深入學(xué)習(xí)Make命令和Makefile

深入學(xué)習(xí)Make命令和Makefile（下）makefilemake是Linux下的一款程序自動維護工具，配合makefile的使用，就能夠根據(jù)程序中模塊的修改情況，自動判斷應(yīng)該對那些模塊重新編譯，從而保證軟件是由最新的模塊構(gòu)成。本文分為上下兩部分，我們在上一篇文章中分別介紹了make和makefile的一些基本用法，在本文中，我們會對make和makefile的功能做進一步的介紹。一、構(gòu)建多個目標(biāo)有時候，我們想要在一個makefile中生成多個單獨的目標(biāo)文件，或者將多個命令放在一起，比如，在下面的示例mymakefile3中我們將添加一個clean選項來清除不需要的目標(biāo)文件，然后用install選項將生成的應(yīng)用程序移動到另一個目錄中去。這個makefile跟前面的mymakefile較為相似，不同之處筆者用黑體加以標(biāo)識：all:main#使用的編譯器CC=gcc#安裝位置INSTDIR=/usr/local/bin#include文件所在位置INCLUDE=.#開發(fā)過程中所用的選項CFLAGS=-g-Wall-ansi#發(fā)行時用的選項#CFLAGS=-O-Wall-ansimain:main.of1.of2.o$(CC)-omainmain.of1.of2.omain.o:main.cdef1.h$(CC)-I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-cmain.cf1.o:f1.cdef1.hdef2.h$(CC)-I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-cf1.cf2.o:f2.cdef2.hdef3.h$(CC)-I$(INCLUDE)$(CFLAGS)-cf2.cclean:-rmmain.of1.of2.o

install:main@if[-d$(INSTDIR)];\then\cpmain$(INSTDIR);\chmoda+x$(INSTDIR)/main;\chmodog-w$(INSTDIR)/main;\echoInstalledin$(INSTDIR);\else\echoSorry,$(INSTDIR)doesnotexist";'fi在這個makefile中需要注意的是，雖然這里有一個特殊的目標(biāo)all,但是最終還是將main作為目標(biāo)。因此，如果執(zhí)行make命令時沒有在命令行中給出一個特定目標(biāo)的話，仍然會編譯連接main程序。其次要注意后面的兩個目標(biāo)：clean和install。目標(biāo)clean沒有依賴模塊，因為沒有時間標(biāo)記可供比較，所以它總被執(zhí)行；它的實際意圖是引出后面的rm命令來刪除某些目標(biāo)文件。我們看到rm命令以-開頭，這時即使表示make將忽略命令結(jié)果，所以即使沒有目標(biāo)供rm命令刪除而返回錯誤時，makeclean依然繼續(xù)向下執(zhí)行。接下來的目標(biāo)install依賴于main，所以make知道必須在執(zhí)行安裝命令前先建立main。用于安裝的指令由一些shell命令組成。因為make調(diào)用shell來執(zhí)行規(guī)則，并且為每條規(guī)則生成一個新的shell，所以要用一個shell來執(zhí)行這些命令的話，必須添加反斜杠，以使所有命令位于同一個邏輯行上。這條命令用@開頭，表示在執(zhí)行規(guī)則前不會向標(biāo)準(zhǔn)輸出打印命令。為了安裝應(yīng)用程序，目標(biāo)install會一條接一條地執(zhí)行若干命令，并且執(zhí)行下一個之前，不會檢查上一條命令是否成功。若想只有當(dāng)前面的命令取得成功時，隨后的命令才得以執(zhí)行的話，可以在命令中加入&&，如下所示：@if[-d$(INSTDIR)];\then\cpmain$(INSTDIR)&&\chmoda+x$(INSTDIR)/main&&\chmodog-w$(INSTDIR/main&&\echoInstalledin$(INSTDIR);\else\echoSorry,$(INSTDIR)doesnotexist";false;\fi這是shell的“與”指令，只有當(dāng)在前的命令成功時隨后的命令才被執(zhí)行。這里不必關(guān)心前面命令是否取得成功，只需注意這種用法就可以了。要想在/usr/local/bin目錄安裝新命令必須具有特權(quán)，所以調(diào)用makeinstall命令之前，可以讓Makefile使用一個不同的安裝目錄，或者修改該目錄的權(quán)限，或切換到root用戶。如下所示：$rm*.omain

$make-fMymakefile3gcc -I. -g -Wall -ansi -c main.cgcc -I. -g -Wall -ansi -c fl.cgcc -I. -g -Wall -ansi -c f2.cgcc -omainmain.of1.of2.o$make-fMymakefile3make:Nothingtobedonefor‘a(chǎn)ll’.$rmmain$make-fMymakefile3installgcc-omainmain.of1.of2.oInstalledin/usr/local/bin$make-fMymakefile3cleanrmmain.of1.of2.o$讓我們對此作一簡單介紹，首先刪除main和所有目標(biāo)文件程序，由于將all作為目標(biāo)，所以make命令會重新編譯main。當(dāng)我們再次執(zhí)行make命令時，由于main是最新的，所以make什么也不做。之后，我們刪除main程序文件，并執(zhí)行makeinstall，這會重新建立二進制文件main并將其復(fù)制到安裝目錄。最后，運行makeclean命令，來刪去所有目標(biāo)程序。二、內(nèi)部規(guī)則迄今為止，我們已經(jīng)能夠在makefile中給出相應(yīng)的規(guī)則來指出具體的處理過程。實際上，除了我們顯式給出的規(guī)則外，make還具有許多內(nèi)部規(guī)則，這些規(guī)則是由預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)、依賴文件及其命令組成的相關(guān)行。在內(nèi)部規(guī)則的幫助下，可以使makefile變得更加簡潔，尤其是在具有許多源文件的時候?，F(xiàn)在以實例加以說明，首先建立一個名為foo.c的C程序源文件，文件內(nèi)容如下所示：#include<stdio.h>intmain()TOC\o"1-5"\h\z{printf(，HelloWorld'n");exit(EXIT_SUCCESS);}現(xiàn)在讓我們用make命令來編譯它：$makefooccfoo.c-ofoo$

您會驚奇地發(fā)現(xiàn)，盡管我們沒有指定makefile，但是make仍然能知道如何調(diào)用編譯器，并且調(diào)用的是cc而不是gcc編譯器。這在Linux上沒有問題，因為cc常常會鏈接到gcc程序。這完全得益于make內(nèi)建的內(nèi)部規(guī)則，另外這些內(nèi)部規(guī)則通常使用宏，所以只要為這些宏指定新的值，就可以改變內(nèi)部規(guī)則的默認(rèn)動作，如下所示：$rmfoo$makeCC=gccCFLAGS="-Wall-g"foogcc-Wall-gfoo.c-ofoo$用make命令加-p選項后，可以打印出系統(tǒng)缺省定義的內(nèi)部規(guī)則。它們包括系統(tǒng)預(yù)定義的宏、以及產(chǎn)生某些種類后綴的文件的內(nèi)部相關(guān)行。內(nèi)部規(guī)則涉及的文件種類很多，它不僅包括C源程序文件及其目標(biāo)文件，還包括SCCS文件、yacc文件和lex文件，甚至還包括Shell文件。當(dāng)然，我們更關(guān)心的是如何利用內(nèi)部規(guī)則來簡化makefile，比如讓內(nèi)部規(guī)則來負責(zé)生成目標(biāo)，而只指定依賴關(guān)系，這樣makefile就簡潔多了，如下所示：main.o:main.cdef1.hf1.o:f1.cdef1.hdef2.hf2.o:f2.cdef2.hdef3.h三、后綴規(guī)則前面我們已經(jīng)看到，有些內(nèi)部規(guī)則會根據(jù)文件的后綴（相當(dāng)于Windows系統(tǒng)中的文件擴展名）來采取相應(yīng)的處理。換句話說，這樣當(dāng)make見到帶有一種后綴的文件時，就知道使用哪些規(guī)則來建立一個帶有另外一種后綴的文件，最常見的是用以.c結(jié)尾的文件來建立以.o結(jié)尾的文件，即把源文件編譯成目標(biāo)程序，但是不連接?，F(xiàn)在舉例說明后綴規(guī)則的應(yīng)用。有時候，我們需要在不同的平臺下編譯源文件，例如Windows和Linux。假設(shè)我們的源代碼是C++編寫的，那么Windows下其后綴則為.cpp。不過Linux使用的make版本沒有編譯.cpp文件的內(nèi)部規(guī)則，倒是有一個用于.cc的規(guī)則，因為在UNIX操作系統(tǒng)中c++文件擴展名通常為.cc。這時候，要么為每個源文件單獨指定一條規(guī)則，要么為make建立一條新規(guī)則，告訴它如何用.cpp為擴展名的源文件來生成目標(biāo)文件。如果項目中的源文件較多的話，后綴規(guī)則就可以派上用場了。要添加一條新后綴規(guī)則，首先在makefile文件中加入一行來告訴make新后綴是什么；然后就可以添加使用這個新后綴的規(guī)則了。這時，make要用到一條專用的語法：1..〈舊后綴名>.<新后綴名〉：它的作用是定義一條通用規(guī)則，用來將帶有舊后綴名的文件變成帶有新后綴名的文件，文件名保持不變，如要將.cpp文件編譯成.o文件，可以使用一個新的通用規(guī)則：

.SUFFIXES:.cpp.cpp.o:$(CC)-xc++$(CFLAGS)-I$(INCLUDE)-c$<上面的.cpp.o:告訴make這些規(guī)則用于把后綴為.cpp的文件轉(zhuǎn)換成后綴為.o的文件。其中的標(biāo)志-xc++的作用是告訴gcc這次要編譯的源文件是c++源文件。這里，我們使用一個宏$<來通指需要編譯的文件的名稱，不管這些文件名具體是什么。我們只需知道，所有以.cpp為后綴的文件將被編譯成以.o為后綴的文件，例如以是app.cpp的文件將變成app.o。注意，我們只跟make說明如何把.cpp文件變成.o文件就行了，至于如何從目標(biāo)程序文件變成二進制可執(zhí)行文件，因為make早已知曉，所以就不用我們費心了。所以，當(dāng)我們調(diào)用make程序時，它會使用新規(guī)則把類似app.cpp這樣的程序變成app.o,然后使用內(nèi)部規(guī)則將app.o文件連接成一個可執(zhí)行文件app?，F(xiàn)在，make已經(jīng)知道如何處理擴展名為.cpp的c++源文件，除此之外，我們還可以通過后綴規(guī)則將文件從一種類型轉(zhuǎn)換為另一種類型。不過，較新版本的make包含一個語法可以達到同樣的效果。例如，模式規(guī)則使用％作為匹配文件名的通配符，而不單獨依賴于文件擴展名。以下模式規(guī)則相當(dāng)于上面處理.cpp的規(guī)則，具體如下所示：%.cpp:%o$(CC)-xc++$(CFLAGS)-I$(INCLUDE)-c$<四、用make管理程序庫一般來說，程序庫也是一種由一組目標(biāo)程序構(gòu)成的以.a為擴展名的文件，所以，Make命令也可以用來管理這些程序庫。實際上，為了簡化程序庫的管理，make程序還專門設(shè)有一個語法：lib(file.o)這意味著目標(biāo)文件file.o以庫文件lib.a的形式存放，這意味著lib.a庫依賴于目標(biāo)程序file.o。此外，make命令還具有一個內(nèi)部規(guī)則用來管理程序庫，該規(guī)則相當(dāng)于如下內(nèi)容：.c.a:$(CC)-c$(CFLAGS)$<$(AR)$(ARFLAGS)$@$*.o其中，宏$(AR)和$3日「1入6,)分別表示指令A(yù)R和選項rv。如上所見，要告訴make用.c文件生成.a庫，必須用到兩個規(guī)則：第一個規(guī)則是說把源文件編譯成一個目標(biāo)程序文件。第二個規(guī)則表示使用ar指令向庫中添加新的目標(biāo)文件。所以，如果我們有一個名為filed的庫，其中含有bar.o文件，那么第一規(guī)則中的$<會被替換為bar.c；在第二個規(guī)則中的$@被庫名filed.a所替代，而$*將被bar所替代。

下面舉例說明如何用make來管理庫。實際上，用make來管理程序庫的規(guī)則是很簡單的。比如，我們可以將前面示例加以修改，讓fl.o和f2.o放在一個稱為mylib.a的程序庫中，這時的Makefile幾乎無需改變，而新的mymakefile4看上去是這樣的：all:main#使用的編譯器CC=gcc#安裝位置INSTDIR=/usr/local/bin#include文件所在位置INCLUDE=.#開發(fā)過程中使用的選項CFLAGS=-g-Wall-ansi#用于發(fā)行時的選項#CFLAGS=-O-Wall-ansi#本地庫MYLIB=mylib.amain:main.o$(MYLIB)$(CC)-omainmain.o$(MYLIB)$(MYLIB):$(MYLIB)(f1.o)$(MYLIB)(f2.o)main.o:main.cdef1.hf1.o:f1.cdef1.hdef2.hf2.o:f2.cdef2.hdef3.hclean:-rmmain.of1.of2.o$(MYLIB)install:main@if[-d$(INSTDIR)];\then\cpmain$(INSTDIR);\chmoda+x$(INSTDIR)/main;\chmodog-w$(INSTDIR)/main;\echo，Installedin$(INSTDIR)，;\else\echo，Sorry,$(INSTDIR)doesnotexist";'fi注意：我們是如何讓省缺規(guī)則來替我們完成大部分工作的。如今，我們可以試一下新版的makefile的工作情況：1.$rm-fmain*.omylib.1.$rm-fmain*.omylib.a2.3.$make-fMymakefile44.gcc-g-Wall-ansi-c-omain.omain.c5.5.gcc-g-Wall-ansi-c-of1.of1.carrvmylib.afl.oa-fl.ogcc-g-Wall-ansi-c-of2.of2.carrvmylib.af2.oa-f2.ogcc-omainmain.omylib.a12.$touchdef3.h14.$make-fMymakefile4gcc-g-Wall-ansi-c-of2.of2.carrvmylib.af2.or-f2.ogcc-omainmain.omylib.a$現(xiàn)在對上面的例子做必要的說明。首先刪除全部目標(biāo)程序文件和程序庫，然后讓make重新構(gòu)建main，因為當(dāng)連接main.o時需要用到庫，所以要先編譯和創(chuàng)建庫。此后，我們還測試f2.o的依賴關(guān)系，我們知道如果def3.h發(fā)生了改變，那么必須重新編譯f2.c，事實表明make在重新構(gòu)建main可執(zhí)行文件之前，正確地編譯了f2.c并更新了庫。五、Makefile和子目錄如果你的項目比較大的話，可以考慮將某些文件組成一個庫，然后單獨存放到一個子目錄內(nèi)。這時，對于makefile有兩種處理方法，下面分別介紹。第一種方法：在子目錄中放置一個輔助makefile，然后把這個子目錄中的源文件編譯成一個程序庫，最后將這個庫復(fù)制到主目錄中。上級目錄中的主要makefile可以放上一個規(guī)則，通過調(diào)用輔助makefile來建立該庫：mylib.a:(cdmylibdirectory;$(MAKE))這樣的話，我們就會總是構(gòu)建mylib.a，因為冒號右邊為空。當(dāng)make調(diào)用該規(guī)則構(gòu)建該庫時，它會切換到子目錄mylibdirectory中，然后調(diào)用一個新的make命令來管理該庫。因為調(diào)用了一個新的shell來完成此任務(wù)，所以使用makefile的程序不必進行目錄切換。不過，被調(diào)用的shell是在一個不同的目錄中利用該規(guī)則構(gòu)建該庫的，所以括孤能確保所有處理都是由一個shell完成的。第二種方法：在單個makefile中使用更多的宏，不過這些附加的宏需要在目錄名上加D并且為文件名加上F。例如，可以用下面的命令來覆蓋內(nèi)建的.c.o后綴規(guī)則：

.c.o:$(CC)$(CFLAGS)-c$(@D)/$(為在子目錄編譯文件，并將目標(biāo)放在子目錄中，可以用像下面這樣的依賴關(guān)系和規(guī)則來更新當(dāng)前目錄中的庫：myli