”,意思是我們的<target>集合中都是以“.o”結尾的,而假設我們的<prereq-parrterns>定義成“%.c”,意思是對<target-parrtern>所形成的目標集進行二次定義,其計算方法是,取<target-parrtern>模式中的“%”(也就是去掉了[.o]這個結尾),併為其加上[.c]這個結尾,形成的新集合。

所以,我們的“目標模式”或是“依賴模式”中都應該有“%”這個字元,假設你的檔名稱中有“%”那麼你能夠使用反斜槓“/”進行轉義,來標明真實的“%”字元。

看一個樣例:

objects = foo.o bar.o

all: $(objects)

$(objects): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@


上面的樣例中,指明瞭我們的目標從$object中獲取,“%.o”表明要全部以“.o”結尾的目標,也就是“foo.o bar.o”,也就是變數$object集合的模式,而依賴模式“%.c”則取模式“%.o”的“%”,也就是“foo bar”,併為其加下“.c”的字尾,於是,我們的依賴目標就是“foo.c bar.c”。而命令中的“$<”和“$@”則是自己主動化變數,“$<”表示全部的依賴目標集(也就是“foo.c bar.c”),“$@”表示目標集(也就是“foo.o bar.o”)。於是,上面的規則展開後等效於以下的規則:

foo.o : foo.c
$(CC) -c $(CFLAGS) foo.c -o foo.o
bar.o : bar.c
$(CC) -c $(CFLAGS) bar.c -o bar.o

試想,假設我們的“%.o”有幾百個,那種我們僅僅要用這樣的非常easy的“靜態模式規則”就能夠寫完一堆規則,實在是太有效率了。“靜態模式規則”的使用方法非常靈活,假設用得好,那會一個非常強大的功能。再看一個樣例:


files = foo.elc bar.o lose.o

$(filter %.o,$(files)): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@
$(filter %.elc,$(files)): %.elc: %.el
emacs -f batch-byte-compile $<


$(filter %.o,$(files))表示呼叫Makefile的filter函式,過濾“$filter”集,僅僅要當中模式為“%.o”的內容。其的它內容,我就不用多說了吧。這個例字展示了Makefile中更大的彈性。


八、自己主動生成依賴性

在Makefile中,我們的依賴關係可能會須要包括一系列的標頭檔案,比方,假設我們的main.c中有一句“#include "defs.h"”,那麼我們的依賴關係應該是:

main.o : main.c defs.h

可是,假設是一個比較大型的工程,你必需清晰哪些C檔案包括了哪些標頭檔案,而且,你在新增或刪除標頭檔案時,也須要小心地改動Makefile,這是一個非常沒有維護性的工作。為了避免這樣的繁重而又easy出錯的事情,我們能夠使用C/C++編譯的一個功能。大多數的C/C++編譯器都支援一個“-M”的選項,即自己主動找尋原始檔裡包括的標頭檔案,並生成一個依賴關係。比如,假設我們執行以下的命令:

cc -M main.c

其輸出是:

main.o : main.c defs.h

於是由編譯器自己主動生成的依賴關係,這樣一來,你就不必再手動書寫若干檔案的依賴關係,而由編譯器自己主動生成了。須要提醒一句的是,假設你使用GNU的C/C++編譯器,你得用“-MM”引數,不然,“-M”引數會把一些標準庫的標頭檔案也包括進來。

gcc -M main.c的輸出是:

main.o: main.c defs.h /usr/include/stdio.h /usr/include/features.h /
/usr/include/sys/cdefs.h /usr/include/gnu/stubs.h /
/usr/lib/gcc-lib/i486-suse-linux/2.95.3/include/stddef.h /
/usr/include/bits/types.h /usr/include/bits/pthreadtypes.h /
/usr/include/bits/sched.h /usr/include/libio.h /
/usr/include/_G_config.h /usr/include/wchar.h /
/usr/include/bits/wchar.h /usr/include/gconv.h /
/usr/lib/gcc-lib/i486-suse-linux/2.95.3/include/stdarg.h /
/usr/include/bits/stdio_lim.h


gcc -MM main.c的輸出則是:

main.o: main.c defs.h

那麼,編譯器的這個功能怎樣與我們的Makefile聯絡在一起呢。由於這樣一來,我們的Makefile也要依據這些原始檔又一次生成,讓Makefile自已依賴於原始檔?這個功能並不現實,只是我們能夠有其他手段來迂迴地實現這一功能。GNU組織建議把編譯器為每一個原始檔的自己主動生成的依賴關係放到一個檔案裡,為每一個“name.c”的檔案都生成一個“name.d”的Makefile檔案,[.d]檔案裡就存放對應[.c]檔案的依賴關係。

於是,我們能夠寫出[.c]檔案和[.d]檔案的依賴關係,並讓make自己主動更新或自成[.d]檔案,並把其包括在我們的主Makefile中,這樣,我們就能夠自己主動化地生成每一個檔案的依賴關係了。

這裡,我們給出了一個模式規則來產生[.d]檔案:

%.d: %.c
@set -e; rm -f $@; /
$(CC) -M $(CPPFLAGS) $< > $@.$$$$; /
sed 's,/($*/)/.o[ :]*,/1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@; /
rm -f $@.$$$$


這個規則的意思是,全部的[.d]檔案依賴於[.c]檔案,“rm -f $@”的意思是刪除全部的目標,也就是[.d]檔案,第二行的意思是,為每一個依賴檔案“$<”,也就是[.c]檔案生成依賴檔案,“$@”表示模式“%.d”檔案,假設有一個C檔案是name.c,那麼“%”就是“name”,“$$$$”意為一個隨機編號,第二行生成的檔案有可能是“name.d.12345”,第三行使用sed命令做了一個替換,關於sed命令的使用方法請參看相關的使用文件。第四行就是刪除暫時檔案。

總而言之,這個模式要做的事就是在編譯器生成的依賴關係中新增[.d]檔案的依賴,即把依賴關係:

main.o : main.c defs.h

轉成:

main.o main.d : main.c defs.h

於是,我們的[.d]檔案也會自己主動更新了,並會自己主動生成了,當然,你還能夠在這個[.d]檔案裡新增的不僅僅是依賴關係,包括生成的命令也可一併新增,讓每一個[.d]檔案都包括一個完賴的規則。一旦我們完成這個工作,接下來,我們就要把這些自己主動生成的規則放進我們的主Makefile中。我們能夠使用Makefile的“include”命令,來引入別的Makefile檔案(前面講過),比如:

sources = foo.c bar.c

include $(sources:.c=.d)

上述語句中的“$(sources:.c=.d)”中的“.c=.d”的意思是做一個替換,把變數$(sources)全部[.c]的字串都替換成[.d],關於這個“替換”的內容,在後面我會有更為具體的講述。當然,你得注意次序,由於include是按次來載入檔案,最先載入的[.d]檔案裡的目標會成為預設目標。

 

書寫命令
————

每條規則中的命令和作業系統Shell的命令列是一致的。make會一按順序一條一條的執行命令,每條命令的開頭必須以[Tab]鍵開頭,除非,命令是緊跟在依賴規則後面的分號後的。在命令列之間中的空格或是空行會被忽略,可是假設該空格或空行是以Tab鍵開頭的,那麼make會覺得其是一個空命令。

我們在UNIX下可能會使用不同的Shell,可是make的命令預設是被“/bin/sh”——UNIX的標準Shell解釋執行的。除非你特別指定一個其他的Shell。Makefile中,“#”是凝視符,非常像C/C++中的“//”,其後的本行字元都被凝視。

一、顯示命令

通常,make會把其要執行的命令列在命令執行前輸出到螢幕上。當我們用“@”字元在命令列前,那麼,這個命令將不被make顯示出來,最具代表性的樣例是,我們用這個功能來像螢幕顯示一些資訊。如:

@echo 正在編譯XXX模組......

當make執行時,會輸出“正在編譯XXX模組......”字串,但不會輸出命令,假設沒有“@”,那麼,make將輸出:

echo 正在編譯XXX模組......
正在編譯XXX模組......

假設make執行時,帶入make引數“-n”或“--just-print”,那麼其僅僅是顯示命令,但不會執行命令,這個功能非常有利於我們除錯我們的Makefile,看看我們書寫的命令是執行起來是什麼樣子的或是什麼順序的。

而make引數“-s”或“--slient”則是全面禁止命令的顯示。

 

二、命令執行

當依賴目標新於目標時,也就是當規則的目標須要被更新時,make會一條一條的執行其後的命令。須要注意的是,假設你要讓上一條命令的結果應用在下一條命令時,你應該使用分號分隔這兩條命令。比方你的第一條命令是cd命令,你希望第二條命令得在cd之後的基礎上執行,那麼你就不能把這兩條命令寫在兩行上,而應該把這兩條命令寫在一行上,用分號分隔。如:

演示例子一:
exec:
cd /home/hchen
pwd

演示例子二:
exec:
cd /home/hchen; pwd

當我們執行“make exec”時,第一個樣例中的cd沒有作用,pwd會列印出當前的Makefile資料夾,而第二個樣例中,cd就起作用了,pwd會列印出“/home/hchen”。

make通常是使用環境變數SHELL中所定義的系統Shell來執行命令,預設情況下使用UNIX的標準Shell——/bin/sh來執行命令。但在MS-DOS下有點特殊,由於MS-DOS下沒有SHELL環境變數,當然你也能夠指定。假設你指定了UNIX風格的資料夾形式,首先,make會在SHELL所指定的路徑中找尋命令直譯器,假設找不到,其會在當前碟符中的當前資料夾中尋找,假設再找不到,其會在PATH環境變數中所定義的全部路徑中尋找。MS-DOS中,假設你定義的命令直譯器沒有找到,其會給你的命令直譯器加上諸如“.exe”、“.com”、“.bat”、“.sh”等字尾。

 

三、命令出錯

每當命令執行完後,make會檢測每一個命令的返回碼,假設命令返回成功,那麼make會執行下一條命令,當規則中全部的命令成功返回後,這個規則就算是成功完成了。假設一個規則中的某個命令出錯了(命令退出碼非零),那麼make就會終止執行當前規則,這將有可能終止全部規則的執行。

有些時候,命令的出錯並不表示就是錯誤的。比如mkdir命令,我們一定須要建立一個資料夾,假設資料夾不存在,那麼mkdir就成功執行,萬事大吉,假設資料夾存在,那麼就出錯了。我們之所以使用mkdir的意思就是一定要有這樣的一個資料夾,於是我們就不希望mkdir出錯而終止規則的執行。

為了做到這一點,忽略命令的出錯,我們能夠在Makefile的命令列前加一個減號“-”(在Tab鍵之後),標記為無論命令出不出錯都覺得是成功的。如:

clean:
-rm -f *.o

另一個全域性的辦法是,給make加上“-i”或是“--ignore-errors”引數,那麼,Makefile中全部命令都會忽略錯誤。而假設一個規則是以“.IGNORE”作為目標的,那麼這個規則中的全部命令將會忽略錯誤。這些是不同級別的防止命令出錯的方法,你能夠依據你的不同喜歡設定。

另一個要提一下的make的引數的是“-k”或是“--keep-going”,這個引數的意思是,假設某規則中的命令出錯了,那麼就終目該規則的執行,但繼續執行其他規則。

 

四、巢狀執行make

在一些大的工程中,我們會把我們不同模組或是不同功能的原始檔放在不同的資料夾中,我們能夠在每一個資料夾中都書寫一個該資料夾的Makefile,這有利於讓我們的Makefile變得更加地簡潔,而不至於把全部的東西全部寫在一個Makefile中,這樣會非常難維護我們的Makefile,這個技術對於我們模組編譯和分段編譯有著非常大的長處。

比如,我們有一個子資料夾叫subdir,這個資料夾下有個Makefile檔案,來指明瞭這個資料夾下檔案的編譯規則。那麼我們總控的Makefile能夠這樣書寫:

subsystem:
cd subdir && $(MAKE)

其等效於:

subsystem:
$(MAKE) -C subdir

定義$(MAKE)巨集變數的意思是,或許我們的make須要一些引數,所以定義成一個變數比較利於維護。這兩個樣例的意思都是先進入“subdir”資料夾,然後執行make命令。

我們把這個Makefile叫做“總控Makefile”,總控Makefile的變數能夠傳遞到下級的Makefile中(假設你顯示的宣告),可是不會覆蓋下層的Makefile中所定義的變數,除非指定了“-e”引數。

假設你要傳遞變數到下級Makefile中,那麼你能夠使用這樣的宣告:

export <variable ...>

假設你不想讓某些變數傳遞到下級Makefile中,那麼你能夠這樣宣告:

unexport <variable ...>

如:

演示例子一:

export variable = value

其等效於:

variable = value
export variable

其等效於:

export variable := value

其等效於:

variable := value
export variable

演示例子二:

export variable += value

其等效於:

variable += value
export variable

假設你要傳遞全部的變數,那麼,僅僅要一個export就可以了。後面什麼也不用跟,表示傳遞全部的變數。

須要注意的是,有兩個變數,一個是SHELL,一個是MAKEFLAGS,這兩個變數無論你是否export,其總是要傳遞到下層Makefile中,特別是MAKEFILES變數,當中包括了make的引數資訊,假設我們執行“總控Makefile”時有make引數或是在上層Makefile中定義了這個變數,那麼MAKEFILES變數將會是這些引數,並會傳遞到下層Makefile中,這是一個系統級的環境變數。

可是make命令中的有幾個引數並不往下傳遞,它們是“-C”,“-f”,“-h”“-o”和“-W”(有關Makefile引數的細節將在後面說明),假設你不想往下層傳遞引數,那麼,你能夠這樣來:

subsystem:
cd subdir && $(MAKE) MAKEFLAGS=

假設你定義了環境變數MAKEFLAGS,那麼你得確信當中的選項是大家都會用到的,假設當中有“-t”,“-n”,和“-q”引數,那麼將會有讓你意想不到的結果,或許會讓你異常地恐慌。

另一個在“巢狀執行”中比較實用的引數,“-w”或是“--print-directory”會在make的過程中輸出一些資訊,讓你看到眼下的工作資料夾。比方,假設我們的下級make資料夾是“/home/hchen/gnu/make”,假設我們使用“make -w”來執行,那麼當進入該資料夾時,我們會看到:

make: Entering directory `/home/hchen/gnu/make'.

而在完成下層make後離開資料夾時,我們會看到:

make: Leaving directory `/home/hchen/gnu/make'

當你使用“-C”引數來指定make下層Makefile時,“-w”會被自己主動開啟的。假設引數中有“-s”(“--slient”)或是“--no-print-directory”,那麼,“-w”總是失效的。

 

五、定義命令包

假設Makefile中出現一些相同命令序列,那麼我們能夠為這些相同的命令序列定義一個變數。定義這樣的命令序列的語法以“define”開始,以“endef”結束,如:

define run-yacc
yacc $(firstword $^)
mv y.tab.c $@
endef

這裡,“run-yacc”是這個命令包的名字,其不要和Makefile中的變數重名。在“define”和“endef”中的兩行就是命令序列。這個命令包中的第一個命令是執行Yacc程式,由於Yacc程式總是生成“y.tab.c”的檔案,所以第二行的命令就是把這個檔案改改名字。還是把這個命令包放到一個演示例子中來看看吧。

foo.c : foo.y
$(run-yacc)

我們能夠看見,要使用這個命令包,我們就好像使用變數一樣。在這個命令包的使用中,命令包“run-yacc”中的“$^”就是“foo.y”,“$@”就是“foo.c”(有關這樣的以“$”開頭的特殊變數,我們會在後面介紹),make在執行命令包時,命令包中的每一個命令會被依次獨立執行。

使用變數
————

在Makefile中的定義的變數,就像是C/C++語言中的巨集一樣,他代表了一個文字字串,在Makefile中執行的時候其會自己主動原模原樣地展開在所使用的地方。其與C/C++所不同的是,你能夠在Makefile中改變其值。在Makefile中,變數能夠使用在“目標”,“依賴目標”,“命令”或是Makefile的其他部分中。

變數的命名字能夠包括字元、數字,下劃線(能夠是數字開頭),但不應該含有“:”、“#”、“=”或是空字元(空格、回車等)。變數是大寫和小寫敏感的,“foo”、“Foo”和“FOO”是三個不同的變數名。傳統的Makefile的變數名是全大寫的命名方式,但我推薦使用大寫和小寫搭配的變數名,如:MakeFlags。這樣能夠避免和系統的變數衝突,而發生意外的事情。

有一些變數是非常奇怪字串,如“$<”、“$@”等,這些是自己主動化變數,我會在後面介紹。

一、變數的基礎

變數在宣告時須要給予初值,而在使用時,須要給在變數名前加上“$”符號,但最好用小括號“()”或是大括號“{}”把變數給包括起來。假設你要使用真實的“$”字元,那麼你須要用“$$”來表示。

變數能夠使用在很多地方,如規則中的“目標”、“依賴”、“命令”以及新的變數中。先看一個樣例:

objects = program.o foo.o utils.o
program : $(objects)
cc -o program $(objects)

$(objects) : defs.h

變數會在使用它的地方精確地展開,就像C/C++中的巨集一樣,比如:

foo = c
prog.o : prog.$(foo)
$(foo)$(foo) -$(foo) prog.$(foo)

展開後得到:

prog.o : prog.c
cc -c prog.c

當然,千萬不要在你的Makefile中這樣幹,這裡僅僅是舉個樣例來表明Makefile中的變數在使用處展開的真實樣子。可見其就是一個“替代”的原理。

另外,給變數加上括號全然是為了更加安全地使用這個變數,在上面的樣例中,假設你不想給變數加上括號,那也能夠,但我還是強烈建議你給變數加上括號。


二、變數中的變數

在定義變數的值時,我們能夠使用其他變數來構造變數的值,在Makefile中有兩種方式來在用變數定義變數的值。

先看第一種方式,也就是簡單的使用“=”號,在“=”左側是變數,右側是變數的值,右側變數的值能夠定義在檔案的不論什麼一處,也就是說,右側中的變數不一定非要是已定義好的值,其也能夠使用後面定義的值。如:

foo = $(bar)
bar = $(ugh)
ugh = Huh?

all:
echo $(foo)

我們執行“make all”將會打出變數$(foo)的值是“Huh?”( $(foo)的值是$(bar),$(bar)的值是$(ugh),$(ugh)的值是“Huh?”)可見,變數是能夠使用後面的變數來定義的。

這個功能有好的地方,也有不好的地方,好的地方是,我們能夠把變數的真實值推到後面來定義,如:

CFLAGS = $(include_dirs) -O
include_dirs = -Ifoo -Ibar

當“CFLAGS”在命令中被展開時,會是“-Ifoo -Ibar -O”。但這樣的形式也有不好的地方,那就是遞迴定義,如:

CFLAGS = $(CFLAGS) -O

或:

A = $(B)
B = $(A)

這會讓make陷入無限的變數展開過程中去,當然,我們的make是有能力檢測這樣的定義,並會報錯。還有就是假設在變數中使用函式,那麼,這樣的方式會讓我們的make執行時非常慢,更糟糕的是,他會使用得兩個make的函式“wildcard”和“shell”發生不可預知的錯誤。由於你不會知道這兩個函式會被呼叫多少次。

為了避免上面的這個方法,我們能夠使用make中的另一種用變數來定義變數的方法。這個方法使用的是“:=”操作符,如:

x := foo
y := $(x) bar
x := later

其等效於:

y := foo bar
x := later

值得一提的是,這個方法,前面的變數不能使用後面的變數,僅僅能使用前面已定義好了的變數。假設是這樣:

y := $(x) bar
x := foo

那麼,y的值是“bar”,而不是“foo bar”。

上面都是一些比較簡單的變數使用了,讓我們來看一個複雜的樣例,當中包括了make的函式、條件表示式和一個系統變數“MAKELEVEL”的使用:

ifeq (0,${MAKELEVEL})
cur-dir := $(shell pwd)
whoami := $(shell whoami)
host-type := $(shell arch)
MAKE := ${MAKE} host-type=${host-type} whoami=${whoami}
endif

關於條件表示式和函式,我們在後面再說,對於系統變數“MAKELEVEL”,其意思是,假設我們的make有一個巢狀執行的動作(參見前面的“巢狀使用make”),那麼,這個變數會記錄了我們的當前Makefile的呼叫層數。

以下再介紹兩個定義變數時我們須要知道的,請先看一個樣例,假設我們要定義一個變數,其值是一個空格,那麼我們能夠這樣來:

nullstring :=
space := $(nullstring) # end of the line

nullstring是一個Empty變數,當中什麼也沒有,而我們的space的值是一個空格。由於在操作符的右邊是非常難描寫敘述一個空格的,這裡採用的技術非常管用,先用一個Empty變數來標明變數的值開始了,而後面採用“#”凝視符來表示變數定義的終止,這樣,我們能夠定義出其值是一個空格的變數。請注意這裡關於“#”的使用,凝視符“#”的這樣的特性值得我們注意,假設我們這樣定義一個變數:

dir := /foo/bar # directory to put the frobs in

dir這個變數的值是“/foo/bar”,後面還跟了4個空格,假設我們這樣使用這樣變數來指定別的資料夾——“$(dir)/file”那麼就完蛋了。

另一個比較實用的操作符是“?=”,先看演示例子:

FOO ?= bar

其含義是,假設FOO沒有被定義過,那麼變數FOO的值就是“bar”,假設FOO先前被定義過,那麼這條語將什麼也不做,其等效於:

ifeq ($(origin FOO), undefined)
FOO = bar
endif


三、變數高階使用方法

這裡介紹兩種變數的高階使用方法,第一種是變數值的替換。

我們能夠替換變數中的共同擁有的部分,其格式是“$(var:a=b)”或是“${var:a=b}”,其意思是,把變數“var”中全部以“a”字串“結尾”的“a”替換成“b”字串。這裡的“結尾”意思是“空格”或是“結束符”。

還是看一個演示例子吧:

foo := a.o b.o c.o
bar := $(foo:.o=.c)

這個演示例子中,我們先定義了一個“$(foo)”變數,而第二行的意思是把“$(foo)”中全部以“.o”字串“結尾”全部替換成“.c”,所以我們的“$(bar)”的值就是“a.c b.c c.c”。

第二種變數替換的技術是以“靜態模式”(參見前面章節)定義的,如:

foo := a.o b.o c.o
bar := $(foo:%.o=%.c)

這依賴於被替換字串中的有相同的模式,模式中必須包括一個“%”字元,這個樣例相同讓$(bar)變數的值為“a.c b.c c.c”。

第二種高階使用方法是——“把變數的值再當成變數”。先看一個樣例:

x = y
y = z
a := $($(x))

在這個樣例中,$(x)的值是“y”,所以$($(x))就是$(y),於是$(a)的值就是“z”。(注意,是“x=y”,而不是“x=$(y)”)

我們還能夠使用許多其他的層次:

x = y
y = z
z = u
a := $($($(x)))

這裡的$(a)的值是“u”,相關的推導留給讀者自己去做吧。

讓我們再複雜一點,使用上“在變數定義中使用變數”的第一個方式,來看一個樣例:

x = $(y)
y = z
z = Hello
a := $($(x))

這裡的$($(x))被替換成了$($(y)),由於$(y)值是“z”,所以,終於結果是:a:=$(z),也就是“Hello”。

再複雜一點,我們再加上函式:

x = variable1
variable2 := Hello
y = $(subst 1,2,$(x))
z = y
a := $($($(z)))

這個樣例中,“$($($(z)))”擴充套件為“$($(y))”,而其再次被擴充套件為“$($(subst 1,2,$(x)))”。$(x)的值是“variable1”,subst函式把“variable1”中的全部“1”字串替換成“2”字串,於是,“variable1”變成“variable2”,再取其值,所以,終於,$(a)的值就是$(variable2)的值——“Hello”。(喔,好不easy)

在這樣的方式中,或要能夠使用多個變數來組成一個變數的名字,然後再取其值:

first_second = Hello
a = first
b = second
all = $($a_$b)

這裡的“$a_$b”組成了“first_second”,於是,$(all)的值就是“Hello”。

再來看看結合第一種技術的樣例:

a_objects := a.o b.o c.o
1_objects := 1.o 2.o 3.o

sources := $($(a1)_objects:.o=.c)

這個樣例中,假設$(a1)的值是“a”的話,那麼,$(sources)的值就是“a.c b.c c.c”;假設$(a1)的值是“1”,那麼$(sources)的值是“1.c 2.c 3.c”。

再來看一個這樣的技術和“函式”與“條件語句”一同使用的樣例:

ifdef do_sort
func := sort
else
func := strip
endif

bar := a d b g q c

foo := $($(func) $(bar))

這個演示例子中,假設定義了“do_sort”,那麼:foo := $(sort a d b g q c),於是$(foo)的值就是“a b c d g q”,而假設未定義“do_sort”,那麼:foo := $(sort a d b g q c),呼叫的就是strip函式。

當然,“把變數的值再當成變數”這樣的技術,相同能夠用在操作符的左邊:

dir = foo
$(dir)_sources := $(wildcard $(dir)/*.c)
define $(dir)_print
lpr $($(dir)_sources)
endef

這個樣例中定義了三個變數:“dir”,“foo_sources”和“foo_print”。


四、追加變數值

我們能夠使用“+=”操作符給變數追加值,如:

objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects += another.o

於是,我們的$(objects)值變成:“main.o foo.o bar.o utils.o another.o”(another.o被追加進去了)

使用“+=”操作符,能夠模擬為以下的這樣的樣例:

objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects := $(objects) another.o

所不同的是,用“+=”更為簡潔。

假設變數之前未定義過,那麼,“+=”會自己主動變成“=”,假設前面有變數定義,那麼“+=”會繼承於前次操作的賦值符。假設前一次的是“:=”,那麼“+=”會以“:=”作為其賦值符,如:

variable := value
variable += more

等效於:

variable := value
variable := $(variable) more

但假設是這樣的情況:

variable = value
variable += more

由於前次的賦值符是“=”,所以“+=”也會以“=”來做為賦值,那麼豈不會發生變數的遞補歸定義,這是非常不好的,所以make會自己主動為我們解決問題,我們不必操心這個問題。


五、override 指示符

假設有變數是通常make的命令列引數設定的,那麼Makefile中對這個變數的賦值會被忽略。假設你想在Makefile中設定這類引數的值,那麼,你能夠使用“override”指示符。其語法是:

override <variable> = <value>

override <variable> := <value>

當然,你還能夠追加:

override <variable> += <more text>

對於多行的變數定義,我們用define指示符,在define指示符前,也相同能夠使用ovveride指示符,如:

override define foo
bar
endef

六、多行變數

另一種設定變數值的方法是使用definekeyword。使用definekeyword設定變數的值能夠有換行,這有利於定義一系列的命令(前面我們講過“命令包”的技術就是利用這個keyword)。

define指示符後面跟的是變數的名字,而重起一行定義變數的值,定義是以endefkeyword結束。其工作方式和“=”操作符一樣。變數的值能夠包括函式、命令、文字,或是其他變數。由於命令須要以[Tab]鍵開頭,所以假設你用define定義的命令變數中沒有以[Tab]鍵開頭,那麼make就不會把其覺得是命令。

以下的這個演示例子展示了define的使用方法:

define two-lines
echo foo
echo $(bar)
endef


七、環境變數

make執行時的系統環境變數能夠在make開始執行時被載入到Makefile檔案裡,可是假設Makefile中已定義了這個變數,或是這個變數由make命令列帶入,那麼系統的環境變數的值將被覆蓋。(假設make指定了“-e”引數,那麼,系統環境變數將覆蓋Makefile中定義的變數)

因此,假設我們在環境變數中設定了“CFLAGS”環境變數,那麼我們就能夠在全部的Makefile中使用這個變數了。這對於我們使用統一的編譯引數有比較大的長處。假設Makefile中定義了CFLAGS,那麼則會使用Makefile中的這個變數,假設未定義則使用系統環境變數的值,一個共性和個性的統一,非常像“全域性變數”和“區域性變數”的特性。

當make巢狀呼叫時(參見前面的“巢狀呼叫”章節),上層Makefile中定義的變數會以系統環境變數的方式傳遞到下層的Makefile中。當然,預設情況下,唯獨通過命令列設定的變數會被傳遞。而定義在檔案裡的變數,假設要向下層Makefile傳遞,則須要使用exprotkeyword來宣告。(參見前面章節)

當然,我並不推薦把很多的變數都定義在系統環境中,這樣,在我們執行不用的Makefile時,擁有的是同一套系統變數,這可能會帶來許多其他的麻煩。


八、目標變數

前面我們所講的在Makefile中定義的變數都是“全域性變數”,在整個檔案,我們都能夠訪問這些變數。當然,“自己主動化變數”除外,如“$<”等這樣的類量的自己主動化變數就屬於“規則型變數”,這樣的變數的值依賴於規則的目標和依賴目標的定義。

當然,我樣相同能夠為某個目標設定區域性變數,這樣的變數被稱為“Target-specific Variable”,它能夠和“全域性變數”同名,由於它的作用範圍僅僅在這條規則以及連帶規則中,所以其值也僅僅在作用範圍內有效。而不會影響規則鏈以外的全域性變數的值。

其語法是:

<target ...> : <variable-assignment>

<target ...> : overide <variable-assignment>

<variable-assignment>能夠是前面講過的各種賦值表示式,如“=”、“:=”、“+=”或是“?=”。第二個語法是針對於make命令列帶入的變數,或是系統環境變數。

這個特性非常的實用,當我們設定了這樣一個變數,這個變數會作用到由這個目標所引發的全部的規則中去。如:

prog : CFLAGS = -g
prog : prog.o foo.o bar.o
$(CC) $(CFLAGS) prog.o foo.o bar.o

prog.o : prog.c
$(CC) $(CFLAGS) prog.c

foo.o : foo.c
$(CC) $(CFLAGS) foo.c

bar.o : bar.c
$(CC) $(CFLAGS) bar.c

在這個演示例子中,無論全域性的$(CFLAGS)的值是什麼,在prog目標,以及其所引發的全部規則中(prog.o foo.o bar.o的規則),$(CFLAGS)的值都是“-g”


九、模式變數

在GNU的make中,還支援模式變數(Pattern-specific Variable),通過上面的目標變數中,我們知道,變數能夠定義在某個目標上。模式變數的長處就是,我們能夠給定一種“模式”,能夠把變數定義在符合這樣的模式的全部目標上。

我們知道,make的“模式”通常是至少含有一個“%”的,所以,我們能夠以例如以下方式給全部以[.o]結尾的目標定義目標變數:

%.o : CFLAGS = -O

相同,模式變數的語法和“目標變數”一樣:

<pattern ...> : <variable-assignment>

<pattern ...> : override <variable-assignment>

override相同是針對於系統環境傳入的變數,或是make命令列指定的變數。

使用條件推斷
——————

使用條件推斷,能夠讓make依據執行時的不同情況選擇不同的執行分支。條件表示式能夠是比較變數的值,或是比較變數和常量的值。

一、演示例子

以下的樣例,推斷$(CC)變數是否“gcc”,假設是的話,則使用GNU函式編譯目標。

libs_for_gcc = -lgnu
normal_libs =

foo: $(objects)
ifeq ($(CC),gcc)
$(CC) -o foo $(objects) $(libs_for_gcc)
else
$(CC) -o foo $(objects) $(normal_libs)
endif

可見,在上面演示例子的這個規則中,目標“foo”能夠依據變數“$(CC)”值來選取不同的函式庫來編譯程式。

我們能夠從上面的演示例子中看到三個keyword:ifeq、else和endif。ifeq的意思表示條件語句的開始,並指定一個條件表示式,表示式包括兩個引數,以逗號分隔,表示式以圓括號括起。else表示條件表示式為假的情況。endif表示一個條件語句的結束,不論什麼一個條件表示式都應該以endif結束。

當我們的變數$(CC)值是“gcc”時,目標foo的規則是:

foo: $(objects)
$(CC) -o foo $(objects) $(libs_for_gcc)

而當我們的變數$(CC)值不是“gcc”時(比方“cc”),目標foo的規則是:

foo: $(objects)
$(CC) -o foo $(objects) $(normal_libs)

當然,我們還能夠把上面的那個樣例寫得更簡潔一些:

libs_for_gcc = -lgnu
normal_libs =

ifeq ($(CC),gcc)
libs=$(libs_for_gcc)
else
libs=$(normal_libs)
endif

foo: $(objects)
$(CC) -o foo $(objects) $(libs)


二、語法

條件表示式的語法為:

<conditional-directive>
<text-if-true>
endif

以及:

<conditional-directive>
<text-if-true>
else
<text-if-false>
endif

當中<conditional-directive>表示條件keyword,如“ifeq”。這個keyword有四個。

第一個是我們前面所見過的“ifeq”

ifeq (<arg1>, <arg2> )
ifeq '<arg1>' '<arg2>'
ifeq "<arg1>" "<arg2>"
ifeq "<arg1>" '<arg2>'
ifeq '<arg1>' "<arg2>"

比較引數“arg1”和“arg2”的值是否相同。當然,引數中我們還能夠使用make的函式。如:

ifeq ($(strip $(foo)),)
<text-if-empty>
endif

這個演示例子中使用了“strip”函式,假設這個函式的返回值是空(Empty),那麼<text-if-empty>就生效。

第二個條件keyword是“ifneq”。語法是:

ifneq (<arg1>, <arg2> )
ifneq '<arg1>' '<arg2>'
ifneq "<arg1>" "<arg2>"
ifneq "<arg1>" '<arg2>'
ifneq '<arg1>' "<arg2>"

其比較引數“arg1”和“arg2”的值是否相同,假設不同,則為真。和“ifeq”相似。

第三個條件keyword是“ifdef”。語法是:

ifdef <variable-name>

假設變數<variable-name>的值非空,那到表示式為真。否則,表示式為假。當然,<variable-name>相同能夠是一個函式的返回值。注意,ifdef僅僅是測試一個變數是否有值,其並不會把變數擴充套件到當前位置。還是來看兩個樣例:

演示例子一:
bar =
foo = $(bar)
ifdef foo
frobozz = yes
else
frobozz = no
endif

演示例子二:
foo =
ifdef foo
frobozz = yes
else
frobozz = no
endif

第一個樣例中,“$(frobozz)”值是“yes”,第二個則是“no”。

第四個條件keyword是“ifndef”。其語法是:

ifndef <variable-name>

這個我就不多說了,和“ifdef”是相反的意思。

在<conditional-directive>這一行上,多餘的空格是被同意的,可是不能以[Tab]鍵做為開始(不然就被覺得是命令)。而凝視符“#”相同也是安全的。“else”和“endif”也一樣,僅僅要不是以[Tab]鍵開始就可以了。

特別注意的是,make是在讀取Makefile時就計算條件表示式的值,並依據條件表示式的值來選擇語句,所以,你最好不要把自己主動化變數(如“$@”等)放入條件表示式中,由於自己主動化變數是在執行時才有的。

而且,為了避免混亂,make不同意把整個條件語句分成兩部分放在不同的檔案裡。

 

使用函式
————

在Makefile中能夠使用函式來處理變數,從而讓我們的命令或是規則更為的靈活和具有智慧。make所支援的函式也不算非常多,只是已經足夠我們的操作了。函式呼叫後,函式的返回值能夠當做變數來使用。


一、函式的呼叫語法

函式呼叫,非常像變數的使用,也是以“$”來標識的,其語法例如以下:

$(<function> <arguments> )

或是

${<function> <arguments>}

這裡,<function>就是函式名,make支援的函式不多。<arguments>是函式的引數,引數間以逗號“,”分隔,而函式名和引數之間以“空格”分隔。函式呼叫以“$”開頭,以圓括號或花括號把函式名和引數括起。感覺非常像一個變數,是不是?函式中的引數能夠使用變數,為了風格的統一,函式和變數的括號最好一樣,如使用“$(subst a,b,$(x))”這樣的形式,而不是“$(subst a,b,${x})”的形式。由於統一會更清晰,也會降低一些不必要的麻煩。

還是來看一個演示例子:

comma:= ,
empty:=
space:= $(empty) $(empty)
foo:= a b c
bar:= $(subst $(space),$(comma),$(foo))

在這個演示例子中,$(comma)的值是一個逗號。$(space)使用了$(empty)定義了一個空格,$(foo)的值是“a b c”,$(bar)的定義用,呼叫了函式“subst”,這是一個替換函式,這個函式有三個引數,第一個引數是被替換字串,第二個引數是替換字串,第三個引數是替換操作作用的字串。這個函式也就是把$(foo)中的空格替換成逗號,所以$(bar)的值是“a,b,c”。


二、字串處理函式

$(subst <from>,<to>,<text> )

名稱:字串替換函式——subst。
功能:把字串<text>中的<from>字串替換成<to>。
返回:函式返回被替換過後的字串。

演示例子:

$(subst ee,EE,feet on the street),

把“feet on the street”中的“ee”替換成“EE”,返回結果是“fEEt on the strEEt”。


$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text> )

名稱:模式字串替換函式——patsubst。
功能:查詢<text>中的單詞(單詞以“空格”、“Tab”或“回車”“換行”分隔)是否符合模式<pattern>,假設匹配的話,則以<replacement>替換。這裡,<pattern>能夠包括萬用字元“%”,表示隨意長度的字串。假設<replacement>中也包括“%”,那麼,<replacement>中的這個“%”將是<pattern>中的那個“%”所代表的字串。(能夠用“/”來轉義,以“/%”來表示真實含義的“%”字元)
返回:函式返回被替換過後的字串。

演示例子:

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)

把字串“x.c.c bar.c”符合模式[%.c]的單詞替換成[%.o],返回結果是“x.c.o bar.o”

備註:

這和我們前面“變數章節”說過的相關知識有點相似。如:

“$(var:<pattern>=<replacement> )”
相當於
“$(patsubst <pattern>,<replacement>,$(var))”,

而“$(var: <suffix>=<replacement> )”
則相當於
“$(patsubst %<suffix>,%<replacement>,$(var))”。

比如有:objects = foo.o bar.o baz.o,
那麼,“$(objects:.o=.c)”和“$(patsubst %.o,%.c,$(objects))”是一樣的。

$(strip <string> )

名稱:去空格函式——strip。
功能:去掉<string>字串中開頭和結尾的空字元。
返回:返回被去掉空格的字串值。
演示例子:

$(strip a b c )

把字串“a b c ”去到開頭和結尾的空格,結果是“a b c”。

$(findstring <find>,<in> )

名稱:查詢字串函式——findstring。
功能:在字串<in>中查詢<find>字串。
返回:假設找到,那麼返回<find>,否則返回空字串。
演示例子:

$(findstring a,a b c)
$(findstring a,b c)

第一個函式返回“a”字串,第二個返回“”字串(空字串)

$(filter <pattern...>,<text> )

名稱:過濾函式——filter。
功能:以<pattern>模式過濾<text>字串中的單詞,保留符合模式<pattern>的單詞。能夠有多個模式。
返回:返回符合模式<pattern>的字串。
演示例子:

sources := foo.c bar.c baz.s ugh.h
foo: $(sources)
cc $(filter %.c %.s,$(sources)) -o foo

$(filter %.c %.s,$(sources))返回的值是“foo.c bar.c baz.s”。

$(filter-out <pattern...>,<text> )

名稱:反過濾函式——filter-out。
功能:以<pattern>模式過濾<text>字串中的單詞,去除符合模式<pattern>的單詞。能夠有多個模式。
返回:返回不符合模式<pattern>的字串。
演示例子:

objects=main1.o foo.o main2.o bar.o
mains=main1.o main2.o

$(filter-out $(mains),$(objects)) 返回值是“foo.o bar.o”。

$(sort <list> )

名稱:排序函式——sort。
功能:給字串<list>中的單詞排序(升序)。
返回:返回排序後的字串。
演示例子:$(sort foo bar lose)返回“bar foo lose” 。
備註:sort函式會去掉<list>中相同的單詞。

$(word <n>,<text> )

名稱:取單詞函式——word。
功能:取字串<text>中第<n>個單詞。(從一開始)
返回:返回字串<text>中第<n>個單詞。假設<n>比<text>中的單詞數要大,那麼返回空字串。
演示例子:$(word 2, foo bar baz)返回值是“bar”。

$(wordlist <s>,<e>,<text> )

名稱:取單詞串函式——wordlist。
功能:從字串<text>中取從<s>開始到<e>的單詞串。<s>和<e>是一個數字。
返回:返回字串<text>中從<s>到<e>的單詞字串。假設<s>比<text>中的單詞數要大,那麼返回空字串。假設<e>大於<text>的單詞數,那麼返回從<s>開始,到<text>結束的單詞串。
演示例子: $(wordlist 2, 3, foo bar baz)返回值是“bar baz”。

$(words <text> )

名稱:單詞個數統計函式——words。
功能:統計<text>中字串中的單詞個數。
返回:返回<text>中的單詞數。
演示例子:$(words, foo bar baz)返回值是“3”。
備註:假設我們要取<text>中最後的一個單詞,我們能夠這樣:$(word $(words <text> ),<text> )。

$(firstword <text> )

名稱:首單詞函式——firstword。
功能:取字串<text>中的第一個單詞。
返回:返回字串<text>的第一個單詞。
演示例子:$(firstword foo bar)返回值是“foo”。
備註:這個函式能夠用word函式來實現:$(word 1,<text> )。

以上,是全部的字串操作函式,假設搭配混合使用,能夠完成比較複雜的功能。這裡,舉一個現實中應用的樣例。我們知道,make使用“VPATH”變數來指定“依賴檔案”的搜尋路徑。於是,我們能夠利用這個搜尋路徑來指定編譯器對標頭檔案的搜尋路徑引數CFLAGS,如:

override CFLAGS += $(patsubst %,-I%,$(subst :, ,$(VPATH)))

假設我們的“$(VPATH)”值是“src:../headers”,那麼“$(patsubst %,-I%,$(subst :, ,$(VPATH)))”將返回“-Isrc -I../headers”,這正是cc或gcc搜尋標頭檔案路徑的引數。


三、檔名稱操作函式

以下我們要介紹的函式主要是處理檔名稱的。每一個函式的引數字串都會被當做一個或是一系列的檔名稱來對待。

$(dir <names...> )

名稱:取資料夾函式——dir。
功能:從檔名稱序列<names>中取出資料夾部分。資料夾部分是指最後一個反斜槓(“/”)之前的部分。假設沒有反斜槓,那麼返回“./”。
返回:返回檔名稱序列<names>的資料夾部分。
演示例子: $(dir src/foo.c hacks)返回值是“src/ ./”。

$(notdir <names...> )

名稱:取檔案函式——notdir。
功能:從檔名稱序列<names>中取出非資料夾部分。非資料夾部分是指最後一個反斜槓(“/”)之後的部分。
返回:返回檔名稱序列<names>的非資料夾部分。
演示例子: $(notdir src/foo.c hacks)返回值是“foo.c hacks”。

$(suffix <names...> )

名稱:取字尾函式——suffix。
功能:從檔名稱序列<names>中取出各個檔名稱的字尾。
返回:返回檔名稱序列<names>的字尾序列,假設檔案沒有字尾,則返回空字串。
演示例子:$(suffix src/foo.c src-1.0/bar.c hacks)返回值是“.c .c”。

$(basename <names...> )

名稱:取字首函式——basename。
功能:從檔名稱序列<names>中取出各個檔名稱的字首部分。
返回:返回檔名稱序列<names>的字首序列,假設檔案沒有字首,則返回空字串。
演示例子:$(basename src/foo.c src-1.0/bar.c hacks)返回值是“src/foo src-1.0/bar hacks”。

$(addsuffix <suffix>,<names...> )

名稱:加字尾函式——addsuffix。
功能:把字尾<suffix>加到<names>中的每一個單詞後面。
返回:返回加過字尾的檔名稱序列。
演示例子:$(addsuffix .c,foo bar)返回值是“foo.c bar.c”。

$(addprefix <prefix>,<names...> )

名稱:加字首函式——addprefix。
功能:把字首<prefix>加到<names>中的每一個單詞後面。
返回:返回加過字首的檔名稱序列。
演示例子:$(addprefix src/,foo bar)返回值是“src/foo src/bar”。

$(join <list1>,<list2> )

名稱:連線函式——join。
功能:把<list2>中的單詞對應地加到<list1>的單詞後面。假設<list1>的單詞個數要比<list2>的多,那麼,<list1>中的多出來的單詞將保持原樣。假設<list2>的單詞個數要比<list1>多,那麼,<list2>多出來的單詞將被拷貝到<list2>中。
返回:返回連線過後的字串。
演示例子:$(join aaa bbb , 111 222 333)返回值是“aaa111 bbb222 333”。

 

四、foreach 函式


foreach函式和別的函式非常的不一樣。由於這個函式是用來做迴圈用的,Makefile中的foreach函式差點兒是仿照於Unix標準Shell(/bin/sh)中的for語句,或是C-Shell(/bin/csh)中的foreach語句而構建的。它的語法是:

 

$(foreach <var>,<list>,<text> )

 

這個函式的意思是,把引數<list>中的單詞逐一取出放到引數<var>所指定的變數中,然後再執行<text>所包括的表示式。每一次<text>會返回一個字串,迴圈過程中,<text>的所返回的每一個字串會以空格分隔,最後當整個迴圈結束時,<text>所返回的每一個字串所組成的整個字串(以空格分隔)將會是foreach函式的返回值。

 

所以,<var>最好是一個變數名,<list>能夠是一個表示式,而<text>中通常會使用<var>這個引數來依次列舉<list>中的單詞。舉個樣例:

 

names := a b c d

files := $(foreach n,$(names),$(n).o)

 

上面的樣例中,$(name)中的單詞會被挨個取出,並存到變數“n”中,“$(n).o”每次依據“$(n)”計算出一個值,這些值以空格分隔,最後作為foreach函式的返回,所以,$(files)的值是“a.o b.o c.o d.o”。

 

注意,foreach中的<var>引數是一個暫時的區域性變數,foreach函式執行完後,引數<var>的變數將不在作用,其作用域僅僅在foreach函式當中。

 

 

五、if 函式


if函式非常像GNU的make所支援的條件語句——ifeq(參見前面所述的章節),if函式的語法是:

 

$(if <condition>,<then-part> )

 

或是

 

$(if <condition>,<then-part>,<else-part> )

 

可見,if函式能夠包括“else”部分,或是不含。即if函式的引數能夠是兩個,也能夠是三個。<condition>引數是if的表示式,假設其返回的為非空字串,那麼這個表示式就相當於返回真,於是,<then-part>會被計算,否則<else-part>會被計算。

 

而if函式的返回值是,假設<condition>為真(非空字串),那個<then-part>會是整個函式的返回值,假設<condition>為假(空字串),那麼<else-part>會是整個函式的返回值,此時假設<else-part>沒有被定義,那麼,整個函式返回空字串。

 

所以,<then-part>和<else-part>僅僅會有一個被計算。

 

 

六、call函式


call函式是唯一一個能夠用來建立新的引數化的函式。你能夠寫一個非常複雜的表示式,這個表示式中,你能夠定義很多引數,然後你能夠用call函式來向這個表示式傳遞引數。其語法是:

 

$(call <expression>,<parm1>,<parm2>,<parm3>...)

 

當make執行這個函式時,<expression>引數中的變數,如$(1),$(2),$(3)等,會被引數<parm1>,<parm2>,<parm3>依次代替。而<expression>的返回值就是call函式的返回值。比如:

reverse = $(1) $(2)

foo = $(call reverse,a,b)

 

那麼,foo的值就是“a b”。當然,引數的次序是能夠自己定義的,不一定是順序的,如:

 

reverse = $(2) $(1)

foo = $(call reverse,a,b)

 

此時的foo的值就是“b a”。

 

 

七、origin函式
origin函式不像其他的函式,他並不操作變數的值,他僅僅是告訴你你的這個變數是哪裡來的?其語法是:

 

$(origin <variable> )

 

注意,<variable>是變數的名字,不應該是引用。所以你最好不要在<variable>中使用“$”字元。Origin函式會以其返回值來告訴你這個變數的“出生情況”,以下,是origin函式的返回值:

 

“undefined”

假設<variable>從來未定義過,origin函式返回這個值“undefined”。

 

“default”

假設<variable>是一個預設的定義,比方“CC”這個變數,這樣的變數我們將在後面講述。

 

“environment”

假設<variable>是一個環境變數,而且當Makefile被執行時,“-e”引數沒有被開啟。

 

“file”

假設<variable>這個變數被定義在Makefile中。

 

“command line”

假設<variable>這個變數是被命令列定義的。

 

“override”

假設<variable>是被override指示符又一次定義的。

 

“automatic”

假設<variable>是一個命令執行中的自己主動化變數。關於自己主動化變數將在後面講述。

 

這些資訊對於我們編寫Makefile是非常實用的,比如,假設我們有一個Makefile其包了一個定義檔案Make.def,在Make.def中定義了一個變數“bletch”,而我們的環境中也有一個環境變數“bletch”,此時,我們想推斷一下,假設變數來源於環境,那麼我們就把之重定義了,假設來源於Make.def或是命令列等非環境的,那麼我們就不又一次定義它。於是,在我們的Makefile中,我們能夠這樣寫:

 

ifdef bletch

ifeq "$(origin bletch)" "environment"

bletch = barf, gag, etc.

endif

endif

 

當然,你或許會說,使用overridekeyword不就能夠又一次定義環境中的變數了嗎?為什麼須要使用這樣的步驟?是的,我們用override是能夠達到這樣的效果,可是override過於粗暴,它同一時候會把從命令列定義的變數也覆蓋了,而我們僅僅想又一次定義環境傳來的,而不想又一次定義命令列傳來的。

 

 

八、shell函式


shell函式也不像其他的函式。顧名思義,它的引數應該就是作業系統Shell的命令。它和反引號“`”是相同的功能。這就是說,shell函式把執行作業系統命令後的輸出作為函式返回。於是,我們能夠用作業系統命令以及字串處理命令awk,sed等等命令來生成一個變數,如:

 

contents := $(shell cat foo)

 

files := $(shell echo *.c)

 

注意,這個函式會新生成一個Shell程式來執行命令,所以你要注意其執行效能,假設你的Makefile中有一些比較複雜的規則,並大量使用了這個函式,那麼對於你的系統效能是有害的。特別是Makefile的隱晦的規則可能會讓你的shell函式執行的次數比你想像的多得多。

 

 

九、控制make的函式


make提供了一些函式來控制make的執行。通常,你須要檢測一些執行Makefile時的執行時資訊,而且依據這些資訊來決定,你是讓make繼續執行,還是停止。

 

$(error <text ...> )

 

產生一個致命的錯誤,<text ...>是錯誤資訊。注意,error函式不會在一被使用就會產生錯誤資訊,所以假設你把其定義在某個變數中,並在後續的指令碼中使用這個變數,那麼也是能夠的。比如:

 

演示例子一:

ifdef ERROR_001

$(error error is $(ERROR_001))

endif

 

演示例子二:

ERR = $(error found an error!)

.PHONY: err

err: ; $(ERR)

 

演示例子一會在變數ERROR_001定義了後執行時產生error呼叫,而演示例子二則在資料夾err被執行時才發生error呼叫。

 

$(warning <text ...> )

 

這個函式非常像error函式,僅僅是它並不會讓make退出,僅僅是輸出一段警告資訊,而make繼續執行。

make 的執行
——————

一般來說,最簡單的就是直接在命令列下輸入make命令,make命令會找當前資料夾的makefile來執行,一切都是自己主動的。但也有時你或許僅僅想讓make重編譯某些檔案,而不是整個工程,而又有的時候你有幾套編譯規則,你想在不同的時候使用不同的編譯規則,等等。本章節就是講述怎樣使用make命令的。

一、make的退出碼

make命令執行後有三個退出碼:

0 —— 表示成功執行。
1 —— 假設make執行時出現不論什麼錯誤,其返回1。
2 —— 假設你使用了make的“-q”選項,而且make使得一些目標不須要更新,那麼返回2。

Make的相關引數我們會在後續章節中講述。


二、指定Makefile

前面我們說過,GNU make找尋預設的Makefile的規則是在當前資料夾下依次找三個檔案——“GNUmakefile”、“makefile”和“Makefile”。其按順序找這三個檔案,一旦找到,就開始讀取這個檔案並執行。

當前,我們也能夠給make命令指定一個特殊名字的Makefile。要達到這個功能,我們要使用make的“-f”或是“--file”引數(“--makefile”引數也行)。比如,我們有個makefile的名字是“hchen.mk”,那麼,我們能夠這樣來讓make來執行這個檔案:

make –f hchen.mk

假設在make的命令列是,你不僅僅一次地使用了“-f”引數,那麼,全部指定的makefile將會被連在一起傳遞給make執行。


三、指定目標

一般來說,make的終於目標是makefile中的第一個目標,而其他目標通常是由這個目標連帶出來的。這是make的預設行為。當然,一般來說,你的makefile中的第一個目標是由很多個目標組成,你能夠指示make,讓其完成你所指定的目標。要達到這一目的非常easy,需在make命令後直接跟目標的名字就能夠完成(如前面提到的“make clean”形式)

不論什麼在makefile中的目標都能夠被指定成終極目標,可是除了以“-”打頭,或是包括了“=”的目標,由於有這些字元的目標,會被解析成命令列引數或是變數。甚至沒有被我們明白寫出來的目標也能夠成為make的終極目標,也就是說,僅僅要make能夠找到其隱含規則推導規則,那麼這個隱含目標相同能夠被指定成終極目標。

有一個make的環境變數叫“MAKECMDGOALS”,這個變數中會存放你所指定的終極目標的列表,假設在命令列上,你沒有指定目標,那麼,這個變數是空值。這個變數能夠讓你使用在一些比較特殊的情形下。比方以下的樣例:

sources = foo.c bar.c
ifneq ( $(MAKECMDGOALS),clean)
include $(sources:.c=.d)
endif

基於上面的這個樣例,僅僅要我們輸入的命令不是“make clean”,那麼makefile會自己主動包括“foo.d”和“bar.d”這兩個makefile。

使用指定終極目標的方法能夠非常方便地讓我們編譯我們的程式,比如以下這個樣例:

.PHONY: all
all: prog1 prog2 prog3 prog4

從這個樣例中,我們能夠看到,這個makefile中有四個須要編譯的程式——“prog1”, “prog2”, “prog3”和 “prog4”,我們能夠使用“make all”命令來編譯全部的目標(假設把all置成第一個目標,那麼僅僅需執行“make”),我們也能夠使用“make prog2”來單獨編譯目標“prog2”。

即然make能夠指定全部makefile中的目標,那麼也包括“偽目標”,於是我們能夠依據這樣的性質來讓我們的makefile依據指定的不同的目標來完成不同的事。在Unix世界中,軟體公佈時,特別是GNU這樣的開源軟體的公佈時,其makefile都包括了編譯、安裝、打包等功能。我們能夠參照這樣的規則來書寫我們的makefile中的目標。

“all”
這個偽目標是全部目標的目標,其功能通常是編譯全部的目標。
“clean”
這個偽目標功能是刪除全部被make建立的檔案。
“install”
這個偽目標功能是安裝已編譯好的程式,事實上就是把目標執行檔案拷貝到指定的目標中去。
“print”
這個偽目標的功能是例出改變過的原始檔。
“tar”
這個偽目標功能是把源程式打包備份。也就是一個tar檔案。
“dist”
這個偽目標功能是建立一個壓縮檔案,通常是把tar檔案壓成Z檔案。或是gz檔案。
“TAGS”
這個偽目標功能是更新全部的目標,以備完整地重編譯使用。
“check”和“test”
這兩個偽目標一般用來測試makefile的流程。

當然一個專案的makefile中也不一定要書寫這樣的目標,這些東西都是GNU的東西,可是我想,GNU搞出這些東西一定有其可取之處(等你的UNIX下的程式檔案一多時你就會發現這些功能非常實用了),這裡僅僅只是是說明了,假設你要書寫這樣的功能,最好使用這樣的名字命名你的目標,這樣規範一些,規範的長處就是——不用解釋,大家都明白。而且假設你的makefile中有這些功能,一是非常實用,二是能夠顯得你的makefile非常專業(不是那種剛開始學習的人的作品)。


四、檢查規則

有時候,我們不想讓我們的makefile中的規則執行起來,我們僅僅想檢查一下我們的命令,或是執行的序列。於是我們能夠使用make命令的下述引數:

“-n”
“--just-print”
“--dry-run”
“--recon”
不執行引數,這些引數僅僅是列印命令,無論目標是否更新,把規則和連帶規則下的命令列印出來,但不執行,這些引數對於我們除錯makefile非常實用處。

“-t”
“--touch”
這個引數的意思就是把目標檔案的時間更新,但不更改目標檔案。也就是說,make假裝編譯目標,但不是真正的編譯目標,僅僅是把目標變成已編譯過的狀態。

“-q”
“--question”
這個引數的行為是找目標的意思,也就是說,假設目標存在,那麼其什麼也不會輸出,當然也不會執行編譯,假設目標不存在,其會列印出一條出錯資訊。

“-W <file>”
“--what-if=<file>”
“--assume-new=<file>”
“--new-file=<file>”
這個引數須要指定一個檔案。通常是是原始檔(或依賴檔案),Make會依據規則推導來執行依賴於這個檔案的命令,一般來說,能夠和“-n”引數一同使用,來檢視這個依賴檔案所發生的規則命令。

另外一個非常有意思的使用方法是結合“-p”和“-v”來輸出makefile被執行時的資訊(這個將在後面講述)。


五、make的引數

以下列舉了全部GNU make 3.80版的引數定義。其他版本號和產商的make大同小異,只是其他產商的make的具體引數還是請參考各自的產品文件。

“-b”
“-m”
這兩個引數的作用是忽略和其他版本號make的相容性。

“-B”
“--always-make”
覺得全部的目標都須要更新(重編譯)。

“-C <dir>”
“--directory=<dir>”
指定讀取makefile的資料夾。假設有多個“-C”引數,make的解釋是後面的路徑曾經面的作為相對路徑,並以最後的資料夾作為被指定資料夾。如:“make –C ~hchen/test –C prog”等效於“make –C ~hchen/test/prog”。

“—debug[=<options>]”
輸出make的除錯資訊。它有幾種不同的級別可供選擇,假設沒有引數,那就是輸出最簡單的除錯資訊。以下是<options>的取值:
a —— 也就是all,輸出全部的除錯資訊。(會非常的多)
b —— 也就是basic,僅僅輸出簡單的除錯資訊。即輸出不須要重編譯的目標。
v —— 也就是verbose,在b選項的級別之上。輸出的資訊包括哪個makefile被解析,不須要被重編譯的依賴檔案(或是依賴目標)等。
i —— 也就是implicit,輸出所以的隱含規則。
j —— 也就是jobs,輸出執行規則中命令的具體資訊,如命令的PID、返回碼等。
m —— 也就是makefile,輸出make讀取makefile,更新makefile,執行makefile的資訊。

“-d”
相當於“--debug=a”。

“-e”
“--environment-overrides”
指明環境變數的值覆蓋makefile中定義的變數的值。

“-f=<file>”
“--file=<file>”
“--makefile=<file>”
指定須要執行的makefile。

“-h”
“--help”
顯示幫助資訊。

“-i”
“--ignore-errors”
在執行時忽略全部的錯誤。

“-I <dir>”
“--include-dir=<dir>”
指定一個被包括makefile的搜尋目標。能夠使用多個“-I”引數來指定多個資料夾。

“-j [<jobsnum>]”
“--jobs[=<jobsnum>]”
指同一時候執行命令的個數。假設沒有這個引數,make執行命令時能執行多少就執行多少。假設有一個以上的“-j”引數,那麼僅最後一個“-j”才是有效的。(注意這個引數在MS-DOS中是沒用的)

“-k”
“--keep-going”
出錯也不停止執行。假設生成一個目標失敗了,那麼依賴於其上的目標就不會被執行了。

“-l <load>”
“--load-average[=<load]”
“—max-load[=<load>]”
指定make執行命令的負載。

“-n”
“--just-print”
“--dry-run”
“--recon”
僅輸出執行過程中的命令序列,但並不執行。

“-o <file>”
“--old-file=<file>”
“--assume-old=<file>”
不又一次生成的指定的<file>,即使這個目標的依賴檔案新於它。

“-p”
“--print-data-base”
輸出makefile中的全部資料,包括全部的規則和變數。這個引數會讓一個簡單的makefile都會輸出一堆資訊。假設你僅僅是想輸出資訊而不想執行makefile,你能夠使用“make -qp”命令。假設你想檢視執行makefile前的預設變數和規則,你能夠使用“make –p –f /dev/null”。這個引數輸出的資訊會包括著你的makefile檔案的檔名稱和行號,所以,用這個引數來除錯你的makefile會是非常實用的,特別是當你的環境變數非常複雜的時候。

“-q”
“--question”
不執行命令,也不輸出。僅僅是檢查所指定的目標是否須要更新。假設是0則說明要更新,假設是2則說明有發生錯誤。

“-r”
“--no-builtin-rules”
禁止make使用不論什麼隱含規則。

“-R”
“--no-builtin-variabes”
禁止make使用不論什麼作用於變數上的隱含規則。

“-s”
“--silent”
“--quiet”
在命令執行時不輸出命令的輸出。

“-S”
“--no-keep-going”
“--stop”
取消“-k”選項的作用。由於有些時候,make的選項是從環境變數“MAKEFLAGS”中繼承下來的。所以你能夠在命令列中使用這個引數來讓環境變數中的“-k”選項失效。

“-t”
“--touch”
相當於UNIX的touch命令,僅僅是把目標的改動日期變成最新的,也就是阻止生成目標的命令執行。

“-v”
“--version”
輸出make程式的版本號、版權等關於make的資訊。

“-w”
“--print-directory”
輸出執行makefile之前和之後的資訊。這個引數對於跟蹤巢狀式呼叫make時非常實用。

“--no-print-directory”
禁止“-w”選項。

“-W <file>”
“--what-if=<file>”
“--new-file=<file>”
“--assume-file=<file>”
假定目標<file>須要更新,假設和“-n”選項使用,那麼這個引數會輸出該目標更新時的執行動作。假設沒有“-n”那麼就像執行UNIX的“touch”命令一樣,使得<file>的改動時間為當前時間。

“--warn-undefined-variables”
僅僅要make發現有未定義的變數,那麼就輸出警告資訊。

隱含規則
————

在我們使用Makefile時,有一些我們會常用,而且使用頻率非常高的東西,比方,我們編譯C/C++的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,不須要我們再寫出來的規則。

“隱含規則”也就是一種慣例,make會依照這樣的“慣例”心照不喧地來執行,那怕我們的Makefile中沒有書寫這樣的規則。比如,把[.c]檔案編譯成[.o]檔案這一規則,你根本就不用寫出來,make會自己主動推匯出這樣的規則,並生成我們須要的[.o]檔案。

“隱含規則”會使用一些我們系統變數,我們能夠改變這些系統變數的值來定製隱含規則的執行時的引數。如系統變數“CFLAGS”能夠控制編譯時的編譯器引數。

我們還能夠通過“模式規則”的方式寫下自己的隱含規則。用“字尾規則”來定義隱含規則會有很多的限制。使用“模式規則”會更回得智慧和清晰,但“字尾規則”能夠用來保證我們Makefile的相容性。
我們瞭解了“隱含規則”,能夠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執行Makefile時出現一些我們覺得莫名其妙的東西。當然,不論什麼事物都是矛盾的,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。唯獨瞭解了它,我們才幹更好地使用它。


一、使用隱含規則

假設要使用隱含規則生成你須要的目標,你所須要做的就是不要寫出這個目標的規則。那麼,make會試圖去自己主動推導產生這個目標的規則和命令,假設make能夠自己主動推導生成這個目標的規則和命令,那麼這個行為就是隱含規則的自己主動推導。當然,隱含規則是make事先約定好的一些東西。比如,我們有以下的一個Makefile:

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

我們能夠注意到,這個Makefile中並沒有寫下怎樣生成foo.o和bar.o這兩目標的規則和命令。由於make的“隱含規則”功能會自己主動為我們自己主動去推導這兩個目標的依賴目標和生成命令。

make會在自己的“隱含規則”庫中尋找能夠用的規則,假設找到,那麼就會使用。假設找不到,那麼就會報錯。在上面的那個樣例中,make呼叫的隱含規則是,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]”來生成[.o]的目標。也就是說,我們全然沒有必要寫下以下的兩條規則:

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

由於,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”生成[.o]檔案的規則,這就是隱含規則。

當然,假設我們為[.o]檔案書寫了自己的規則,那麼make就不會自己主動推導並呼叫隱含規則,它會依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,越靠前的則是越被常用的,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。如以下這條規則(沒有命令):

foo.o : foo.p

依賴檔案“foo.p”(Pascal程式的原始檔)有可能變得沒有意義。假設資料夾下存在了“foo.c”檔案,那麼我們的隱含規則一樣會生效,並會通過“foo.c”呼叫C的編譯器生成foo.o檔案。由於,在隱含規則中,Pascal的規則出如今C的規則之後,所以,make找到能夠生成foo.o的C的規則就不再尋找下一條規則了。假設你確實不希望不論什麼隱含規則推導,那麼,你就不要僅僅寫出“依賴規則”,而不寫命令。


二、隱含規則一覽

這裡我們將講述全部預先設定(也就是make內建)的隱含規則,假設我們不明白地寫下規則,那麼,make就會在這些規則中尋找所須要規則和命令。當然,我們也能夠使用make的引數“-r”或“--no-builtin-rules”選項來取消全部的預設定的隱含規則。

當然,即使是我們指定了“-r”引數,某些隱含規則還是會生效,由於有很多的隱含規則都是使用了“字尾規則”來定義的,所以,僅僅要隱含規則中有“字尾列表”(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。預設的字尾列表是:.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己主動推導為“<n>.c”,而且其生成命令是“$(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己主動推導為“<n>.cc”或是“<n>.C”,而且其生成命令是“$(CXX) –c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)”。(建議使用“.cc”作為C++原始檔的字尾,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己主動推導為“<n>.p”,而且其生成命令是“$(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己主動推導為“<n>.r”或“<n>.F”或“<n>.f”,而且其生成命令是:
“.f” “$(FC) –c $(FFLAGS)”
“.F” “$(FC) –c $(FFLAGS) $(CPPFLAGS)”
“.f” “$(FC) –c $(FFLAGS) $(RFLAGS)”

5、預處理Fortran/Ratfor程式的隱含規則。
“<n>.f”的目標的依賴目標會自己主動推導為“<n>.r”或“<n>.F”。這個規則僅僅是轉換Ratfor或有預處理的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己主動推導為“<n>.def”,而且其生成命令是:“$(M2C) $(M2FLAGS) $(DEFFLAGS)”。“<n.o>” 的目標的依賴目標會自己主動推導為“<n>.mod”,而且其生成命令是:“$(M2C) $(M2FLAGS) $(MODFLAGS)”。

7、彙編和彙編預處理的隱含規則。
“<n>.o” 的目標的依賴目標會自己主動推導為“<n>.s”,預設使用編譯品“as”,而且其生成命令是:“$(AS) $(ASFLAGS)”。“<n>.s” 的目標的依賴目標會自己主動推導為“<n>.S”,預設使用C預編譯器“cpp”,而且其生成命令是:“$(AS) $(ASFLAGS)”。

8、連結Object檔案的隱含規則。
“<n>”目標依賴於“<n>.o”,通過執行C的編譯器來執行連結程式生成(通常是“ld”),其生成命令是:“$(CC) $(LDFLAGS) <n>.o $(LOADLIBES) $(LDLIBS)”。這個規則對於唯獨一個原始檔的工程有效,同一時候也對多個Object檔案(由不同的原始檔生成)的也有效。比如例如以下規則:

x : y.o z.o

而且“x.c”、“y.c”和“z.c”都存在時,隱含規則將執行例如以下命令:

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

假設沒有一個原始檔(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,你最好寫出自己的生成規則,不然,隱含規則會報錯的。

9、Yacc C程式時的隱含規則。
“<n>.c”的依賴檔案被自己主動推導為“n.y”(Yacc生成的檔案),其生成命令是:“$(YACC) $(YFALGS)”。(“Yacc”是一個語法分析器,關於其細節請檢視相關資料)

10、Lex C程式時的隱含規則。
“<n>.c”的依賴檔案被自己主動推導為“n.l”(Lex生成的檔案),其生成命令是:“$(LEX) $(LFALGS)”。(關於“Lex”的細節請檢視相關資料)

11、Lex Ratfor程式時的隱含規則。
“<n>.r”的依賴檔案被自己主動推導為“n.l”(Lex生成的檔案),其生成命令是:“$(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生成的檔案)的依賴檔案被自己主動推導為“n.c”,其生成命令是:“$(LINT) $(LINTFALGS) $(CPPFLAGS) -i”。對於“<n>.y”和“<n>.l”也是相同的規則。


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。你能夠在你的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,僅僅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,你也能夠利用make的“-R”或“--no–builtin-variables”引數來取消你所定義的變數對隱含規則的作用。

比如,第一條隱含規則——編譯C程式的隱含規則的命令是“$(CC) –c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS)”。Make預設的編譯命令是“cc”,假設你把變數“$(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。

我們能夠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”;一種是引數相的關,如“CFLAGS”。以下是全部隱含規則中會用到的變數:

1、關於命令的變數。

AR
函式庫打包程式。預設命令是“ar”。
AS
組合語言編譯程式。預設命令是“as”。
CC
C語言編譯程式。預設命令是“cc”。
CXX
C++語言編譯程式。預設命令是“g++”。
CO
從 RCS檔案裡擴充套件檔案程式。預設命令是“co”。
CPP
C程式的前處理器(輸出是標準輸出裝置)。預設命令是“$(CC) –E”。
FC
Fortran 和 Ratfor 的編譯器和預處理程式。預設命令是“f77”。
GET
從SCCS檔案裡擴充套件檔案的程式。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語言編譯程式。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原始檔(.texi)到Info檔案程式。預設命令是“makeinfo”。
TEX
從TeX原始檔建立TeX DVI檔案的程式。預設命令是“tex”。
TEXI2DVI
從Texinfo原始檔建立軍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、關於命令引數的變數

以下的這些變數都是相關上面的命令的引數。假設沒有指明其預設值,那麼其預設值都是空。

ARFLAGS
函式庫打包程式AR命令的引數。預設值是“rv”。
ASFLAGS
組合語言編譯器引數。(當明顯地呼叫“.s”或“.S”檔案時)。
CFLAGS
C語言編譯器引數。
CXXFLAGS
C++語言編譯器引數。
COFLAGS
RCS命令引數。
CPPFLAGS
C前處理器引數。( C 和 Fortran 編譯器也會用到)。
FFLAGS
Fortran語言編譯器引數。
GFLAGS
SCCS “get”程式引數。
LDFLAGS
連結器引數。(如:“ld”)
LFLAGS
Lex文法分析器引數。
PFLAGS
Pascal語言編譯器引數。
RFLAGS
Ratfor 程式的Fortran 編譯器引數。
YFLAGS
Yacc文法分析器引數。


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。比如,一個[.o]的檔案生成,可能會是先被Yacc的[.y]檔案先成[.c],然後再被C的編譯器生成。我們把這一系列的隱含規則叫做“隱含規則鏈”。

在上面的樣例中,假設檔案[.c]存在,那麼就直接呼叫C的編譯器的隱含規則,假設沒有[.c]檔案,但有一個[.y]檔案,那麼Yacc的隱含規則會被呼叫,生成[.c]檔案,然後,再呼叫C編譯的隱含規則終於由[.c]生成[.o]檔案,達到目標。

我們把這樣的[.c]的檔案(或是目標),叫做中間目標。無論怎麼樣,make會努力自己主動推導生成目標的一切方法,無論中間目標有多少,其都會執著地把全部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生成?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,僅僅要目標成功產生,那麼,產生終於目標過程中,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,你能夠明顯地說明一個檔案或是目標是中介目標,你能夠使用偽目標“.INTERMEDIATE”來強制宣告。(如:.INTERMEDIATE : mid )

你也能夠阻止make自己主動刪除中間目標,要做到這一點,你能夠使用偽目標“.SECONDARY”來強制宣告(如:.SECONDARY : sec)。你還能夠把你的目標,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生成的中間檔案。

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自己主動推導時出現無限遞迴的情況。

Make會優化一些特殊的隱含規則,而不生成中間檔案。如,從檔案“foo.c”生成目標程式“foo”,按道理,make會編譯生成中間檔案“foo.o”,然後連結成“foo”,但在實際情況下,這一動作能夠被一條“cc”的命令完成(cc –o foo foo.c),於是優化過的規則就不會生成中間檔案。

 

五、定義模式規則

你能夠使用模式規則來定義一個隱含規則。一個模式規則就好像一個一般的規則,僅僅是在規則中,目標的定義須要有"%"字元。"%"的意思是表示一個或多個隨意字元。在依賴目標中相同能夠使用"%",僅僅是依賴目標中的"%"的取值,取決於其目標。

有一點須要注意的是,"%"的展開發生在變數和函式的展開之後,變數和函式的展開發生在make載入Makefile時,而模式規則中的"%"則發生在執行時。


1、模式規則介紹

模式規則中,至少在規則的目標定義中要包括"%",否則,就是一般的規則。目標中的"%"定義表示對檔名稱的匹配,"%"表示長度隨意的非空字串。比如:"%.c"表示以".c"結尾的檔名稱(檔名稱的長度至少為3),而"s.%.c"則表示以"s."開頭,".c"結尾的檔名稱(檔名稱的長度至少為5)。

假設"%"定義在目標中,那麼,目標中的"%"的值決定了依賴目標中的"%"的值,也就是說,目標中的模式的"%"決定了依賴目標中"%"的樣子。比如有一個模式規則例如以下:

%.o : %.c ; <command ......>

其含義是,指出了怎麼從全部的[.c]檔案生成對應的[.o]檔案的規則。假設要生成的目標是"a.o b.o",那麼"%c"就是"a.c b.c"。

一旦依賴目標中的"%"模式被確定,那麼,make會被要求去匹配當前資料夾下全部的檔名稱,一旦找到,make就會規則下的命令,所以,在模式規則中,目標可能會是多個的,假設有模式匹配出多個目標,make就會產生全部的模式目標,此時,make關心的是依賴的檔名稱和生成目標的命令這兩件事。


2、模式規則演示例子

以下這個樣例表示了,把全部的[.c]檔案都編譯成[.o]檔案.

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

當中,"$@"表示全部的目標的挨個值,"$<"表示了全部依賴目標的挨個值。這些奇怪的變數我們叫"自己主動化變數",後面會具體講述。

以下的這個樣例中有兩個目標是模式的:

%.tab.c %.tab.h: %.y
bison -d $<

這條規則告訴make把全部的[.y]檔案都以"bison -d <n>.y"執行,然後生成"<n>.tab.c"和"<n>.tab.h"檔案。(當中,"<n>"表示一個隨意字串)。假設我們的執行程式"foo"依賴於檔案"parse.tab.o"和"scan.o",而且檔案"scan.o"依賴於檔案"parse.tab.h",假設"parse.y"檔案被更新了,那麼依據上述的規則,"bison -d parse.y"就會被執行一次,於是,"parse.tab.o"和"scan.o"的依賴檔案就齊了。(假設,"parse.tab.o"由"parse.tab.c"生成,和"scan.o"由"scan.c"生成,而"foo"由"parse.tab.o"和"scan.o"連結生成,而且foo和其[.o]檔案的依賴關係也寫好,那麼,全部的目標都會得到滿足)


3、自己主動化變數

在上述的模式規則中,目標和依賴檔案都是一系例的檔案,那麼我們怎樣書寫一個命令來完成從不同的依賴檔案生成對應的目標?由於在每一次的對模式規則的解析時,都會是不同的目標和依賴檔案。

自己主動化變數就是完成這個功能的。在前面,我們已經對自己主動化變數有所提涉,相信你看到這裡已對它有一個感性認識了。所謂自己主動化變數,就是這樣的變數會把模式中所定義的一系列的檔案自己主動地挨個取出,直至全部的符合模式的檔案都取完了。這樣的自己主動化變數僅僅應出如今規則的命令中。

以下是全部的自己主動化變數及其說明:

$@
表示規則中的目標檔案集。在模式規則中,假設有多個目標,那麼,"$@"就是匹配於目標中模式定義的集合。

$%
僅當目標是函式庫檔案裡,表示規則中的目標成員名。比如,假設一個目標是"foo.a(bar.o)",那麼,"$%"就是"bar.o","$@"就是"foo.a"。假設目標不是函式庫檔案(Unix下是[.a],Windows下是[.lib]),那麼,其值為空。

$<
依賴目標中的第一個目標名字。假設依賴目標是以模式(即"%")定義的,那麼"$<"將是符合模式的一系列的檔案集。注意,其是一個一個取出來的。

$?
全部比目標新的依賴目標的集合。以空格分隔。

$^
全部的依賴目標的集合。以空格分隔。假設在依賴目標中有多個反覆的,那個這個變數會去除反覆的依賴目標,僅僅保留一份。

$+
這個變數非常像"$^",也是全部依賴目標的集合。僅僅是它不去除反覆的依賴目標。

$*
這個變數表示目標模式中"%"及其之前的部分。假設目標是"dir/a.foo.b",而且目標的模式是"a.%.b",那麼,"$*"的值就是"dir/a.foo"。這個變數對於構造有關聯的檔名稱是比較有較。假設目標中沒有模式的定義,那麼"$*"也就不能被推匯出,可是,假設目標檔案的字尾是make所識別的,那麼"$*"就是除了字尾的那一部分。比如:假設目標是"foo.c",由於".c"是make所能識別的字尾名,所以,"$*"的值就是"foo"。這個特性是GNU make的,非常有可能不相容於其他版本號的make,所以,你應該儘量避免使用"$*",除非是在隱含規則或是靜態模式中。假設目標中的字尾是make所不能識別的,那麼"$*"就是空值。

當你希望僅僅對更新過的依賴檔案進行操作時,"$?"在顯式規則中非常實用,比如,假設有一個函式庫檔案叫"lib",其由其他幾個object檔案更新。那麼把object檔案打包的比較有效率的Makefile規則是:

lib : foo.o bar.o lose.o win.o
ar r lib $?

在上述所列出來的自己主動量變數中。四個變數($@、$<、$%、$*)在擴充套件時僅僅會有一個檔案,而另三個的值是一個檔案列表。這七個自己主動化變數還能夠取得檔案的資料夾名或是在當前資料夾下的符合模式的檔名稱,僅僅須要搭配上"D"或"F"字樣。這是GNU make中老版本號的特性,在新版本號中,我們使用函式"dir"或"notdir"就能夠做到了。"D"的含義就是Directory,就是資料夾,"F"的含義就是File,就是檔案。

以下是對於上面的七個變數分別加上"D"或是"F"的含義:

$(@D)
表示"$@"的資料夾部分(不以斜槓作為結尾),假設"$@"值是"dir/foo.o",那麼"$(@D)"就是"dir",而假設"$@"中沒有包括斜槓的話,其值就是"."(當前資料夾)。

$(@F)
表示"$@"的檔案部分,假設"$@"值是"dir/foo.o",那麼"$(@F)"就是"foo.o","$(@F)"相當於函式"$(notdir $@)"。

"$(*D)"
"$(*F)"
和上面所述的同理,也是取檔案的資料夾部分和檔案部分。對於上面的那個樣例,"$(*D)"返回"dir",而"$(*F)"返回"foo"

"$(%D)"
"$(%F)"
分別表示了函式包檔案成員的資料夾部分和檔案部分。這對於形同"archive(member)"形式的目標中的"member"中包括了不同的資料夾非常實用。

"$(<D)"
"$(<F)"
分別表示依賴檔案的資料夾部分和檔案部分。

"$(^D)"
"$(^F)"
分別表示全部依賴檔案的資料夾部分和檔案部分。(無相同的)

"$(+D)"
"$(+F)"
分別表示全部依賴檔案的資料夾部分和檔案部分。(能夠有相同的)

"$(?D)"
"$(?F)"
分別表示被更新的依賴檔案的資料夾部分和檔案部分。

最後想提醒一下的是,對於"$<",為了避免產生不必要的麻煩,我們最好給$後面的那個特定字元都加上圓括號,比方,"$(< )"就要比"$<"要好一些。

還得要注意的是,這些變數僅僅使用在規則的命令中,而且一般都是"顯式規則"和"靜態模式規則"(參見前面"書寫規則"一章)。其在隱含規則中並沒有意義。

4、模式的匹配

一般來說,一個目標的模式有一個有字首或是字尾的"%",或是沒有前字尾,直接就是一個"%"。由於"%"代表一個或多個字元,所以在定義好了的模式中,我們把"%"所匹配的內容叫做"莖",比如"%.c"所匹配的檔案"test.c"中"test"就是"莖"。由於在目標和依賴目標中同一時候有"%"時,依賴目標的"莖"會傳給目標,當做目標中的"莖"。

當一個模式匹配包括有斜槓(實際也不常常包括)的檔案時,那麼在進行模式匹配時,資料夾部分會首先被移開,然後進行匹配,成功後,再把資料夾加回去。在進行"莖"的傳遞時,我們須要知道這個步驟。比如有一個模式"e%t",檔案"src/eat"匹配於該模式,於是"src/a"就是其"莖",假設這個模式定義在依賴目標中,而被依賴於這個模式的目標中又有個模式"c%r",那麼,目標就是"src/car"。("莖"被傳遞)


5、過載內建隱含規則

你能夠過載內建的隱含規則(或是定義一個全新的),比如你能夠又一次構造和內建隱含規則不同的命令,如:

%.o : %.c
$(CC) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -D$(date)

你能夠取消內建的隱含規則,僅僅要不在後面寫命令就可以。如:

%.o : %.s

相同,你也能夠又一次定義一個全新的隱含規則,其在隱含規則中的位置取決於你在哪裡寫下這個規則。朝前的位置就靠前。


六、老式風格的"字尾規則"

字尾規則是一個比較老式的定義隱含規則的方法。字尾規則會被模式規則逐步地代替。由於模式規則更強更清晰。為了和老版本號的Makefile相容,GNU make相同相容於這些東西。字尾規則有兩種方式:"雙字尾"和"單字尾"。

雙字尾規則定義了一對字尾:目標檔案的字尾和依賴目標(原始檔)的字尾。如".c.o"相當於"%o : %c"。單字尾規則僅僅定義一個字尾,也就是原始檔的字尾。如".c"相當於"% : %.c"。

字尾規則中所定義的字尾應該是make所認識的,假設一個字尾是make所認識的,那麼這個規則就是單字尾規則,而假設兩個連在一起的字尾都被make所認識,那就是雙字尾規則。比如:".c"和".o"都是make所知道。因而,假設你定義了一個規則是".c.o"那麼其就是雙字尾規則,意義就是".c"是原始檔的字尾,".o"是目標檔案的字尾。例如以下演示例子:

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

字尾規則不同意不論什麼的依賴檔案,假設有依賴檔案的話,那就不是字尾規則,那些字尾統統被覺得是檔名稱,如:

.c.o: foo.h
$(CC) -c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -o $@ $<

這個樣例,就是說,檔案".c.o"依賴於檔案"foo.h",而不是我們想要的這樣:

%.o: %.c foo.h
$(CC) -c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -o $@ $<

字尾規則中,假設沒有命令,那是毫無意義的。由於他也不會移去內建的隱含規則。

而要讓make知道一些特定的字尾,我們能夠使用偽目標".SUFFIXES"來定義或是刪除,如:

.SUFFIXES: .hack .win

把字尾.hack和.win新增字尾列表中的末尾。

.SUFFIXES: # 刪除預設的字尾
.SUFFIXES: .c .o .h # 定義自己的字尾

先清晰預設字尾,後定義自己的字尾列表。

make的引數"-r"或"-no-builtin-rules"也會使用得預設的字尾列表為空。而變數"SUFFIXE"被用來定義預設的字尾列表,你能夠用".SUFFIXES"來改變字尾列表,但請不要改變變數"SUFFIXE"的值。


七、隱含規則搜尋演算法

比方我們有一個目標叫 T。以下是搜尋目標T的規則的演算法。請注意,在以下,我們沒有提到字尾規則,原因是,全部的字尾規則在Makefile被載入記憶體時,會被轉換成模式規則。假設目標是"archive(member)"的函式庫檔案模式,那麼這個演算法會被執行兩次,第一次是找目標T,假設沒有找到的話,那麼進入第二次,第二次會把"member"當作T來搜尋。

1、把T的資料夾部分分離出來。叫D,而剩餘部分叫N。(如:假設T是"src/foo.o",那麼,D就是"src/",N就是"foo.o")

2、建立全部匹配於T或是N的模式規則列表。

3、假設在模式規則列表中有匹配全部檔案的模式,如"%",那麼從列表中移除其他的模式。

4、移除列表中沒有命令的規則。

5、對於第一個在列表中的模式規則:
1)推導其"莖"S,S應該是T或是N匹配於模式中"%"非空的部分。
2)計算依賴檔案。把依賴檔案裡的"%"都替換成"莖"S。假設目標模式中沒有包括斜框字元,而把D加在第一個依賴檔案的開頭。
3)測試是否全部的依賴檔案都存在或是理當存在。(假設有一個檔案被定義成另外一個規則的目標檔案,或者是一個顯式規則的依賴檔案,那麼這個檔案就叫"理當存在")
4)假設全部的依賴檔案存在或是理當存在,或是就沒有依賴檔案。那麼這條規則將被採用,退出該演算法。

6、假設經過第5步,沒有模式規則被找到,那麼就做更進一步的搜尋。對於存在於列表中的第一個模式規則:
1)假設規則是終止規則,那就忽略它,繼續下一條模式規則。
2)計算依賴檔案。(同第5步)
3)測試全部的依賴檔案是否存在或是理當存在。
4)對於不存在的依賴檔案,遞迴呼叫這個演算法查詢他能否夠被隱含規則找到。
5)假設全部的依賴檔案存在或是理當存在,或是就根本沒有依賴檔案。那麼這條規則被採用,退出該演算法。

7、假設沒有隱含規則能夠使用,檢視".DEFAULT"規則,假設有,採用,把".DEFAULT"的命令給T使用。

一旦規則被找到,就會執行其相當的命令,而此時,我們的自己主動化變數的值才會生成。


使用make更新函式庫檔案
———————————

函式庫檔案也就是對Object檔案(程式編譯的中間檔案)的打包檔案。在Unix下,通常是由命令"ar"來完成打包工作。

一、函式庫檔案的成員

一個函式庫檔案由多個檔案組成。你能夠以例如以下格式指定函式庫檔案及其組成:

archive(member)

這個不是一個命令,而一個目標和依賴的定義。一般來說,這樣的使用方法基本上就是為了"ar"命令來服務的。如:

foolib(hack.o) : hack.o
ar cr foolib hack.o

假設要指定多個member,那就以空格分開,如:

foolib(hack.o kludge.o)

其等效於:

foolib(hack.o) foolib(kludge.o)

你還能夠使用Shell的檔案萬用字元來定義,如:

foolib(*.o)


二、函式庫成員的隱含規則

當make搜尋一個目標的隱含規則時,一個特殊的特性是,假設這個目標是"a(m)"形式的,其會把目標變成"(m)"。於是,假設我們的成員是"%.o"的模式定義,而且假設我們使用"make foo.a(bar.o)"的形式呼叫Makefile時,隱含規則會去找"bar.o"的規則,假設未定義bar.o的規則,那麼內建隱含規則生效,make會去找bar.c檔案來生成bar.o,假設找得到的話,make執行的命令大致例如以下:

cc -c bar.c -o bar.o
ar r foo.a bar.o
rm -f bar.o

另一個變數要注意的是"$%",這是專屬函式庫檔案的自己主動化變數,有關其說明請參見"自己主動化變數"一節。


三、函式庫檔案的字尾規則

你能夠使用"字尾規則"和"隱含規則"來生成函式庫打包檔案,如:

.c.a:
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $< -o $*.o
$(AR) r $@ $*.o
$(RM) $*.o

其等效於:

(%.o) : %.c
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $< -o $*.o
$(AR) r $@ $*.o
$(RM) $*.o


四、注意事項

在進行函式庫打包檔案生成時,請小心使用make的並行機制("-j"引數)。假設多個ar命令在同一時間執行在同一個函式庫打包檔案上,就非常有能夠損壞這個函式庫檔案。所以,在make未來的版本號中,應該提供一種機制來避免並行操作發生在函式打包檔案上。

但就眼下而言,你還是應該不要儘量不要使用"-j"引數。

 

後序
——

終於到寫結束語的時候了,以上基本上就是GNU make的Makefile的全部細節了。其他的產商的make基本上也就是這樣的,無論什麼樣的make,都是以檔案的依賴性為基礎的,其基本是都是遵循一個標準的。這篇文件中80%的技術細節都適用於不論什麼的make,我推測"函式"那一章的內容可能不是其他make所支援的,而隱含規則方面,我想不同的make會有不同的實現,我沒有精力來檢視GNU的make和VC的nmake、BCB的make,或是別的UNIX下的make有些什麼樣的區別,一是時間精力不夠,二是由於我基本上都是在Unix下使用make,曾經在SCO Unix和IBM的AIX,如今在Linux、Solaris、HP-UX、AIX和Alpha下使用,Linux和Solaris下許多其他一點。只是,我能夠肯定的是,在Unix下的make,無論是哪種平臺,差點兒都使用了Richard Stallman開發的make和cc/gcc的編譯器,而且,基本上都是GNU的make(公司裡全部的UNIX機器上都被裝上了GNU的東西,所以,使用GNU的程式也就多了一些)。GNU的東西還是非常不錯的,特別是使用得深了以後,越來越覺得GNU的軟體的強大,也越來越覺得GNU的在作業系統中(主要是Unix,甚至Windows)"殺傷力"。

對於上述全部的make的細節,我們不但能夠利用make這個工具來編譯我們的程式,還能夠利用make來完成其他的工作,由於規則中的命令能夠是不論什麼Shell之下的命令,所以,在Unix下,你不一定僅僅是使用程式語言的編譯器,你還能夠在Makefile中書寫其他的命令,如:tar、awk、mail、sed、cvs、compress、ls、rm、yacc、rpm、ftp……等等,等等,來完成諸如"程式打包"、"程式備份"、"製作程式安裝包"、"提交程式碼"、"使用程式模板"、"合併檔案"等等五花八門的功能,檔案操作,檔案管理,程式設計開發設計,或是其他一些異想天開的東西。比方,曾經在書寫銀行交易程式時,由於銀行的交易程式基本一樣,就見到有人書寫了一些交易的通用程式模板,在該模板中把一些網路通訊、資料庫操作的、業務操作共性的東西寫在一個檔案裡,在這些檔案裡用些諸如"@@@N、###N"奇怪字串標註一些位置,然後書寫交易時,僅僅需依照一種特定的規則書寫特定的處理,最後在make時,使用awk和sed,把模板中的"@@@N、###N"等字串替代成特定的程式,形成C檔案,然後再編譯。這個動作非常像資料庫的"擴充套件C"語言(即在C語言中用"EXEC SQL"的樣子執行SQL語句,在用cc/gcc編譯之前,須要使用"擴充套件C"的翻譯程式,如cpre,把其翻譯成標準C)。假設你在使用make時有一些更為絕妙的方法,請記得告訴我啊。

回頭看看整篇文件,不覺記起幾年前剛剛開始在Unix下做開發的時候,有人問我會不會寫Makefile時,我兩眼發直,根本不知道在說什麼。一開始看到別人在vi中寫完程式後輸入"!make"時,還以為是vi的功能,後來才知道有一個Makefile在作怪,於是上網查啊查,那時又不願意看英文,發現就根本沒有中文的文件介紹Makefile,僅僅得看別人寫的Makefile,自己瞎碰瞎搞才積累了一點知識,但在非常多地方全然是知其然不知所以然。後來開始從事UNIX下產品軟體的開發,看到一個400人年,近200萬行程式碼的大工程,發現要編譯這樣一個龐然大物,假設沒有Makefile,那會是多麼恐怖的一樣事啊。於是橫下心來,狠命地讀了一堆英文文件,才覺得對其掌握了。但發現眼下網上對Makefile介紹的文章還是少得那麼的可憐,所以想寫這樣一篇文章,共享給大家,希望能對各位有所幫助。

如今我終於寫完了,看了看檔案的建立時間,這篇技術文件也寫了兩個多月了。發現,自己知道是一回事,要寫下來,跟別人講述又是另外一回事,而且,如今越來越沒有時間專研技術細節,所以在寫作時,發如今闡述一些細節問題時非常難做到嚴謹和精練,而且對先講什麼後講什麼不是非常清晰,所以,還是參考了一些國外網站上的資料和題綱,以及一些技術書籍的語言風格,才得以完成。整篇文件的提綱是基於GNU的Makefile技術手冊的提綱來書寫的,並結合了自己的工作經驗,以及自己的學習歷程。由於從來沒有寫過這麼長,這麼細的文件,所以一定會有非常多地方存在表達問題,語言歧義或是錯誤。因些,我迫切地得等待各位給我指證和建議,以及不論什麼的反饋。

最後,還是利用這個後序,介紹一下自己。我眼下從事於全部Unix平臺下的軟體研發,主要是做分散式計算/網格計算方面的系統產品軟體,而且我對於下一代的計算機革命——網格計算非常地感興趣,對於分散式計算、P2P、Web Service、J2EE技術方向也非常感興趣,同一時候,對於專案實施、團隊管理、專案管理也小有心得,希望相同和我戰鬥在“技術和管理並重”的陣線上的年輕一代,能夠和我多多地交流。我的MSN是:haoel@hotmail.com(常用),QQ是:753640(不常用)。(注:請勿給我MSN的郵箱發信,由於hotmail的垃圾郵件導致我拒收這個郵箱的全部來信)

我歡迎不論什麼形式的交流,無論是討論技術還是管理,或是其他海闊天空的東西。除了政治和娛樂新聞我不關心,其他僅僅要積極向上的東西我都歡迎!

最最後,我還想介紹一下make程式的設計開發人員。

首當其衝的是: Richard Stallman

開源軟體的領袖和先驅,從來沒有領過一天工資,從來沒有使用過Windows作業系統。對於他的事蹟和他的軟體以及他的思想,我無需說過多的話,相信大家對這個人並不比我陌生,這是他的主頁:http://www.stallman.org/ 。

 

第二位是:Roland McGrath

個人主頁是:http://www.frob.com/~roland/ ,以下是他的一些事蹟:

1) 合作編寫了並維護GNU make。

2) 和Thomas Bushnell一同編寫了GNU Hurd。

3) 編寫並維護著GNU C library。

4) 合作編寫並維護著部分的GNU Emacs。

 

在此,向這兩位開源專案的鬥士致以最真切的敬意。

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