GNU make笔记 - 技术栈

编译和链接

在Makefile中定义整个编译流程以及各个目标文件与源文件之间的依赖关系，并且只重新编译新的修改会影响到的部分，从而降低编译的时间。

编译只检查函数、变量是否被声明，并生成.o(Linux)或.obj(Windows)文件。由于编译生成的中间目标文件太多，因此通常会将其打包成为.a(Linux)或.lib(Windows)文件，以进行链接。

依赖关系

makefile 复制代码

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

target：可以是一个目标文件，可执行文件，或一个标签。
prerequisites：target所依赖的文件和target。
command：该target要执行的shell命令。

注意makefile中的command必须以Tab开头。

另外，在执行有顺序性要求的命令时，不应该分写两行，而应该用分号隔开，例如：

makefile 复制代码

	# 错误写法！pwd将在本目录执行
	cd ../
	pwd

	# 正确写法
	cd ../; pwd

makefile会检查文件的更新时间，当prerequisites中有文件比target新时，command所定义的命令就会被执行。

以1个.h文件 + 2个.c文件为例：

makefile 复制代码

# myProcess是可执行文件
myProcess : main.o somec.o
	gcc -o myProcess main.o somec.o

main.o : main.c somec.h
	gcc -c main.c
somec.o : somec.c somec.h
	gcc -c somec.c

clean :
	rm myProcess main.o somec.o

注意，这里的clean是一个标签而非文件，使用类似make clean这样的形式来执行标签后的命令。

makefile会以完成第一个target为目标，逐次展开依赖，去更新涉及到的依赖的文件。

变量

将上例改为用变量的形式：

makefile 复制代码

OBJ = main.o somec.o
TARGET = myProcess
CC = gcc

$(TARGET) : $(OBJ)
	$(CC) -o $(TARGET) $(OBJ)

main.o : main.c somec.h
	$(CC) -c main.c
somec.o : somec.c somec.h
	$(CC) -c somec.c

clean :
	rm $(TARGET) $(OBJ)

也可以将clean改为下面这种写法：

makefile 复制代码

.PHONY : clean
clean :
	-rm $(TARGET) $(OBJ)

其中，.PHONY显式地表示clean是一个伪目标 ，即表明clean不是需要检查依赖的目标。

另外，rm前的-表示执行时即使出错，也继续执行命令。

一般更推荐使用:=来赋值变量，与=的区别在于，前者立即展开，而后者在使用时才会展开。

定义空格变量

使用如下的方法定义空格变量：

makefile 复制代码

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

nullstring是空变量，其后加一个空格，在用注释表示结束，即可将space展开为一个空格变量。

变量的替换

例如：

makefile 复制代码

var1 := a.o b.o
var2 := $(var1:.o=.c)

表示var2是将var1中的.o替换为.c，即var2为a.c b.c。

override

用override强制修改变量，例如：

makefile 复制代码

var := var1
override var1 := var2

多行变量

makefile 复制代码

define multi_line_var
xxx
xxx
endef

目标变量

在目标后的依赖里写变量，表示不管全局上该变量如何，在此目标引发的行为中变量都是这样的，例如：

makefile 复制代码

CFLAGS := -o
# 由prog引发的行为中CFLAGS都是-g
prog : CFLAGS = -g

自动变量

使用模式规则 来定义一个隐含规则，需要在目标中使用%。目标中的%取决于依赖中的值。

而自动化变量，就会把模式中所定义的一系列的文件自动地挨个取出。

下面是一些常用的自动变量：

自动变量	含义
$@	规则中的目标文件名
$<	第一个依赖文件
$^	所有依赖文件
$*	匹配通配符%的部分

make自动推导

make看到xx.o，可以自动地推导出它依赖同名的xx.c，并且gcc -c xx.c也会被自动加上。

由此，上例又可以省略为：

makefile 复制代码

OBJ = main.o somec.o
TARGET = myProcess
CC = gcc

$(TARGET) : $(OBJ)
	$(CC) -o $(TARGET) $(OBJ)

main.o : somec.h
somec.o : somec.h

clean :
	rm $(TARGET) $(OBJ)

包含其他makefile文件

默认情况下，make会寻找命名为makefile和Makefile的文件，当然也可以是其他任意命名的makefile文件，不过需要使用make -f <filename>来显式地指定。

在一个makefile中使用include <filenames>来包含其他makefile文件，

文件搜索

默认情况下，makefile只会在当前目录搜索文件。

使用VPATH变量指明其他的目录用于搜索。
例如VPATH = src:../headers，其中src和headers都是搜索目录，它们之间用:隔开。
使用vpath关键字。
例如vpath %.h ../headers表示在headers下搜索所有以.h结尾的文件。

一次生成多个程序

按基本的写法，makefile只会从第一行，即第一个生成程序开始查找依赖，如果后面还有程序要生成则可能被忽略。

可以使用伪目标来达成这一目的：

makefile 复制代码

all : prog1 prog2
.PHONY : all

prog1 : prog1.o
	gcc -o prog1 prog1.o

prog2 : prog2.o
	gcc -o prog2 prog2.o

声明一个伪目标all，它依赖于两个程序，但由于伪目标不会被生成文件，因此all总是需要更新其依赖，也就总是生成这多个程序。

条件判断

使用ifeq, ifneq, ifdef, ifndef来进行条件判断，并且都以endif结尾。

make读取Makefile时就计算条件表达式的值，并根据其值来选择语句，所以，不要把自动化变量放入条件表达式中，因为自动化变量是在运行时才有的。

函数

格式为$(function argument1,argument2)。函数和参数以空格隔开，参数见以逗号隔开。

下面介绍一些常用的函数。

字符串函数

subst
$(subst from,to,text)，把字符串text中的from替换为to。
patsubst
$(patsubst pattern,replacement,text)，模式替换，把text中的单词pattern替换为replacement。
strip
$(strip string)，去空格
filter
$(filter pattern,text)，只保留text中符合pattern模式的单词。
例如```

makefile 复制代码

sources := a.c b.o c.s
$(filter %.c %.o,$(sourecs))

返回a.c b.o

sort
$(sort string)，给string中的单词排序，注意会去重。
word
$(word n,string)，取string中的第n个单词。
words
$(words string)，统计单词个数。

文件函数

dir
$(dir names)，从文件名列表names中取出目录，例如$(dir /src/foo.c temp)返回/src/ ./
suffix
$(suffix names)，从names中取出各个文件的后缀。
basename
同上，只不过取的是前缀名。

控制流函数

foreach
$(foreach var,list,expr)，把list中的单词拿出来赋给var，然后执行expr。expr每次的返回会以空格隔开，最后组成整个函数的返回值。
例如：$(foreach n,a b,$(n).o)返回a.o b.o。
注意var是一个局部变量，其作用域只在foreach中。
if
$(if condition,then-part,else-part)，else-part可以省略。
shell
$(shell expr)，执行一个shell命令作为返回值。
error
$(error text)，停止make并报错text。
warning
同上，不过不退出make而是继续执行。

总结

GNU make的执行步骤如下：

读入所有的Makefile。
读入被include的其它Makefile。
初始化文件中的变量。
推导隐式规则，并分析所有规则。
为所有的目标文件创建依赖关系链。
根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
执行生成命令。

第三步并非一开始就将所有变量展开，而是其出现在依赖关系中且要被使用了才展开。