Makefile分析基础

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mob604756ef35df 2013-09-02 19:42:00

在我前一篇写的【 linux驱动学习（一）Makefile基础】中，Makefile写的中规中矩，其实Makefile写法很灵活，可以写得很简洁，而且减少出错的可能，现在就把之前写的Makefile改进一下。

[plain]

main: main.o hello.o word.o
gcc main.o hello.o word.o -o main
main.o:main.h hello.h word.h
hello.o:hello.h
word.o:word.h
clean:
echo "cleanning project"
-rm main *.o
echo "clean completed"
.PHONY:clean

main: main.o hello.o word.o
  gcc main.o hello.o word.o -o main

main.o:main.h hello.h word.h
hello.o:hello.h
word.o:word.h

clean:
  echo "cleanning project"
  -rm main *.o
  echo "clean completed"

.PHONY:clean

这是不是比以前简单多了，但是main.o hello.o word.o这三个目标的编译命令都没有，怎么会编译呢，执行make试试看

[plain]

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc> make
cc -c -o main.o main.c
cc -c -o hello.o hello.c
cc -c -o word.o word.c
gcc main.o hello.o word.o -o main
<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc>

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc> make
cc    -c -o main.o main.c
cc    -c -o hello.o hello.c
cc    -c -o word.o word.c
gcc main.o hello.o word.o -o main
<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc>

cc是什么呢，执行下which cc

[plain]

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc> which cc
/usr/bin/cc

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc> which cc
/usr/bin/cc

事实上cc指向的也是gcc

其实，这是Makefile的内建隐含规则，然后make时，调用这些隐含规则。

[plain]

# default
OUTPUT_OPTION = -o $@
# default
CC = cc
# default
COMPILE.c = $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c
%.o: %.c
# commands to execute (built-in):
$(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<

# default
OUTPUT_OPTION = -o $@

# default
CC = cc

# default
COMPILE.c = $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c

%.o: %.c
#  commands to execute (built-in):
        $(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<

以上是内建规则中关于隐含规则的部分

‘#’为注释符，跟‘//’一样

‘CC’为Makefile变量

'$@'与‘$<’为特殊变量，'$@'的取值为规则的目标，‘$<’取值为规则的第一个条件。

%.o: %.c是一种特殊的规则，称为模式规则（Pattern Rule）。

CFLAG CPPFLAG TARGET_ARCH未定义，展开为空，

现在来分析一下，隐含规则是怎样解析Makefile的。

首先，OUTPUT_OPTION是一个变量，

[plain]

OUTPUT_OPTION = -o $@

OUTPUT_OPTION = -o $@

这边变量展开为：“-o main.o”

其次，展开COMPILE变量

[plain]

# default
COMPILE.c = $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c

# default
COMPILE.c = $(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c

为：“cc -c”。中间有四个空格。

然后

[plain]

%.o: %.c

%.o: %.c

这就相当于 main.o：main.c

最后

[plain]

$(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<

$(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<

注意开头的空白为tab键，8个字符，这是Makefile规定的，gcc命令等必须tab开头识别

展开为：

[plain]

cc -c -o main.o main.c

cc    -c -o main.o main.c

完整的：

[java]

main.o:main.h hello.h word.h
main.o:main.c
cc -c -o main.o main.c

main.o:main.h hello.h word.h
main.o:main.c
        cc    -c -o main.o main.c

这就隐含的包含了各个条件的编译

注意：上面之所以可以写成两行，是应为条件并不是一定要写在一行，可以分开写，但只能存在一条命令：

比如下列：

[plain]

main.o: main.c main.h hello.h word.h
gcc -c main.c

main.o: main.c main.h hello.h word.h
  gcc -c main.c

可以写成：

[java]

main.o:main.h hello.h word.h
main.o:main.c
gcc -c main.c

main.o:main.h hello.h word.h
main.o:main.c
  gcc -c main.c

写规则的目的是让make建立依赖关系图，不管怎么写，只要把所有的依赖关系都描述清楚了就行。

****************************Makefile 变量**************************

[plain]

var = $(gho)
gho = yu
all:
@echo $(var)

var = $(gho)
gho = yu

all:
        @echo $(var)

make all时，输出 yu

[plain]

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc/test> make all
yu

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc/test> make all
yu

这就是Makefile中的变量，与TCL脚本的变量很类似

之所以输出yu 而非 gho，是因为‘=’不用立即展开，若果在第一等号前加‘：’，试试。

[plain]

<PRE style="BACKGROUND-COLOR: rgb(240,240,240); MARGIN: 4px 0px" class=plain name="code">var := $(gho)
gho = yu
all:
@echo $(var)</PRE>
<PRE></PRE>
<PRE></PRE>
<PRE></PRE>

[plain]

var := $(gho)
gho = yu
all:
@echo $(var)

var := $(gho)
gho = yu

all:
        @echo $(var)

这样make all 后输出为空，这是因为var:=$(gho)，遇到‘:’将立即展开，gho此时又为定义，因此输出空，若gho=yu放在前面，则依然输出yu

还有一个比较有用的赋值运算符是 ?=，例如var ?= $(gho)的意思是：如果var没有定义过，那么?=相当于=，定义var的值是$(gho)，但不立即展开；如果先前已经定义了var，则什么也不做，不会给var重新赋值。

+=运算符可以给变量追加值

[plain]

var = main.o
var += $(gho)
gho = hello.o word.o

var = main.o
var += $(gho)
gho = hello.o word.o

这是var的值为 main.o hello.o word.o

常用的特殊变量有四个，出去之前用的$@与$<，还有$? 和$^

$@，表示规则中的目标。
$<，表示规则中的第一个条件。
$?，表示规则中所有比目标新的条件，组成一个列表，以空格分隔。
$^，表示规则中的所有条件，组成一个列表，以空格分隔。

因此

[plain]

main: main.o hello.o word.o
gcc main.o hello.o word.o -o main

main: main.o hello.o word.o
  gcc main.o hello.o word.o -o main

可以改写为：

[plain]

main: main.o hello.o word.o
gcc $^ -o $@

main: main.o hello.o word.o
  gcc $^ -o $@

这样的好处是，即使以后又往条件里加了新的目标，编译命令也不需要修改，既省事，又减少出错。

$?也很有用，有时候希望只对更新过的条件进行操作。

之前我们看到make的隐含规则数据库中用到了很多变量，有些变量没有定义（例如CFLAGS），有些变量定义了缺省值（例如CC），我们写Makefile时可以重新定义这些变量的值，也可以在缺省值的基础上追加。以下列举一些常用的变量。

AR

静态库打包命令的名字，缺省值是ar。

ARFLAGS

静态库打包命令的选项，缺省值是rv。

AS

汇编器的名字，缺省值是as。

ASFLAGS

汇编器的选项，没有定义。

C编译器的名字，缺省值是cc。

CFLAGS

C编译器的选项，没有定义。

CXX

C++编译器的名字，缺省值是g++。

CXXFLAGS

C++编译器的选项，没有定义。

CPP

C预处理器的名字，缺省值是$(CC) -E。

CPPFLAGS

C预处理器的选项，没有定义。

链接器的名字，缺省值是ld。

LDFLAGS

链接器的选项，没有定义。

TARGET_ARCH

和目标平台相关的命令行选项，没有定义。

OUTPUT_OPTION

输出的命令行选项，缺省值是-o $@。

LINK.o

把.o文件链接在一起的命令行，缺省值是$(CC) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)。

LINK.c

把.c文件链接在一起的命令行，缺省值是$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)。

LINK.cc

把.cc文件（C++源文件）链接在一起的命令行，缺省值是$(CXX) $(CXXFLAGS) $(CPPFLAGS) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)。

COMPILE.c

编译.c文件的命令行，缺省值是$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c。

COMPILE.cc

编译.cc文件的命令行，缺省值是$(CXX) $(CXXFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c。

删除命令的名字，缺省值是rm -f。

***************************自动处理头文件的依赖关系*************************

[plain]

all:main
main: main.o hello.o word.o
gcc main.o hello.o word.o -o main
main.o:main.h hello.h word.h
hello.o:hello.h
word.o:word.h
clean:
echo "cleanning project"
-rm main *.o
echo "clean completed"
.PHONY:clean

all:main
main: main.o hello.o word.o
  gcc main.o hello.o word.o -o main

main.o:main.h hello.h word.h
hello.o:hello.h
word.o:word.h

clean:
  echo "cleanning project"
  -rm main *.o
  echo "clean completed"

.PHONY:clean

现在Makefile写成上面的形式，默认make all，这样有个确定，写Makefile时要查个每个源文件，确定其包含的头文件，很容易出错，为了解决这个问题，可用用gcc -M查看源文件的依赖关系，-M选项会把系统头文件也找出来，如果不需要，可以用-MM选项。

[plain]

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc> gcc -MM *.c
hello.o: hello.c hello.h
main.o: main.c main.h hello.h word.h
word.o: word.c word.h

<localhost.localdomain:/data/ghostyu/linuxc> gcc -MM *.c
hello.o: hello.c hello.h
main.o: main.c main.h hello.h word.h
word.o: word.c word.h

现在的问题是怎样将上述依赖包含在Makefile中。

GNUlinux建议这样：

[plain]

all:main
main: main.o hello.o word.o
gcc main.o hello.o word.o -o main
sources = main.c hello.c word.c
include $(sources:.c=.d)
%.d: %.c
set -e; rm -f $@; \
$(CC) -MM $(CPPFLAGS) $< > $@.$$$$; \
sed 's,$$*$\.o[ :]*,\1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@; \
rm -f $@.$$$$

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