makefile详解(3)

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六、多目标

Makefile 的规则中的目标可以不止一个，其支持多目标，有可能我们的多个目标同时
依赖于一个文件，并且其生成的命令大体类似。于是我们就能把其合并起来。当然，多
个目标的生成规则的执行命令是同一个，这可能会可我们带来麻烦，不过好在我们的
可以使用一个自动化变量“$@” （关于自动化变量，将在后面讲述），这个变量表示
着目前规则中所有的目标的集合，这样说可能很抽象，还是看一个例子吧。

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

上述规则等价于：

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

generate text.g -little > littleoutput

其中，-$(substoutput,,$@) 中的“$” 表示执行一个Makefile 的函数，函数名为subst ，后
面的为参数。关于函数，将在后面讲述。这里的这个函数是截取字符串的意思，“$@”
表示目标的集合，就像一个数组，“$@” 依次取出目标，并执于命令。

 

七、静态模式

静态模式可以更加容易地定义多目标的规则，可以让我们的规则变得更加的有弹性和
灵活。我们还是先来看一下语法：

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

 

targets 定义了一系列的目标文件，可以有通配符。是目标的一个集合。

target-parrtern 是指明了 targets 的模式，也就是的目标集模式。

prereq-parrterns 是目标的依赖模式，它对 target-parrtern 形成的模式再进行一次依赖目
标的定义。

这样描述这三个东西，可能还是没有说清楚，还是举个例子来说明一下吧。如果我们的
<target-parrtern> 定义成“%.o” ，意思是我们的<target> 集合中都是以“.o” 结尾的，而如
果我们的<prereq-parrterns> 定义成“%.c” ，意思是对<target-parrtern> 所形成的目标集进
行二次定义，其计算方法是，取<target-parrtern> 模式中的“%” （也就是去掉了[.o] 这个
结尾），并为其加上[.c] 这个结尾，形成的新集合。

所以，我们的“ 目标模式” 或是“ 依赖模式” 中都应该有“%” 这个字符，如果你的文
件名中有“%” 那么你可以使用反斜杠“\” 进行转义，来标明真实的“%” 字符。

看一个例子：

objects = foo.o bar.o

all: $(objects)

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

 

上面的例子中，指明了我们的目标从$object 中获取，“%.o” 表明要所有以“.o” 结尾的

目标，也就是“foo.obar.o” ，也就是变量$object 集合的模式，而依赖模式“%.c” 则取
模式“%.o” 的“%” ，也就是“foobar” ，并为其加下“.c” 的后缀，于是，我们的依赖
目标就是“foo.cbar.c” 。而命令中的“$<” 和“$@” 则是自动化变量，“$<” 表示所有的
依赖目标集（也就是“foo.cbar.c” ），“$@” 表示目标集（也就是“foo.obar.o” ）。于
是，上面的规则展开后等价于下面的规则：

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

试想，如果我们的“%.o” 有几百个，那种我们只要用这种很简单的“ 静态模式规则”
就可以写完一堆规则，实在是太有效率了。“ 静态模式规则” 的用法很灵活，如果用得
好，那会一个很强大的功能。再看一个例子：

 

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)) 表示调用 Makefile 的 filter 函数，过滤“$filter” 集，只要其中模式为
“%.o” 的内容。其的它内容，我就不用多说了吧。这个例字展示了Makefile 中更大的弹
性。

 

八、自动生成依赖性

在Makefile 中，我们的依赖关系可能会需要包含一系列的头文件，比如，如果我们的
main.c 中有一句“#include "defs.h"” ，那么我们的依赖关系应该是：

main.o : main.c defs.h

但是，如果是一个比较大型的工程，你必需清楚哪些C 文件包含了哪些头文件，并且，
你在加入或删除头文件时，也需要小心地修改Makefile ，这是一个很没有维护性的工
作。为了避免这种繁重而又容易出错的事情，我们可以使用C/C++ 编译的一个功能。大
多数的C/C++ 编译器都支持一个“-M” 的选项，即自动找寻源文件中包含的头文件，并
生成一个依赖关系。例如，如果我们执行下面的命令：

cc -M main.c

其输出是：

main.o : main.c defs.h

于是由编译器自动生成的依赖关系，这样一来，你就不必再手动书写若干文件的依赖
关系，而由编译器自动生成了。需要提醒一句的是，如果你使用GNU 的C/C++ 编译器，
你得用“-MM” 参数，不然，“-M” 参数会把一些标准库的头文件也包含进来。

gcc -M main.c 的输出是：

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 的输出则是：

main.o: main.c defs.h

那么，编译器的这个功能如何与我们的Makefile 联系在一起呢。因为这样一来，我们的
Makefile 也要根据这些源文件重新生成，让 Makefile 自已依赖于源文件？这个功能并
不现实，不过我们可以有其它手段来迂回地实现这一功能。GNU 组织建议把编译器为
每一个源文件的自动生成的依赖关系放到一个文件中，为每一个“name.c” 的文件都生
成一个“name.d” 的Makefile 文件，[.d] 文件中就存放对应[.c] 文件的依赖关系。

于是，我们可以写出[.c] 文件和[.d] 文件的依赖关系，并让make 自动更新或自成[.d] 文
件，并把其包含在我们的主Makefile 中，这样，我们就可以自动化地生成每个文件的
依赖关系了。

这里，我们给出了一个模式规则来产生[.d] 文件：

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

这个规则的意思是，所有的[.d] 文件依赖于[.c] 文件，“rm-f$@” 的意思是删除所有的
目标，也就是[.d] 文件，第二行的意思是，为每个依赖文件“$<” ，也就是[.c] 文件生成
依赖文件，“$@” 表示模式“%.d” 文件，如果有一个C 文件是name.c ，那么“%” 就是
“name” ，“$$$$” 意为一个随机编号，第二行生成的文件有可能是“name.d.12345” ，
第三行使用sed 命令做了一个替换，关于sed 命令的用法请参看相关的使用文档。第四
行就是删除临时文件。

总而言之，这个模式要做的事就是在编译器生成的依赖关系中加入[.d] 文件的依赖，即
把依赖关系：

main.o : main.c defs.h

转成：

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

于是，我们的[.d] 文件也会自动更新了，并会自动生成了，当然，你还可以在这个[.d]
文件中加入的不只是依赖关系，包括生成的命令也可一并加入，让每个[.d] 文件都包含
一个完赖的规则。一旦我们完成这个工作，接下来，我们就要把这些自动生成的规则放
进我们的主 Makefile 中。我们可以使用 Makefile 的“include” 命令，来引入别的
Makefile 文件（前面讲过），例如：

sources = foo.c bar.c

include $(sources:.c=.d)

上述语句中的“$(sources:.c=.d)” 中的“.c=.d” 的意思是做一个替换，把变量$(sources) 所
有[.c] 的字串都替换成[.d] ，关于这个“ 替换” 的内容，在后面我会有更为详细的讲述。
当然，你得注意次序，因为include 是按次来载入文件，最先载入的[.d] 文件中的目标
会成为默认目标。

书写命令
————

每条规则中的命令和操作系统Shell 的命令行是一致的。make 会一按顺序一条一条的执
行命令，每条命令的开头必须以[Tab] 键开头，除非，命令是紧跟在依赖规则后面的分
号后的。在命令行之间中的空格或是空行会被忽略，但是如果该空格或空行是以Tab 键
开头的，那么make 会认为其是一个空命令。

我们在UNIX 下可能会使用不同的Shell ，但是make 的命令默认是被“/bin/sh”——
UNIX 的标准 Shell 解释执行的。除非你特别指定一个其它的 Shell 。Makefile 中，“#” 是
注释符，很像C/C++ 中的“//” ，其后的本行字符都被注释。

一、显示命令

通常，make 会把其要执行的命令行在命令执行前输出到屏幕上。当我们用“@” 字符在
命令行前，那么，这个命令将不被make 显示出来，最具代表性的例子是，我们用这个
功能来像屏幕显示一些信息。如：

@echo 正在编译 XXX 模块......

当make 执行时，会输出“ 正在编译XXX 模块......” 字串，但不会输出命令，如果没有
“@” ，那么，make 将输出：

echo 正在编译 XXX 模块......
正在编译XXX 模块......

如果make 执行时，带入make 参数“-n” 或“--just-print” ，那么其只是显示命令，但不
会执行命令，这个功能很有利于我们调试我们的Makefile ，看看我们书写的命令是执
行起来是什么样子的或是什么顺序的。

而make 参数“-s” 或“--slient” 则是全面禁止命令的显示。

 

二、命令执行

当依赖目标新于目标时，也就是当规则的目标需要被更新时，make 会一条一条的执行
其后的命令。需要注意的是，如果你要让上一条命令的结果应用在下一条命令时，你应
该使用分号分隔这两条命令。比如你的第一条命令是cd 命令，你希望第二条命令得在
cd 之后的基础上运行，那么你就不能把这两条命令写在两行上，而应该把这两条命令
写在一行上，用分号分隔。如：

示例一：
exec:
cd /home/hchen
pwd

示例二：
exec:
cd /home/hchen; pwd

当我们执行“make exec” 时，第一个例子中的cd 没有作用，pwd 会打印出当前的
Makefile 目录，而第二个例子中，cd 就起作用了，pwd 会打印出“/home/hchen” 。

make 一般是使用环境变量 SHELL 中所定义的系统 Shell 来执行命令，默认情况下使用

UNIX 的标准 Shell——/bin/sh 来执行命令。但在 MS-DOS 下有点特殊，因为 MS-DOS
下没有SHELL 环境变量，当然你也可以指定。如果你指定了UNIX 风格的目录形式，
首先，make 会在SHELL 所指定的路径中找寻命令解释器，如果找不到，其会在当前
盘符中的当前目录中寻找，如果再找不到，其会在PATH 环境变量中所定义的所有路
径中寻找。MS-DOS 中，如果你定义的命令解释器没有找到，其会给你的命令解释器加
上诸如“.exe” 、“.com” 、“.bat” 、“.sh” 等后缀。

 

三、命令出错

每当命令运行完后，make 会检测每个命令的返回码，如果命令返回成功，那么make
会执行下一条命令，当规则中所有的命令成功返回后，这个规则就算是成功完成了。如
果一个规则中的某个命令出错了（命令退出码非零），那么make 就会终止执行当前规
则，这将有可能终止所有规则的执行。

有些时候，命令的出错并不表示就是错误的。例如mkdir 命令，我们一定需要建立一个
目录，如果目录不存在，那么mkdir 就成功执行，万事大吉，如果目录存在，那么就
出错了。我们之所以使用mkdir 的意思就是一定要有这样的一个目录，于是我们就不希
望mkdir 出错而终止规则的运行。

为了做到这一点，忽略命令的出错，我们可以在Makefile 的命令行前加一个减号“-”
（在Tab 键之后），标记为不管命令出不出错都认为是成功的。如：

clean:
-rm -f *.o

还有一个全局的办法是，给make 加上“-i” 或是“--ignore-errors” 参数，那么，Makefile
中所有命令都会忽略错误。而如果一个规则是以“.IGNORE” 作为目标的，那么这个规
则中的所有命令将会忽略错误。这些是不同级别的防止命令出错的方法，你可以根据你
的不同喜欢设置。

还有一个要提一下的make 的参数的是“-k” 或是“--keep-going” ，这个参数的意思是，
如果某规则中的命令出错了，那么就终目该规则的执行，但继续执行其它规则。

 

四、嵌套执行make

在一些大的工程中，我们会把我们不同模块或是不同功能的源文件放在不同的目录中，
我们可以在每个目录中都书写一个该目录的Makefile ，这有利于让我们的Makefile 变
得更加地简洁，而不至于把所有的东西全部写在一个Makefile 中，这样会很难维护我
们的Makefile ，这个技术对于我们模块编译和分段编译有着非常大的好处。

例如，我们有一个子目录叫subdir ，这个目录下有个Makefile 文件，来指明了这个目
录下文件的编译规则。那么我们总控的Makefile 可以这样书写：

subsystem:
cd subdir && $(MAKE)

其等价于：

subsystem:
$(MAKE) -C subdir

定义$(MAKE) 宏变量的意思是，也许我们的make 需要一些参数，所以定义成一个变
量比较利于维护。这两个例子的意思都是先进入“subdir” 目录，然后执行make 命令。

我们把这个Makefile 叫做“ 总控Makefile” ，总控Makefile 的变量可以传递到下级的
Makefile 中（如果你显示的声明），但是不会覆盖下层的 Makefile 中所定义的变量，
除非指定了“-e” 参数。

如果你要传递变量到下级Makefile 中，那么你可以使用这样的声明：

export <variable ...>

如果你不想让某些变量传递到下级Makefile 中，那么你可以这样声明：

unexport <variable ...>

如：

示例一：

export variable = value

其等价于：

variable = value
export variable

其等价于：

export variable := value

其等价于：

variable := value
export variable

示例二：

export variable += value

其等价于：

variable += value
export variable

如果你要传递所有的变量，那么，只要一个export 就行了。后面什么也不用跟，表示传
递所有的变量。

需要注意的是，有两个变量，一个是SHELL ，一个是MAKEFLAGS ，这两个变量不管
你是否export ，其总是要传递到下层Makefile 中，特别是MAKEFILES 变量，其中包
含了make 的参数信息，如果我们执行“ 总控Makefile” 时有make 参数或是在上层
Makefile 中定义了这个变量，那么 MAKEFILES 变量将会是这些参数，并会传递到下
层Makefile 中，这是一个系统级的环境变量。

但是make 命令中的有几个参数并不往下传递，它们是“-C”,“-f”,“-h”“-o” 和“-W” （有
关Makefile 参数的细节将在后面说明），如果你不想往下层传递参数，那么，你可以
这样来：

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

如果你定义了环境变量MAKEFLAGS ，那么你得确信其中的选项是大家都会用到的，
如果其中有“-t”,“-n”, 和“-q” 参数，那么将会有让你意想不到的结果，或许会让你异常
地恐慌。

还有一个在“ 嵌套执行” 中比较有用的参数，“-w” 或是“--print-directory” 会在make
的过程中输出一些信息，让你看到目前的工作目录。比如，如果我们的下级make 目录
是“/home/hchen/gnu/make” ，如果我们使用“make-w” 来执行，那么当进入该目录时，
我们会看到：

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

而在完成下层make 后离开目录时，我们会看到：

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

当你使用“-C” 参数来指定make 下层Makefile 时，“-w” 会被自动打开的。如果参数中
有“-s” （“--slient” ）或是“--no-print-directory” ，那么，“-w” 总是失效的。