快速編寫“專家級”makefile（2.創建基本編譯環境）

一、運用規則：

先來創建 simple 項目的兩個源程序：

foo.c

1. #include <stdio.h>
3. void foo()
4. {
5. printf("This is foo ()!\n");
6. }

main.c

1. #include <stdio.h>
3. extern void foo();
5. int main()
6. {
7. foo();
8. return 0;
9. }

    對於項目，在編寫 Makefile 時，應該首先在腦子裏勾勒出 Makefile 的依賴關係。

    對於 simple 可執行程序來說，上圖就是它的 “依賴樹” 。有了它，Makefile 的編寫就會變得輕鬆許多。

 

    上圖展示了依賴關係與規則間的映射。

1. all : main.c foo.o
2. gcc -o simple main.c foo.o
3. main.o : main.c
4. gcc -o main.c -c main.c
5. foo.o : foo.c
6. gcc -o foo.o -c foo.c
7. clean :
8. rm simple main.o foo.o

    運行結果（終端）：

$ make

gcc -c main.c -o main.o    

gcc -c foo.c -o foo.o 

gcc -o simple main.o foo.o

$ make clean

rm simple main.o foo.o

    在不修改源程序文件的情況下再執行一次 make ，出現以下結果：

$ make

gcc -o simple main.o foo.o

    第二次編譯並沒有構建目標文件的動作，但有構建 simple 的動作。

1. make 在第二次執行時，首先查找是否存在 all 目標，若有就不執行其後面的命令，若沒有，則執行。
2. make 是通過文件的時間戳來判斷哪些文件需要重新編譯。 make 在分析一個規則以創建目標時，如果發現先決條件中文件的時間戳大於目標文件的時間戳，即目標文件比先決條件中的文件更新，就需要運行規則中命令重新構建目標。

假目標：

1. .PHONY : clean
2. simple : main.o foo.o
3. gcc -o simple main.o foo.o
4. main.o : main.c
5. gcc -o main.o -c main.c
6. foo.o : foo.c
7. gcc -o foo.o -c foo.c
8. clean:
9. rm -rf simple main.o foo.o

    運行結果：

$ make clean

rm -rf simple main.o foo.o

    採用 .PHONY 關鍵字聲明一個目標後，make 並不會將其當作一個文件來處理。由於假目標不與一個文件關聯，故無論 clean 文件是否存在，它都執行；

運用 “變量”

1. .PHONY : clean
3. CC = gcc
4. RM = rm
6. EXE = simple.exe
7. OBJS = main.o foo.o
9. $(EXE) : $(OBJS)
10. $(CC) -o $(EXE) $(OBJS)
11. main.o : main.c
12. $(CC) -o main.o -c main.c
13. foo.o : foo.c
14. $(CC) -o foo.o -c foo.c
15. clean :
16. $(RM) -rf $(EXE) $(OBJS)

    引用變量需要採用 “$（變量名）” 或 “${變量名}” 的形式。

1.自動變量：

• $@ : 用於表示一個規則中的目標。當一個規則中有多個目標時，$@ 所指的是其中任何造成規則命令被運行的目標
  
• $^：表示規則中所有的先決條件
• $<：表示規則中第一個先決條件
  

1. .PHONY : all
3. all : first second third
4. @echo "\$$@ = $@"
5. @echo "$$^ = $^"
6. @echo "$$< = $<"
8. first second third :

    運行結果：

$make

$@ = all

$^ =  first second third

$< = first

        注意：

1. 在 Makefile 中 “$” 具有特殊含義，如果採用 echo 輸出 “$” ，則必須用兩個連着的 “$”；
2. “$@” 對於 Bash Shell 也有特殊含義，需要在 “$$@” 之前再加一個脫字符 “\” （引號不包括在內）

   1. .PHONY : clean
   3. CC = gcc
   4. RM = rm
   6. EXE = simple
   7. OBJS = main.o foo.o
   9. &(EXE) : $(OBJS)
   10. $(CC) -o $@ $^
   11. main.o : main.c
   12. $(CC) -o $@ -c $^
   13. foo.o : foo.c
   14. $(CC) -o $@ -c $^
   16. clean :
   17. $(RM) -rf $(EXE) $(OBJS)

2.特殊變量：

• MAKE
• MAKECMDGOALS

1. .PHONY : all
3. all :
4. @echo "MAKE = $(MAKE)"

    運行結果：

$make

MAKE = make

    $(MAKE) 的值就是 “make” ，當在一個 Makefile 中運行另一個 Makefile 時，需要用到這個變量。

1. .PHONY : all clean
3. all clean :
4. $echo "\$$@ = $@"
5. $echo "MAKECMDGOALS = $MAKECMDGOALS"

    運行結果：

$make

$@ = all

MAKECMDGOALS =

$make all

$@ = all

MAKECMDGOALS = all

$make clean

$@ = clean

MAKECMDGOALS = clean

$make all clean

$@ = all

MAKECMDGOALS = all

$@ = cleanl

MAKECMDGOALS = clean

    從運行結果：

1. MAKECMDGOALS 變量指的是用戶輸入的目標，當 make 不帶參數時，MAKECMDGOALS 爲空，即使前面我們所提到 make 不帶參數時 即生成默認目標。
2. make 後可帶多個參數，表示構建多個目標，其將從左到右逐個構建目標。

3.變量的類別與賦值:      

     “=”      

1. .PHONY : all
3. foo = $(bar)
4. bar = $(ugh)
5. ugh = Huh?
7. all :
8. @echo $(foo)

    運行結果

$make

Huh？

    只用 “=” 符號定義的變量稱爲遞歸擴展變量，它的引用時遞歸的，容易出現死循環。

    “：=”

1. .PHONY : all
3. x = foo
4. y = $(x) b
5. x = later
7. xx := foo
8. yy := &(xx) b
9. xx := later
11. all :
12. @echo "x = $(y), xx = $(yy)"

    運行結果

$make

x = later  b, xx = foo  b

    用 “：=” 定義的變量稱爲簡單擴展變量，make 只對其展開一次。

實例：

1. .PHONY : all
3. obj = main.o foo.o bar.o
4. obj := $(obj) another.o
6. all :
7. @echo $(obj)

    運行結果

$make

main.o foo.o bar.o another.o

 

    “？=”

1. .PHONY : all
3. foo = x
4. foo ?= y
6. bar ?= y
8. all :
9. @echo "foo = $(foo), bar = $(bar)"

    運行結果

$make

foo = x, bar = y

    當用到 “？= ” 若變量被定義了，不改變其原值，若變量沒有被定義，則將右邊的值賦值給它。

    “+=”

1. .PHONY : all
3. obj = main.o foo.o bar.o
4. obj += another.o
6. all :
7. @echo $(obj)

    運行結果

$make

main.o foo.o bar.o another.o

    通過 “+=” 實現追加賦值，其效果與 “：=” 完全一樣。

4.變量的來源：

    除了在 Makefile 中直接定義變量外，還可以有其他幾種方式是 make 獲得變量值

1. 對於自動變量，它的值是每一條規則根據上下文自動獲取。
2. 在運行 make 時， 可以使用 “make bar = x” 的形式對變量 bar 進行賦值。
3. 變量也可以來自於 Shell 環境， 採用 export 命令定義變量，如（“？=”）：

$make

foo = x, bar = y

$export bar = x

$make

foo = x, bar = x

5.高級變量的引用：

1. .PHONY : all
3. foo = a.c b.c c.c
4. bar := $(foo : .c = .o)
6. all :
7. @echo "bar = $(bar)"

    運行結果

$make

bar = a.o b.o c.o

    從運行結果：

1. bar 變量中的文件名從 .c 後綴變成了 .o
2. 這種功能可用後面介紹的 patsubst 函數

6.避免變量被覆蓋：

1. .PHONY : all
3. override foo = x
5. all :
6. @echo "foo = $(foo)"

    運行結果

$make foo = ha

foo = x

    從運行結果：

        根據上面的 “4.變量的來源” 所提， 變量的值可以有 make 來獲取，若我們在設計 Makefile 時不希望它的值自定義後再被修改，可在變量前加上 “override“ 來進行保護。

二、採用精簡規則

1. .PHONY : clean
3. CC = gcc
4. RM = rm
6. EXE = simple.exe
7. OBJS = main.o foo.o
9. $(EXE) : $(OBJS)
10. $(CC) -o $@ $^
11. %.o : %.c
12. $(CC) -o $@ -c $^
13. clean :
14. $(RM) -rf $(EXE) $(OBJS)

參考文獻：《專業嵌入式軟件開發》李雲·著                                                                    2016年7月2日,星期六