規(guī)則包含兩個(gè)部分,一個(gè)是依賴關(guān)系,一個(gè)是生成目標(biāo)的方法。
在Makefile中,規(guī)則的順序是很重要的,因?yàn)椋?/span>Makefile中只應(yīng)該有一個(gè)最終目標(biāo),其它的目標(biāo)都是被這個(gè)目標(biāo)所連帶出來的,所以一定要讓make知道你的最終目標(biāo)是什么。一般來說,定義在Makefile中的目標(biāo)可能會(huì)有很多,但是第一條規(guī)則中的目標(biāo)將被確立為最終的目標(biāo)。如果第一條規(guī)則中的目標(biāo)有很多個(gè),那么,第一個(gè)目標(biāo)會(huì)成為最終的目標(biāo)。make所完成的也就是這個(gè)目標(biāo)。
好了,還是讓我們來看一看如何書寫規(guī)則。
一、規(guī)則舉例
foo.o : foo.c defs.h # foo模塊
cc -c -g foo.c
看到這個(gè)例子,各位應(yīng)該不是很陌生了,前面也已說過,foo.o是我們的目標(biāo),foo.c和defs.h是目標(biāo)所依賴的源文件,而只有一個(gè)命令“cc -c -g foo.c”(以Tab鍵開頭)。這個(gè)規(guī)則告訴我們兩件事:
1、文件的依賴關(guān)系,foo.o依賴于foo.c和defs.h的文件,如果foo.c和defs.h的文件日期要比foo.o文件日期要新,或是foo.o不存在,那么依賴關(guān)系發(fā)生。
2、如果生成(或更新)foo.o文件。也就是那個(gè)cc命令,其說明了,如何生成foo.o這個(gè)文件。(當(dāng)然foo.c文件include了defs.h文件)
二、規(guī)則的語法
targets : prerequisites
command
...
或是這樣:
targets : prerequisites ; command
command
...
targets是文件名,以空格分開,可以使用通配符。一般來說,我們的目標(biāo)基本上是一個(gè)文件,但也有可能是多個(gè)文件。
command是命令行,如果其不與“target:prerequisites”在一行,那么,必須以[Tab鍵]開頭,如果和prerequisites在一行,那么可以用分號(hào)做為分隔。(見上)
prerequisites也就是目標(biāo)所依賴的文件(或依賴目標(biāo))。如果其中的某個(gè)文件要比目標(biāo)文件要新,那么,目標(biāo)就被認(rèn)為是“過時(shí)的”,被認(rèn)為是需要重生成的。這個(gè)在前面已經(jīng)講過了。
如果命令太長,你可以使用反斜框(‘\’)作為換行符。make對(duì)一行上有多少個(gè)字符沒有限制。規(guī)則告訴make兩件事,文件的依賴關(guān)系和如何成成目標(biāo)文件。
一般來說,make會(huì)以UNIX的標(biāo)準(zhǔn)Shell,也就是/bin/sh來執(zhí)行命令。
三、在規(guī)則中使用通配符
如果我們想定義一系列比較類似的文件,我們很自然地就想起使用通配符。make支持三各通配符:“*”,“?”和“[...]”。這是和Unix的B-Shell是相同的。
波浪號(hào)(“~”)字符在文件名中也有比較特殊的用途。如果是“~/test”,這就表示當(dāng)前用戶的$HOME目錄下的test目錄。而“~hchen/test”則表示用戶hchen的宿主目錄下的test目錄。(這些都是Unix下的小知識(shí)了,make也支持)而在Windows或是MS-DOS下,用戶沒有宿主目錄,那么波浪號(hào)所指的目錄則根據(jù)環(huán)境變量“HOME”而定。
通配符代替了你一系列的文件,如“*.c”表示所以后綴為c的文件。一個(gè)需要我們注意的是,如果我們的文件名中有通配符,如:“*”,那么可以用轉(zhuǎn)義字符“\”,如“\*”來表示真實(shí)的“*”字符,而不是任意長度的字符串。
好吧,還是先來看幾個(gè)例子吧:
clean:
rm -f *.o
上面這個(gè)例子我不不多說了,這是操作系統(tǒng)Shell所支持的通配符。這是在命令中的通配符。
print: *.c
lpr -p $?
touch print
上面這個(gè)例子說明了通配符也可以在我們的規(guī)則中,目標(biāo)print依賴于所有的[.c]文件。其中的“$?”是一個(gè)自動(dòng)化變量,我會(huì)在后面給你講述。
objects = *.o
上面這個(gè)例子,表示了,通符同樣可以用在變量中。并不是說[*.o]會(huì)展開,不!objects的值就是“*.o”。Makefile中的變量其實(shí)就是C/C++中的宏。如果你要讓通配符在變量中展開,也就是讓objects的值是所有[.o]的文件名的集合,那么,你可以這樣:
objects := $(wildcard *.o)
這種用法由關(guān)鍵字“wildcard”指出,關(guān)于Makefile的關(guān)鍵字,我們將在后面討論。
四、文件搜尋
在一些大的工程中,有大量的源文件,我們通常的做法是把這許多的源文件分類,并存放在不同的目錄中。所以,當(dāng)make需要去找尋文件的依賴關(guān)系時(shí),你可以在文件前加上路徑,但最好的方法是把一個(gè)路徑告訴make,讓make在自動(dòng)去找。
Makefile文件中的特殊變量“VPATH”就是完成這個(gè)功能的,如果沒有指明這個(gè)變量,make只會(huì)在當(dāng)前的目錄中去找尋依賴文件和目標(biāo)文件。如果定義了這個(gè)變量,那么,make就會(huì)在當(dāng)當(dāng)前目錄找不到的情況下,到所指定的目錄中去找尋文件了。
VPATH = src:../headers
上面的的定義指定兩個(gè)目錄,“src”和“../headers”,make會(huì)按照這個(gè)順序進(jìn)行搜索。目錄由“冒號(hào)”分隔。(當(dāng)然,當(dāng)前目錄永遠(yuǎn)是最高優(yōu)先搜索的地方)
另一個(gè)設(shè)置文件搜索路徑的方法是使用make的“vpath”關(guān)鍵字(注意,它是全小寫的),這不是變量,這是一個(gè)make的關(guān)鍵字,這和上面提到的那個(gè)VPATH變量很類似,但是它更為靈活。它可以指定不同的文件在不同的搜索目錄中。這是一個(gè)很靈活的功能。它的使用方法有三種:
1、vpath <pattern>; <directories>;
為符合模式<pattern>;的文件指定搜索目錄<directories>;。
2、vpath <pattern>;
清除符合模式<pattern>;的文件的搜索目錄。
3、vpath
清除所有已被設(shè)置好了的文件搜索目錄。
vapth使用方法中的<pattern>;需要包含“%”字符。“%”的意思是匹配零或若干字符,例如,“%.h”表示所有以“.h”結(jié)尾的文件。<pattern>;指定了要搜索的文件集,而<directories>;則指定了<pattern>;的文件集的搜索的目錄。例如:
vpath %.h ../headers
該語句表示,要求make在“../headers”目錄下搜索所有以“.h”結(jié)尾的文件。(如果某文件在當(dāng)前目錄沒有找到的話)
我們可以連續(xù)地使用vpath語句,以指定不同搜索策略。如果連續(xù)的vpath語句中出現(xiàn)了相同的<pattern>;,或是被重復(fù)了的<pattern>;,那么,make會(huì)按照vpath語句的先后順序來執(zhí)行搜索。如:
vpath %.c foo
vpath % blish
vpath %.c bar
其表示“.c”結(jié)尾的文件,先在“foo”目錄,然后是“blish”,最后是“bar”目錄。
vpath %.c foo:bar
vpath % blish
而上面的語句則表示“.c”結(jié)尾的文件,先在“foo”目錄,然后是“bar”目錄,最后才是“blish”目錄。
五、偽目標(biāo)
最早先的一個(gè)例子中,我們提到過一個(gè)“clean”的目標(biāo),這是一個(gè)“偽目標(biāo)”,
clean:
rm *.o temp
正像我們前面例子中的“clean”一樣,即然我們生成了許多文件編譯文件,我們也應(yīng)該提供一個(gè)清除它們的“目標(biāo)”以備完整地重編譯而用。 (以“make clean”來使用該目標(biāo))
因?yàn)椋覀儾⒉簧?/span>“clean”這個(gè)文件。“偽目標(biāo)”并不是一個(gè)文件,只是一個(gè)標(biāo)簽,由于“偽目標(biāo)”不是文件,所以make無法生成它的依賴關(guān)系和決定它是否要執(zhí)行。我們只有通過顯示地指明這個(gè)“目標(biāo)”才能讓其生效。當(dāng)然,“偽目標(biāo)”的取名不能和文件名重名,不然其就失去了“偽目標(biāo)”的意義了。
當(dāng)然,為了避免和文件重名的這種情況,我們可以使用一個(gè)特殊的標(biāo)記“.PHONY”來顯示地指明一個(gè)目標(biāo)是“偽目標(biāo)”,向make說明,不管是否有這個(gè)文件,這個(gè)目標(biāo)就是“偽目標(biāo)”。
.PHONY : clean
只要有這個(gè)聲明,不管是否有“clean”文件,要運(yùn)行“clean”這個(gè)目標(biāo),只有“make clean”這樣。于是整個(gè)過程可以這樣寫:
.PHONY: clean
clean:
rm *.o temp
偽目標(biāo)一般沒有依賴的文件。但是,我們也可以為偽目標(biāo)指定所依賴的文件。偽目標(biāo)同樣可以作為“默認(rèn)目標(biāo)”,只要將其放在第一個(gè)。一個(gè)示例就是,如果你的Makefile需要一口氣生成若干個(gè)可執(zhí)行文件,但你只想簡(jiǎn)單地敲一個(gè)make完事,并且,所有的目標(biāo)文件都寫在一個(gè)Makefile中,那么你可以使用“偽目標(biāo)”這個(gè)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(gè)目標(biāo)會(huì)被作為其默認(rèn)目標(biāo)。我們聲明了一個(gè)“all”的偽目標(biāo),其依賴于其它三個(gè)目標(biāo)。由于偽目標(biāo)的特性是,總是被執(zhí)行的,所以其依賴的那三個(gè)目標(biāo)就總是不如“all”這個(gè)目標(biāo)新。所以,其它三個(gè)目標(biāo)的規(guī)則總是會(huì)被決議。也就達(dá)到了我們一口氣生成多個(gè)目標(biāo)的目的。“.PHONY : all”聲明了“all”這個(gè)目標(biāo)為“偽目標(biāo)”。
隨便提一句,從上面的例子我們可以看出,目標(biāo)也可以成為依賴。所以,偽目標(biāo)同樣也可成為依賴。看下面的例子:
.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff
cleanall : cleanobj cleandiff
rm program
cleanobj :
rm *.o
cleandiff :
rm *.diff
“make clean”將清除所有要被清除的文件。“cleanobj”和“cleandiff”這兩個(gè)偽目標(biāo)有點(diǎn)像“子程序”的意思。我們可以輸入“make cleanall”和“make cleanobj”和“make cleandiff”命令來達(dá)到清除不同種類文件的目的。
六、多目標(biāo)
Makefile的規(guī)則中的目標(biāo)可以不止一個(gè),其支持多目標(biāo),有可能我們的多個(gè)目標(biāo)同時(shí)依賴于一個(gè)文件,并且其生成的命令大體類似。于是我們就能把其合并起來。當(dāng)然,多個(gè)目標(biāo)的生成規(guī)則的執(zhí)行命令是同一個(gè),這可能會(huì)可我們帶來麻煩,不過好在我們的可以使用一個(gè)自動(dòng)化變量“$@”(關(guān)于自動(dòng)化變量,將在后面講述),這個(gè)變量表示著目前規(guī)則中所有的目標(biāo)的集合,這樣說可能很抽象,還是看一個(gè)例子吧。
bigoutput littleoutput : text.g
generate text.g -$(subst output,,$@) >; $@
上述規(guī)則等價(jià)于:
bigoutput : text.g
generate text.g -big >; bigoutput
littleoutput : text.g
generate text.g -little >; littleoutput
其中,-$(subst output,,$@)中的“$”表示執(zhí)行一個(gè)Makefile的函數(shù),函數(shù)名為subst,后面的為參數(shù)。關(guān)于函數(shù),將在后面講述。這里的這個(gè)函數(shù)是截取字符串的意思,“$@”表示目標(biāo)的集合,就像一個(gè)數(shù)組,“$@”依次取出目標(biāo),并執(zhí)于命令。
七、靜態(tài)模式
靜態(tài)模式可以更加容易地定義多目標(biāo)的規(guī)則,可以讓我們的規(guī)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(biāo)文件,可以有通配符。是目標(biāo)的一個(gè)集合。
target-parrtern是指明了targets的模式,也就是的目標(biāo)集模式。
prereq-parrterns是目標(biāo)的依賴模式,它對(duì)target-parrtern形成的模式再進(jìn)行一次依賴目標(biāo)的定義。
這樣描述這三個(gè)東西,可能還是沒有說清楚,還是舉個(gè)例子來說明一下吧。如果我們的<target-parrtern>;定義成“%.o”,意思是我們的<target>;集合中都是以“.o”結(jié)尾的,而如果我們的<prereq-parrterns>;定義成“%.c”,意思是對(duì)<target-parrtern>;所形成的目標(biāo)集進(jìn)行二次定義,其計(jì)算方法是,取<target-parrtern>;模式中的“%”(也就是去掉了[.o]這個(gè)結(jié)尾),并為其加上[.c]這個(gè)結(jié)尾,形成的新集合。
所以,我們的“目標(biāo)模式”或是“依賴模式”中都應(yīng)該有“%”這個(gè)字符,如果你的文件名中有“%”那么你可以使用反斜杠“\”進(jìn)行轉(zhuǎn)義,來標(biāo)明真實(shí)的“%”字符。
看一個(gè)例子:
objects = foo.o bar.o
all: $(objects)
$(objects): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@
上面的例子中,指明了我們的目標(biāo)從$object中獲取,“%.o”表明要所有以“.o”結(jié)尾的目標(biāo),也就是“foo.o bar.o”,也就是變量$object集合的模式,而依賴模式“%.c”則取模式“%.o”的“%”,也就是“foo bar”,并為其加下“.c”的后綴,于是,我們的依賴目標(biāo)就是“foo.c bar.c”。而命令中的“$<”和“$@”則是自動(dòng)化變量,“$<”表示所有的依賴目標(biāo)集(也就是“foo.c bar.c”),“$@”表示目標(biāo)集(也就是“foo.o bar.o”)。于是,上面的規(guī)則展開后等價(jià)于下面的規(guī)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,如果我們的“%.o”有幾百個(gè),那種我們只要用這種很簡(jiǎn)單的“靜態(tài)模式規(guī)則”就可以寫完一堆規(guī)則,實(shí)在是太有效率了。“靜態(tài)模式規(guī)則”的用法很靈活,如果用得好,那會(huì)一個(gè)很強(qiáng)大的功能。再看一個(gè)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))表示調(diào)用Makefile的filter函數(shù),過濾“$filter”集,只要其中模式為“%.o”的內(nèi)容。其的它內(nèi)容,我就不用多說了吧。這個(gè)例字展示了Makefile中更大的彈性。
八、自動(dòng)生成依賴性
在Makefile中,我們的依賴關(guān)系可能會(huì)需要包含一系列的頭文件,比如,如果我們的main.c中有一句“#include "defs.h"”,那么我們的依賴關(guān)系應(yīng)該是:
main.o : main.c defs.h
但是,如果是一個(gè)比較大型的工程,你必需清楚哪些C文件包含了哪些頭文件,并且,你在加入或刪除頭文件時(shí),也需要小心地修改Makefile,這是一個(gè)很沒有維護(hù)性的工作。為了避免這種繁重而又容易出錯(cuò)的事情,我們可以使用C/C++編譯的一個(gè)功能。大多數(shù)的C/C++編譯器都支持一個(gè)“-M”的選項(xiàng),即自動(dòng)找尋源文件中包含的頭文件,并生成一個(gè)依賴關(guān)系。例如,如果我們執(zhí)行下面的命令:
cc -M main.c
其輸出是:
main.o : main.c defs.h
于是由編譯器自動(dòng)生成的依賴關(guān)系,這樣一來,你就不必再手動(dòng)書寫若干文件的依賴關(guān)系,而由編譯器自動(dòng)生成了。需要提醒一句的是,如果你使用GNU的C/C++編譯器,你得用“-MM”參數(shù),不然,“-M”參數(shù)會(huì)把一些標(biāo)準(zhǔn)庫的頭文件也包含進(jìn)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
那么,編譯器的這個(gè)功能如何與我們的Makefile聯(lián)系在一起呢。因?yàn)檫@樣一來,我們的Makefile也要根據(jù)這些源文件重新生成,讓Makefile自已依賴于源文件?這個(gè)功能并不現(xiàn)實(shí),不過我們可以有其它手段來迂回地實(shí)現(xiàn)這一功能。GNU組織建議把編譯器為每一個(gè)源文件的自動(dòng)生成的依賴關(guān)系放到一個(gè)文件中,為每一個(gè)“name.c”的文件都生成一個(gè)“name.d”的Makefile文件,[.d]文件中就存放對(duì)應(yīng)[.c]文件的依賴關(guān)系。
于是,我們可以寫出[.c]文件和[.d]文件的依賴關(guān)系,并讓make自動(dòng)更新或自成[.d]文件,并把其包含在我們的主Makefile中,這樣,我們就可以自動(dòng)化地生成每個(gè)文件的依賴關(guān)系了。
這里,我們給出了一個(gè)模式規(guī)則來產(chǎn)生[.d]文件:
%.d: %.c
@set -e; rm -f $@; \
$(CC) -M $(CPPFLAGS) $< >; $@.$$$$; \
sed 's,\($*\)\.o[ :]*,\1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ >; $@; \
rm -f $@.$$$$
這個(gè)規(guī)則的意思是,所有的[.d]文件依賴于[.c]文件,“rm -f $@”的意思是刪除所有的目標(biāo),也就是[.d]文件,第二行的意思是,為每個(gè)依賴文件“$<”,也就是[.c]文件生成依賴文件,“$@”表示模式“%.d”文件,如果有一個(gè)C文件是name.c,那么“%”就是“name”,“$$$$”意為一個(gè)隨機(jī)編號(hào),第二行生成的文件有可能是“name.d.12345”,第三行使用sed命令做了一個(gè)替換,關(guān)于sed命令的用法請(qǐng)參看相關(guān)的使用文檔。第四行就是刪除臨時(shí)文件。
總而言之,這個(gè)模式要做的事就是在編譯器生成的依賴關(guān)系中加入[.d]文件的依賴,即把依賴關(guān)系:
main.o : main.c defs.h
轉(zhuǎn)成:
main.o main.d : main.c defs.h
于是,我們的[.d]文件也會(huì)自動(dòng)更新了,并會(huì)自動(dòng)生成了,當(dāng)然,你還可以在這個(gè)[.d]文件中加入的不只是依賴關(guān)系,包括生成的命令也可一并加入,讓每個(gè)[.d]文件都包含一個(gè)完賴的規(guī)則。一旦我們完成這個(gè)工作,接下來,我們就要把這些自動(dòng)生成的規(guī)則放進(jìn)我們的主Makefile中。我們可以使用Makefile的“include”命令,來引入別的Makefile文件(前面講過),例如:
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(gè)替換,把變量$(sources)所有[.c]的字串都替換成[.d],關(guān)于這個(gè)“替換”的內(nèi)容,在后面我會(huì)有更為詳細(xì)的講述。當(dāng)然,你得注意次序,因?yàn)?/span>include是按次來載入文件,最先載入的[.d]文件中的目標(biāo)會(huì)成為默認(rèn)目標(biāo)。