GNU make 指南
翻譯： 哈少
譯者按： 本文是一篇介紹 GNU Make 的文章，讀完后讀者應該基本掌握了 make 的用法。而 make 是所有想在 Unix （當然也包括 Linux ）系統上編程的用戶(hù)必須掌握的工具。如果你寫(xiě)的程序中沒(méi)有用到 make ，則說(shuō)明你寫(xiě)的程序只是個(gè)人的練習程序，不具有任何實(shí)用的價(jià)值。也許這么說(shuō)有點(diǎn) 兒偏激，但 make 實(shí)在是應該用在任何稍具規模的程序中的。希望本文可以為中國的 Unix 編程初學(xué)者提供一點(diǎn)兒有用的資料。中國的 Linux 用戶(hù)除了學(xué)會(huì )安裝紅帽子以外， 實(shí)在應該嘗試寫(xiě)一些有用的程序。個(gè)人想法，大家參考。
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C-Scene 題目 #2
多文件項目和 GNU Make 工具
作者: 喬治富特 (Goerge Foot)
電子郵件:
george.foot@merton.ox.ac.ukOccupation: Student at Merton College, Oxford University, England
職業(yè):學(xué)生，默爾頓學(xué)院,牛津城大學(xué),英格蘭
IRC匿名: gfoot
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拒絕承諾：作者對于任何因此而對任何事物造成的所有損害（你所擁有或不擁有的實(shí)際的，抽象的，或者虛擬的）。所有的損壞都是你自己的責任，而與我無(wú)關(guān)。
所有權： “多文件項目”部分屬于作者的財產(chǎn)，版權歸喬治富特１９９７年五月至七月。其它部分屬 CScene 財產(chǎn)，版權 CScene １９９７年，保留所有版權。本 CScene 文章的分發(fā)，部分或全部，應依照所有其它 CScene 的文章的條件來(lái)處理。
0) 介紹
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本文將首先介紹為什么要將你的Ｃ源代碼分離成幾個(gè)合理的獨立檔案，什么時(shí)候需要分，怎么才能分的好。然后將會(huì )告訴你 GNU Make 怎樣使你的編譯和連接步驟自動(dòng)化。對于其它 Make 工具的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，雖然在用其它類(lèi)似工具時(shí)要做適當的調整，本文的內容仍然是非常有用的。如果對你自己的編程工具有懷疑，可以實(shí)際的試一試，但請先閱讀用戶(hù)手冊。
1) 多文件項目
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1.1為什么使用它們?
首先，多文件項目的好處在那里呢？
它們看起來(lái)把事情弄的復雜無(wú)比。又要 header 文件，又要 extern 聲明，而且如果需要查找一個(gè)文件，你要在更多的文件里搜索。
但其實(shí)我們有很有力的理由支持我們把一個(gè)項目分解成小塊。當你改動(dòng)一行代碼，編譯器需要全部重新編譯來(lái)生成一個(gè)新的可執行文件。但如果你的項目是分開(kāi)在幾個(gè)小文件里，當你改動(dòng)其中一個(gè)文件的時(shí)候，別的源文件的目標文件(object files)已經(jīng)存在，所以沒(méi)有什么原因去重新編譯它們。你所需要做的只是重現編譯被改動(dòng)過(guò)的那個(gè)文件，然后重新連接所有的目標文件罷了。在大型的項目中，這意味著(zhù)從很長(cháng)的（幾分鐘到幾小時(shí)）重新編譯縮短為十幾，二十幾秒的簡(jiǎn)單調整。
只要通過(guò)基本的規劃，將一個(gè)項目分解成多個(gè)小文件可使你更加容易的找到一段代碼。很簡(jiǎn)單，你根據代碼的作用把你的代碼分解到不同的文件里。當你要看一段代碼時(shí)，你可以準確的知道在那個(gè)文件中去尋找它。
從很多目標文件生成一個(gè)程序包 (Library)比從一個(gè)單一的大目標文件生成要好的多。當然實(shí)際上這是否真是一個(gè)優(yōu)勢則是由你所用的系統來(lái)決定的。但是當使用 gcc/ld (一個(gè) GNU C 編譯／連接器) 把一個(gè)程序包連接到一個(gè)程序時(shí)，在連接的過(guò)程中，它會(huì )嘗試不去連接沒(méi)有使用到的部分。但它每次只能從程序包中把一個(gè)完整的目標文件排除在外。因此如果你參考一個(gè)程序包中某一個(gè)目標檔中任何一個(gè)符號的話(huà)，那么這個(gè)目標文件整個(gè)都會(huì )被連接進(jìn)來(lái)。要是一個(gè)程序包被非常充分的分解了的話(huà)，那么經(jīng)連接后，得到的可執行文件會(huì )比從一個(gè)大目標文件組成的程序包連接得到的文件小得多。
又因為你的程序是很模塊化的，文件之間的共享部分被減到最少，那就有很多好處——可以很容易的追蹤到臭蟲(chóng)，這些模塊經(jīng)常是可以用在其它的項目里的，同時(shí)別人也可以更容易的理解你的一段代碼是干 什么的。當然此外還有許多別的好處……
1.2 何時(shí)分解你的項目
很明顯，把任何東西都分解是不合理的。象“世界，你們好”這樣的簡(jiǎn)單程序根本就不能分，因為實(shí)在也沒(méi)什么可分的。把用于測試用的小程序分解也是沒(méi)什么意思的。但一般來(lái)說(shuō)，當分解項目有助于布局、發(fā)展和易讀性的時(shí)候，我都會(huì )采取它。在大多數的情況下，這都是適用的。（所謂“世界，你們好”，既 ‘hello world‘ ，只是一個(gè)介紹一種編程語(yǔ)言時(shí)慣用的范例程序，它會(huì )在屏幕上顯示一行 ‘hello world‘ 。是最簡(jiǎn)單的程序。）
如果你需要開(kāi)發(fā)一個(gè)相當大的項目，在開(kāi)始前，應該考慮一下你將如何實(shí)現它，并且生成幾個(gè)文件（用適當的名字）來(lái)放你的代碼。當然，在你的項目開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，你可以建立新的文件，但如果你這么做的話(huà)，說(shuō)明你可能改變了當初的想法，你應該想想是否需要對整體結構也進(jìn)行相應的調整。
對于中型的項目，你當然也可以采用上述技巧，但你也可以就那么開(kāi)始輸入你的代碼，當你的碼多到難以管理的時(shí)候再把它們分解成不同的檔案。但以我的經(jīng)驗來(lái)說(shuō)，開(kāi)始時(shí)在腦子里形成一個(gè)大概的方案，并且盡量遵從它，或在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著(zhù)程序的需要而修改，會(huì )使開(kāi)發(fā)變得更加容易。
1.3 怎樣分解項目
先說(shuō)明，這完全是我個(gè)人的意見(jiàn)，你可以（也許你真的會(huì )？）用別的方式來(lái)做。這會(huì )觸動(dòng)到有關(guān)編碼風(fēng)格的問(wèn)題，而大家從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)在這個(gè)問(wèn)題上的爭論。在這里我只是給出我自己喜歡的做法（同時(shí)也給出這么做的原因）：
i) 不要用一個(gè) header 文件指向多個(gè)源碼文件（例外：程序包 的 header 文件）。用一個(gè) header定義一個(gè)源碼文件的方式 會(huì )更有效，也更容易查尋。否則改變一個(gè)源文件的結構（并且 它的 header 文件）就必須重新編譯好幾個(gè)文件。
ii) 如果可以的話(huà)，完全可以用超過(guò)一個(gè)的 header 文件來(lái)指向同 一個(gè)源碼文件。有時(shí)將不可公開(kāi)調用的函數原型，類(lèi)型定義 等等，從它們的Ｃ源碼文件中分離出來(lái)是非常有用的。使用一 個(gè) header 文件裝公開(kāi)符號，用另一個(gè)裝私人符號意味著(zhù)如果 你改變了這個(gè)源碼文件的內部結構，你可以只是重新編譯它而 不需要重新編譯那些使用它的公開(kāi) header 文件的其它的源文 件。
iii) 不要在多個(gè) header 文件中重復定義信息。 如果需要， 在其中一個(gè) header 文件里 #include 另一個(gè)，但 是不要重復輸入相同的 header 信息兩次。原因是如果你以后改 變了這個(gè)信息，你只需要把它改變一次，不用搜索并改變另外一 個(gè)重復的信息。
iv) 在每一個(gè)源碼文件里， #include 那些聲明了源碼文件中的符 號的所有 header 文件。這樣一來(lái)，你在源碼文件和 header 文件對某些函數做出的矛盾聲明可以比較容易的被編譯器發(fā)現。
1.4 對于常見(jiàn)錯誤的注釋
a) 定義符 (Identifier) 在源碼文件中的矛盾：在Ｃ里，變量和函數的缺 省狀態(tài)是公用的。因此，任何Ｃ源碼檔案都可以引用存在于其它源 碼檔中的通用 (global) 函數和通用變量，既使這個(gè)檔案沒(méi)有那個(gè)變 量或函數的聲明或原型。因此你必須保證在不同的兩個(gè)檔案里不能 用同一個(gè)符號名稱(chēng)，否則會(huì )有連接錯誤或者在編譯時(shí)會(huì )有警告。
一種避免這種錯誤的方法是在公用的符號前加上跟其所在源文件有 關(guān)的前綴。比如：所有在 gfx.c 里的函數都加上前綴“gfx_”。如果 你很小心的分解你的程序，使用有意義的函數名稱(chēng)，并且不是過(guò)分 使用通用變量，當然這根本就不是問(wèn)題。
要防止一個(gè)符號在它被定義的源文件以外被看到，可在它的定義前 加上關(guān)鍵字“static”。這對只在一個(gè)檔案內部使用，其它檔案都 都不會(huì )用到的簡(jiǎn)單函數是很有用的。
b) 多次定義的符號： header 檔會(huì )被逐字的替換到你源文件里 #include 的位置的。因此，如果 header 檔被 #include 到一個(gè)以上的源文件 里，這個(gè) header 檔中所有的定義就會(huì )出現在每一個(gè)有關(guān)的源碼文件 里。這會(huì )使它們里的符號被定義一次以上，從而出現連接錯誤（見(jiàn) 上）。
解決方法： 不要在 header 檔里定義變量。你只需要在 header 檔里聲明它們然后在適當的Ｃ源碼文件（應該 #include 那個(gè) header 檔的那個(gè)）里定義它們（一次）。對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，定義和聲明是 很容易混淆的。聲明的作用是告訴編譯器其所聲明的符號應該存在， 并且要有所指定的類(lèi)型。但是，它并不會(huì )使編譯器分配貯存空間。 而定義的做用是要求編譯器分配貯存空間。當做一個(gè)聲明而不是做 定義的時(shí)候，在聲明前放一個(gè)關(guān)鍵字“extern”。
例如，我們有一個(gè)叫“counter”的變量，如果想讓它成為公用的， 我們在一個(gè)源碼程序（只在一個(gè)里面）的開(kāi)始定義它：“int counter;”，再在相關(guān)的 header 檔里聲明它：“extern int counter;”。
函數原型里隱含著(zhù) extern 的意思，所以不需顧慮這個(gè)問(wèn)題。
c) 重復定義，重復聲明，矛盾類(lèi)型：
請考慮如果在一個(gè)Ｃ源碼文件中 #include 兩個(gè)檔 a.h 和 b.h， 而 a.h 又 #include 了 b.h 檔（原因是 b.h 檔定義了一些 a.h 需要的類(lèi)型），會(huì )發(fā)生什么事呢？這時(shí)該Ｃ源碼文件 #include 了 b.h 兩次。因此每一個(gè)在 b.h 中的 #define 都發(fā)生了兩次，每一 個(gè)聲明發(fā)生了兩次，等等。理論上，因為它們是完全一樣的拷貝， 所以應該不會(huì )有什么問(wèn)題，但在實(shí)際應用上，這是不符合Ｃ的語(yǔ)法 的，可能在編譯時(shí)出現錯誤，或至少是警告。
解決的方法是要確定每一個(gè) header 檔在任一個(gè)源碼文件中只被包 含了一次。我們一般是用預處理器來(lái)達到這個(gè)目的的。當我們進(jìn)入 每一個(gè) header 檔時(shí)，我們?yōu)檫@個(gè) header 檔 #define 一個(gè)巨集 指令。只有在這個(gè)巨集指令沒(méi)有被定義的前提下，我們才真正使用 該 header 檔的主體。在實(shí)際應用上，我們只要簡(jiǎn)單的把下面一段 碼放在每一個(gè) header 檔的開(kāi)始部分：
#ifndef FILENAME_H
#define FILENAME_H
然后把下面一行碼放在最后：
#endif
用 header 檔的檔名（大寫(xiě)的）代替上面的 FILENAME_H，用底線(xiàn) 代替檔名中的點(diǎn)。有些人喜歡在 #endif 加上注釋來(lái)提醒他們這個(gè) #endif 指的是什么。例如：
#endif /* #ifndef FILENAME_H */
我個(gè)人沒(méi)有這個(gè)習慣，因為這其實(shí)是很明顯的。當然這只是各人的 風(fēng)格不同，無(wú)傷大雅。
你只需要在那些有編譯錯誤的 header 檔中加入這個(gè)技巧，但在所 有的 header 檔中都加入也沒(méi)什么損失，到底這是個(gè)好習慣。
1.5 重新編譯一個(gè)多文件項目
清楚的區別編譯和連接是很重要的。編譯器使用源碼文件來(lái)產(chǎn)生某種 形式的目標文件(object files)。在這個(gè)過(guò)程中，外部的符號參考并 沒(méi)有被解釋或替換。然后我們使用連接器來(lái)連接這些目標文件和一些 標準的程序包再加你指定的程序包，最后連接生成一個(gè)可執行程序。 在這個(gè)階段，一個(gè)目標文件中對別的文件中的符號的參考被解釋?zhuān)?報告不能被解釋的參考，一般是以錯誤信息的形式報告出來(lái)。
基本的步驟就應該是，把你的源碼文件一個(gè)一個(gè)的編譯成目標文件的格 式，最后把所有的目標文件加上需要的程序包連接成一個(gè)可執行文件。 具體怎么做是由你的編譯器決定的。這里我只給出 gcc （GNU C 編譯 器）的有關(guān)命令，這些有可能對你的非 gcc 編譯器也適用。
gcc 是一個(gè)多目標的工具。它在需要的時(shí)候呼叫其它的元件（預處理 程序，編譯器，組合程序，連接器）。具體的哪些元件被呼叫取決于 輸入文件的類(lèi)型和你傳遞給它的開(kāi)關(guān)。
一般來(lái)說(shuō)，如果你只給它Ｃ源碼文件，它將預處理，編譯，組合所有 的文件，然后把所得的目標文件連接成一個(gè)可執行文件（一般生成的 文件被命名為 a.out ）。你當然可以這么做，但這會(huì )破壞很多我們 把一個(gè)項目分解成多個(gè)文件所得到的好處。
如果你給它一個(gè) -c 開(kāi)關(guān)，gcc 只把給它的文件編譯成目標文件， 用源碼文件的文件名命名但把其后綴由“.c”或“.cc”變成“.o”。 如果你給它的是一列目標文件， gcc 會(huì )把它們連接成可執行文件， 缺省文件名是 a.out 。你可以改變缺省名，用開(kāi)關(guān) -o 后跟你指定 的文件名。
因此，當你改變了一個(gè)源碼文件后，你需要重新編譯它： ‘gcc -c filename.c‘ 然后重新連接你的項目： ‘gcc -o exec_filename *.o‘。 如果你改變了一個(gè) header 檔，你需要重新編譯所有 #include 過(guò) 這個(gè)檔的源碼文件，你可以用 ‘gcc -c file1.c file2.c file3.c‘ 然后象上邊一樣連接。
當然這么做是很繁瑣的，幸虧我們有些工具使這個(gè)步驟變得簡(jiǎn)單。 本文的第二部分就是介紹其中的一件工具：GNU Make 工具。
（好家伙，現在才開(kāi)始見(jiàn)真章。您學(xué)到點(diǎn)兒東西沒(méi)？）
2) GNU Make 工具
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2.1 基本 makefile 結構
GNU Make 的主要工作是讀進(jìn)一個(gè)文本文件， makefile 。這個(gè)文 件里主要是有關(guān)哪些文件（‘target’目的文件）是從哪些別的 文件（‘dependencies’依靠文件）中產(chǎn)生的，用什么命令來(lái)進(jìn)行 這個(gè)產(chǎn)生過(guò)程。有了這些信息， make 會(huì )檢查磁碟上的文件，如果 目的文件的時(shí)間戳（該文件生成或被改動(dòng)時(shí)的時(shí)間）比至少它的一 個(gè)依靠文件舊的話(huà)， make 就執行相應的命令，以便更新目的文件。 （目的文件不一定是最后的可執行檔，它可以是任何一個(gè)文件。）
makefile 一般被叫做“makefile”或“Makefile”。當然你可以 在 make 的命令行指定別的文件名。如果你不特別指定，它會(huì )尋 找“makefile”或“Makefile”，因此使用這兩個(gè)名字是最簡(jiǎn)單 的。
一個(gè) makefile 主要含有一系列的規則，如下：
: ...
(tab)<command>
(tab)<command>
.
.
.
例如，考慮以下的 makefile ：
=== makefile 開(kāi)始 ===
myprog : foo.o bar.o
gcc foo.o bar.o -o myprog
foo.o : foo.c foo.h bar.h
gcc -c foo.c -o foo.o
bar.o : bar.c bar.h
gcc -c bar.c -o bar.o
=== makefile 結束 ===
這是一個(gè)非?；镜?makefile —— make 從最上面開(kāi)始，把上 面第一個(gè)目的，‘myprog’，做為它的主要目標（一個(gè)它需要保 證其總是最新的最終目標）。給出的規則說(shuō)明只要文件‘myprog’ 比文件‘foo.o’或‘bar.o’中的任何一個(gè)舊，下一行的命令將 會(huì )被執行。
但是，在檢查文件 foo.o 和 bar.o 的時(shí)間戳之前，它會(huì )往下查 找那些把 foo.o 或 bar.o 做為目標文件的規則。它找到的關(guān)于 foo.o 的規則，該文件的依靠文件是 foo.c, foo.h 和 bar.h 。 它從下面再找不到生成這些依靠文件的規則，它就開(kāi)始檢查磁碟 上這些依靠文件的時(shí)間戳。如果這些文件中任何一個(gè)的時(shí)間戳比 foo.o 的新，命令 ‘gcc -o foo.o foo.c‘ 將會(huì )執行，從而更新 文件 foo.o 。
接下來(lái)對文件 bar.o 做類(lèi)似的檢查，依靠文件在這里是文件 bar.c 和 bar.h 。
現在， make 回到‘myprog’的規則。如果剛才兩個(gè)規則中的任 何一個(gè)被執行，myprog 就需要重建（因為其中一個(gè) .o 檔就會(huì )比 ‘myprog’新），因此連接命令將被執行。
希望到此，你可以看出使用 make 工具來(lái)建立程序的好處——前 一章中所有繁瑣的檢查步驟都由 make 替你做了：檢查時(shí)間戳。 你的源碼文件里一個(gè)簡(jiǎn)單改變都會(huì )造成那個(gè)文件被重新編譯（因 為 .o 文件依靠 .c 文件），進(jìn)而可執行文件被重新連接（因為 .o 文件被改變了）。其實(shí)真正的得益是在當你改變一個(gè) header 檔的時(shí)候——你不再需要記住那個(gè)源碼文件依靠它，因為所有的 資料都在 makefile 里。 make 會(huì )很輕松的替你重新編譯所有那 些因依靠這個(gè) header 文件而改變了的源碼文件，如有需要，再 進(jìn)行重新連接。
當然，你要確定你在 makefile 中所寫(xiě)的規則是正確無(wú)誤的，只 列出那些在源碼文件中被 #include 的 header 檔……
2.2 編寫(xiě) make 規則 (Rules)
最明顯的（也是最簡(jiǎn)單的）編寫(xiě)規則的方法是一個(gè)一個(gè)的查 看源碼文件，把它們的目標文件做為目的，而Ｃ源碼文件和被它 #include 的 header 檔做為依靠文件。但是你也要把其它被這些 header 檔 #include 的 header 檔也列為依靠文件，還有那些被 包括的文件所包括的文件……然后你會(huì )發(fā)現要對越來(lái)越多的文件 進(jìn)行管理，然后你的頭發(fā)開(kāi)始脫落，你的脾氣開(kāi)始變壞，你的臉 色變成菜色，你走在路上開(kāi)始跟電線(xiàn)桿子碰撞，終于你搗毀你的 電腦顯示器，停止編程。到低有沒(méi)有些容易點(diǎn)兒的方法呢？
當然有！向編譯器要！在編譯每一個(gè)源碼文件的時(shí)候，它實(shí)在應 該知道應該包括什么樣的 header 檔。使用 gcc 的時(shí)候，用 -M 開(kāi)關(guān)，它會(huì )為每一個(gè)你給它的Ｃ文件輸出一個(gè)規則，把目標文件 做為目的，而這個(gè)Ｃ文件和所有應該被 #include 的 header 文 件將做為依靠文件。注意這個(gè)規則會(huì )加入所有 header 文件，包 括被角括號(`<‘, `>‘)和雙引號(`"‘)所包圍的文件。其實(shí)我們可以 相當肯定系統 header 檔（比如 stdio.h, stdlib.h 等等）不會(huì ) 被我們更改，如果你用 -MM 來(lái)代替 -M 傳遞給 gcc，那些用角括 號包圍的 header 檔將不會(huì )被包括。（這會(huì )節省一些編譯時(shí)間）
由 gcc 輸出的規則不會(huì )含有命令部分；你可以自己寫(xiě)入你的命令 或者什么也不寫(xiě)，而讓 make 使用它的隱含的規則（參考下面的 2.4 節）。
2.3 Makefile 變量
上面提到 makefiles 里主要包含一些規則。它們包含的其它的東 西是變量定義。
makefile 里的變量就像一個(gè)環(huán)境變量(environment variable)。 事實(shí)上，環(huán)境變量在 make 過(guò)程中被解釋成 make 的變量。這些 變量是大小寫(xiě)敏感的，一般使用大寫(xiě)字母。它們可以從幾乎任何 地方被引用，也可以被用來(lái)做很多事情，比如：
i) 貯存一個(gè)文件名列表。在上面的例子里，生成可執行文件的 規則包含一些目標文件名做為依靠。在這個(gè)規則的命令行 里同樣的那些文件被輸送給 gcc 做為命令參數。如果在這 里使用一個(gè)變數來(lái)貯存所有的目標文件名，加入新的目標 文件會(huì )變的簡(jiǎn)單而且較不易出錯。
ii) 貯存可執行文件名。如果你的項目被用在一個(gè)非 gcc 的系 統里，或者如果你想使用一個(gè)不同的編譯器，你必須將所 有使用編譯器的地方改成用新的編譯器名。但是如果使用一 個(gè)變量來(lái)代替編譯器名，那么你只需要改變一個(gè)地方，其 它所有地方的命令名就都改變了。
iii) 貯存編譯器旗標。假設你想給你所有的編譯命令傳遞一組 相同的選項（例如 -Wall -O -g）；如果你把這組選項存 入一個(gè)變量，那么你可以把這個(gè)變量放在所有呼叫編譯器 的地方。而當你要改變選項的時(shí)候，你只需在一個(gè)地方改 變這個(gè)變量的內容。
要設定一個(gè)變量，你只要在一行的開(kāi)始寫(xiě)下這個(gè)變量的名字，后 面跟一個(gè) = 號，后面跟你要設定的這個(gè)變量的值。以后你要引用 這個(gè)變量，寫(xiě)一個(gè) $ 符號，后面是圍在括號里的變量名。比如在 下面，我們把前面的 makefile 利用變量重寫(xiě)一遍：
=== makefile 開(kāi)始 ===
OBJS = foo.o bar.o
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
myprog : $(OBJS)
$(CC) $(OBJS) -o myprog
foo.o : foo.c foo.h bar.h
$(CC) $(CFLAGS) -c foo.c -o foo.o
bar.o : bar.c bar.h
$(CC) $(CFLAGS) -c bar.c -o bar.o
=== makefile 結束 ===
還有一些設定好的內部變量，它們根據每一個(gè)規則內容定義。三個(gè) 比較有用的變量是 $@, $< 和 $^ （這些變量不需要括號括?。?。 $@ 擴展成當前規則的目的文件名， $< 擴展成依靠列表中的第 一個(gè)依靠文件，而 $^ 擴展成整個(gè)依靠的列表（除掉了里面所有重 復的文件名）。利用這些變量，我們可以把上面的 makefile 寫(xiě)成：
=== makefile 開(kāi)始 ===
OBJS = foo.o bar.o
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
myprog : $(OBJS)
$(CC) $^ -o $@
foo.o : foo.c foo.h bar.h
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
bar.o : bar.c bar.h
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
=== makefile 結束 ===
你可以用變量做許多其它的事情，特別是當你把它們和函數混合 使用的時(shí)候。如果需要更進(jìn)一步的了解，請參考 GNU Make 手冊。 (‘man make‘, ‘man makefile‘)
2.4 隱含規則 (Implicit Rules)
請注意，在上面的例子里，幾個(gè)產(chǎn)生 .o 文件的命令都是一樣的。 都是從 .c 文件和相關(guān)文件里產(chǎn)生 .o 文件，這是一個(gè)標準的步 驟。其實(shí) make 已經(jīng)知道怎么做——它有一些叫做隱含規則的內 置的規則，這些規則告訴它當你沒(méi)有給出某些命令的時(shí)候，應該 怎么辦。
如果你把生成 foo.o 和 bar.o 的命令從它們的規則中刪除， make 將會(huì )查找它的隱含規則，然后會(huì )找到一個(gè)適當的命令。它的命令會(huì ) 使用一些變量，因此你可以按照你的想法來(lái)設定它：它使用變量 CC 做為編譯器（象我們在前面的例子），并且傳遞變量 CFLAGS （給 C 編譯器，C++ 編譯器用 CXXFLAGS ），CPPFLAGS （ C 預 處理器旗標）， TARGET_ARCH （現在不用考慮這個(gè)），然后它加 入旗標 ‘-c‘ ，后面跟變量 $< （第一個(gè)依靠名），然后是旗 標 ‘-o‘ 跟變量 $@ （目的文件名）。一個(gè)Ｃ編譯的具體命令將 會(huì )是：
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c $< -o $@
當然你可以按照你自己的需要來(lái)定義這些變量。這就是為什么用 gcc 的 -M 或 -MM 開(kāi)關(guān)輸出的碼可以直接用在一個(gè) makefile 里。
2.5 假象目的 (Phony Targets)
假設你的一個(gè)項目最后需要產(chǎn)生兩個(gè)可執行文件。你的主要目標 是產(chǎn)生兩個(gè)可執行文件，但這兩個(gè)文件是相互獨立的——如果一 個(gè)文件需要重建，并不影響另一個(gè)。你可以使用“假象目的”來(lái) 達到這種效果。一個(gè)假象目的跟一個(gè)正常的目的幾乎是一樣的， 只是這個(gè)目的文件是不存在的。因此， make 總是會(huì )假設它需要 被生成，當把它的依賴(lài)文件更新后，就會(huì )執行它的規則里的命令 行。
如果在我們的 makefile 開(kāi)始處輸入：
all : exec1 exec2
其中 exec1 和 exec2 是我們做為目的的兩個(gè)可執行文件。 make 把這個(gè) ‘a(chǎn)ll‘ 做為它的主要目的，每次執行時(shí)都會(huì )嘗試把 ‘a(chǎn)ll‘ 更新。但既然這行規則里沒(méi)有哪個(gè)命令來(lái)作用在一個(gè)叫 ‘a(chǎn)ll‘ 的 實(shí)際文件（事實(shí)上 all 并不會(huì )在磁碟上實(shí)際產(chǎn)生），所以這個(gè)規 則并不真的改變 ‘a(chǎn)ll‘ 的狀態(tài)?？杉热贿@個(gè)文件并不存在，所以 make 會(huì )嘗試更新 all 規則，因此就檢查它的依靠 exec1, exec2 是否需要更新，如果需要，就把它們更新，從而達到我們的目的。
假象目的也可以用來(lái)描述一組非預設的動(dòng)作。例如，你想把所有由 make 產(chǎn)生的文件刪除，你可以在 makefile 里設立這樣一個(gè)規則：
veryclean :
rm *.o
rm myprog
前提是沒(méi)有其它的規則依靠這個(gè) ‘veryclean‘ 目的，它將永遠 不會(huì )被執行。但是，如果你明確的使用命令 ‘make veryclean‘ ， make 會(huì )把這個(gè)目的做為它的主要目標，執行那些 rm 命令。
如果你的磁碟上存在一個(gè)叫 veryclean 文件，會(huì )發(fā)生什么事？這 時(shí)因為在這個(gè)規則里沒(méi)有任何依靠文件，所以這個(gè)目的文件一定是 最新的了（所有的依靠文件都已經(jīng)是最新的了），所以既使用戶(hù)明 確命令 make 重新產(chǎn)生它，也不會(huì )有任何事情發(fā)生。解決方法是標 明所有的假象目的（用 .PHONY），這就告訴 make 不用檢查它們 是否存在于磁碟上，也不用查找任何隱含規則，直接假設指定的目 的需要被更新。在 makefile 里加入下面這行包含上面規則的規則：
.PHONY : veryclean
就可以了。注意，這是一個(gè)特殊的 make 規則，make 知道 .PHONY 是一個(gè)特殊目的，當然你可以在它的依靠里加入你想用的任何假象 目的，而 make 知道它們都是假象目的。
2.6 函數 (Functions)
makefile 里的函數跟它的變量很相似——使用的時(shí)候，你用一個(gè) $ 符號跟開(kāi)括號，函數名，空格后跟一列由逗號分隔的參數，最后 用關(guān)括號結束。例如，在 GNU Make 里有一個(gè)叫 ‘wildcard‘ 的函 數，它有一個(gè)參數，功能是展開(kāi)成一列所有符合由其參數描述的文 件名，文件間以空格間隔。你可以像下面所示使用這個(gè)命令：
SOURCES = $(wildcard *.c)
這行會(huì )產(chǎn)生一個(gè)所有以 ‘.c‘ 結尾的文件的列表，然后存入變量 SOURCES 里。當然你不需要一定要把結果存入一個(gè)變量。
另一個(gè)有用的函數是 patsubst （ patten substitude, 匹配替 換的縮寫(xiě)）函數。它需要３個(gè)參數——第一個(gè)是一個(gè)需要匹配的 式樣，第二個(gè)表示用什么來(lái)替換它，第三個(gè)是一個(gè)需要被處理的 由空格分隔的字列。例如，處理那個(gè)經(jīng)過(guò)上面定義后的變量，
OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(SOURCES))
這行將處理所有在 SOURCES 字列中的字（一列文件名），如果它的 結尾是 ‘.c‘ ，就用 ‘.o‘ 把 ‘.c‘ 取代。注意這里的 % 符號將匹 配一個(gè)或多個(gè)字符，而它每次所匹配的字串叫做一個(gè)‘柄’(stem) 。 在第二個(gè)參數里， % 被解讀成用第一參數所匹配的那個(gè)柄。
2.7 一個(gè)比較有效的 makefile
利用我們現在所學(xué)的，我們可以建立一個(gè)相當有效的 makefile 。 這個(gè) makefile 可以完成大部分我們需要的依靠檢查，不用做太大 的改變就可直接用在大多數的項目里。
首先我們需要一個(gè)基本的 makefile 來(lái)建我們的程序。我們可以讓 它搜索當前目錄，找到源碼文件，并且假設它們都是屬于我們的項 目的，放進(jìn)一個(gè)叫 SOURCES 的變量。這里如果也包含所有的 *.cc 文件，也許會(huì )更保險，因為源碼文件可能是 C++ 碼的。
SOURCES = $(wildcard *.c *.cc)
利用 patsubst ，我們可以由源碼文件名產(chǎn)生目標文件名，我們需 要編譯出這些目標文件。如果我們的源碼文件既有 .c 文件，也有 .cc 文件，我們需要使用相嵌的 patsubst 函數呼叫：
OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cc,%.o,$(SOURCES)))
最里面一層 patsubst 的呼叫會(huì )對 .cc 文件進(jìn)行后綴替代，產(chǎn)生的結 果被外層的 patsubst 呼叫處理，進(jìn)行對 .c 文件后綴的替代。
現在我們可以設立一個(gè)規則來(lái)建可執行文件：
myprog : $(OBJS)
gcc -o myprog $(OBJS)
進(jìn)一步的規則不一定需要， gcc 已經(jīng)知道怎么去生成目標文件 (object files) 。下面我們可以設定產(chǎn)生依靠信息的規則：
depends : $(SOURCES)
gcc -M $(SOURCES) > depends
在這里如果一個(gè)叫 ‘depends‘ 的文件不存在，或任何一個(gè)源碼文件 比一個(gè)已存在的 depends 文件新，那么一個(gè) depends 文件會(huì )被生 成。depends 文件將會(huì )含有由 gcc 產(chǎn)生的關(guān)于源碼文件的規則（注 意 -M 開(kāi)關(guān)）?，F在我們要讓 make 把這些規則當做 makefile 檔 的一部分。這里使用的技巧很像 C 語(yǔ)言中的 #include 系統——我 們要求 make 把這個(gè)文件 include 到 makefile 里，如下：
include depends
GNU Make 看到這個(gè)，檢查 ‘depends‘ 目的是否更新了，如果沒(méi)有， 它用我們給它的命令重新產(chǎn)生 depends 檔。然后它會(huì )把這組（新） 規則包含進(jìn)來(lái)，繼續處理最終目標 ‘myprog‘ 。當看到有關(guān) myprog 的規則，它會(huì )檢查所有的目標文件是否更新——利用 depends 文件 里的規則，當然這些規則現在已經(jīng)是更新過(guò)的了。
這個(gè)系統其實(shí)效率很低，因為每當一個(gè)源碼文件被改動(dòng)，所有的源碼 文件都要被預處理以產(chǎn)生一個(gè)新的 ‘depends‘ 文件。而且它也不是 100% 的安全，這是因為當一個(gè) header 檔被改動(dòng)，依靠信息并不會(huì ) 被更新。但就基本工作來(lái)說(shuō)，它也算相當有用的了。
2.8 一個(gè)更好的 makefile
這是一個(gè)我為我大多數項目設計的 makefile 。它應該可以不需要修 改的用在大部分項目里。我主要把它用在 djgpp 上，那是一個(gè) DOS 版的 gcc 編譯器。因此你可以看到執行的命令名、 ‘a(chǎn)lleg‘ 程序包、 和 RM -F 變量都反映了這一點(diǎn)。
=== makefile 開(kāi)始 ===
######################################
#
# Generic makefile
#
# by George Foot
# email:
george.foot@merton.ox.ac.uk #
# Copyright (c) 1997 George Foot
# All rights reserved.
# 保留所有版權
#
# No warranty, no liability;
# you use this at your own risk.
# 沒(méi)保險，不負責
# 你要用這個(gè)，你自己擔風(fēng)險
#
# You are free to modify and
# distribute this without giving
# credit to the original author.
# 你可以隨便更改和散發(fā)這個(gè)文件
# 而不需要給原作者什么榮譽(yù)。
# （你好意思？）
#
######################################
### Customising
# 用戶(hù)設定
#
# Adjust the following if necessary; EXECUTABLE is the target
# executable‘s filename, and LIBS is a list of libraries to link in
# (e.g. alleg, stdcx, iostr, etc). You can override these on make‘s
# command line of course, if you prefer to do it that way.
#
# 如果需要，調整下面的東西。 EXECUTABLE 是目標的可執行文件名， LIBS
# 是一個(gè)需要連接的程序包列表（例如 alleg, stdcx, iostr 等等）。當然你
# 可以在 make 的命令行覆蓋它們，你愿意就沒(méi)問(wèn)題。
#
EXECUTABLE := mushroom.exe
LIBS := alleg
# Now alter any implicit rules‘ variables if you like, e.g.:
#
# 現在來(lái)改變任何你想改動(dòng)的隱含規則中的變量，例如
CFLAGS := -g -Wall -O3 -m486
CXXFLAGS := $(CFLAGS)
# The next bit checks to see whether rm is in your djgpp bin
# directory; if not it uses del instead, but this can cause (harmless)
# `File not found‘ error messages. If you are not using DOS at all,
# set the variable to something which will unquestioningly remove
# files.
#
# 下面先檢查你的 djgpp 命令目錄下有沒(méi)有 rm 命令，如果沒(méi)有，我們使用
# del 命令來(lái)代替，但有可能給我們 ‘File not found‘ 這個(gè)錯誤信息，這沒(méi)
# 什么大礙。如果你不是用 DOS ，把它設定成一個(gè)刪文件而不廢話(huà)的命令。
# （其實(shí)這一步在 UNIX 類(lèi)的系統上是多余的，只是方便 DOS 用戶(hù)。 UNIX
# 用戶(hù)可以刪除這５行命令。）
ifneq ($(wildcard $(DJDIR)/bin/rm.exe),)
RM-F := rm -f
else
RM-F := del
endif
# You shouldn‘t need to change anything below this point.
#
# 從這里開(kāi)始，你應該不需要改動(dòng)任何東西。（我是不太相信，太ＮＢ了?。?br>
SOURCE := $(wildcard *.c) $(wildcard *.cc)
OBJS := $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cc,%.o,$(SOURCE)))
DEPS := $(patsubst %.o,%.d,$(OBJS))
MISSING_DEPS := $(filter-out $(wildcard $(DEPS)),$(DEPS))
MISSING_DEPS_SOURCES := $(wildcard $(patsubst %.d,%.c,$(MISSING_DEPS)) \
$(patsubst %.d,%.cc,$(MISSING_DEPS)))
CPPFLAGS += -MD
.PHONY : everything deps objs clean veryclean rebuild
everything : $(EXECUTABLE)
deps : $(DEPS)
objs : $(OBJS)
clean :
@$(RM-F) *.o
@$(RM-F) *.d
veryclean: clean
@$(RM-F) $(EXECUTABLE)
rebuild: veryclean everything
ifneq ($(MISSING_DEPS),)
$(MISSING_DEPS) :
@$(RM-F) $(patsubst %.d,%.o,$@)
endif
-include $(DEPS)
$(EXECUTABLE) : $(OBJS)
gcc -o $(EXECUTABLE) $(OBJS) $(addprefix -l,$(LIBS))
=== makefile 結束 ===
有幾個(gè)地方值得解釋一下的。首先，我在定義大部分變量的時(shí)候使 用的是 := 而不是 = 符號。它的作用是立即把定義中參考到的函 數和變量都展開(kāi)了。如果使用 = 的話(huà)，函數和變量參考會(huì )留在那 兒，就是說(shuō)改變一個(gè)變量的值會(huì )導致其它變量的值也被改變。例 如：
A = foo
B = $(A)
# 現在 B 是 $(A) ，而 $(A) 是 ‘foo‘ 。
A = bar
# 現在 B 仍然是 $(A) ，但它的值已隨著(zhù)變成 ‘bar‘ 了。
B := $(A)
# 現在 B 的值是 ‘bar‘ 。
A = foo
# B 的值仍然是 ‘bar‘ 。
make 會(huì )忽略在 # 符號后面直到那一行結束的所有文字。
ifneg...else...endif 系統是 makefile 里讓某一部分碼有條件的 失效／有效的工具。 ifeq 使用兩個(gè)參數，如果它們相同，它把直 到 else （或者 endif ，如果沒(méi)有 else 的話(huà)）的一段碼加進(jìn) makefile 里；如果不同，把 else 到 endif 間的一段碼加入 makefile （如果有 else ）。 ifneq 的用法剛好相反。
‘filter-out‘ 函數使用兩個(gè)用空格分開(kāi)的列表，它把第二列表中所 有的存在于第一列表中的項目刪除。我用它來(lái)處理 DEPS 列表，把所 有已經(jīng)存在的項目都刪除，而只保留缺少的那些。
我前面說(shuō)過(guò)， CPPFLAGS 存有用于隱含規則中傳給預處理器的一些 旗標。而 -MD 開(kāi)關(guān)類(lèi)似 -M 開(kāi)關(guān)，但是從源碼文件 .c 或 .cc 中 形成的文件名是使用后綴 .d 的（這就解釋了我形成 DEPS 變量的 步驟）。DEPS 里提到的文件后來(lái)用 ‘-include‘ 加進(jìn)了 makefile 里，它隱藏了所有因文件不存在而產(chǎn)生的錯誤信息。
如果任何依靠文件不存在， makefile 會(huì )把相應的 .o 文件從磁碟 上刪除，從而使得 make 重建它。因為 CPPFLAGS 指定了 -MD ， 它的 .d 文件也被重新產(chǎn)生。
最后， ‘a(chǎn)ddprefix‘ 函數把第二個(gè)參數列表的每一項前綴上第一 個(gè)參數值。
這個(gè) makefile 的那些目的是（這些目的可以傳給 make 的命令行 來(lái)直接選用）：
everything:（預設） 更新主要的可執行程序，并且為每一個(gè) 源碼文件生成或更新一個(gè) ‘.d‘ 文件和一個(gè) ‘.o‘ 文件。
deps: 只是為每一個(gè)源碼程序產(chǎn)生或更新一個(gè) ‘.d‘ 文件。
objs: 為每一個(gè)源碼程序生成或更新 ‘.d‘ 文件和目標文件。
clean: 刪除所有中介／依靠文件（ *.d 和 *.o ）。
veryclean: 做 `clean‘ 和刪除可執行文件。
rebuild: 先做 `veryclean‘ 然后 `everything‘ ；既完全重建。
除了預設的 everything 以外，這里頭只有 clean ， veryclean ， 和 rebuild 對用戶(hù)是有意義的。
我還沒(méi)有發(fā)現當給出一個(gè)源碼文件的目錄，這個(gè) makefile 會(huì )失敗的 情況，除非依靠文件被弄亂。如果這種弄亂的情況發(fā)生了，只要輸入 `make clean‘ ，所有的目標文件和依靠文件會(huì )被刪除，問(wèn)題就應該 被解決了。當然，最好不要把它們弄亂。如果你發(fā)現在某種情況下這 個(gè) makefile 文件不能完成它的工作，請告訴我，我會(huì )把它整好的。
3 總結
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我希望這篇文章足夠詳細的解釋了多文件項目是怎么運作的，也說(shuō)明了 怎樣安全而合理的使用它。到此，你應該可以輕松的利用 GNU Make 工 具來(lái)管理小型的項目，如果你完全理解了后面幾個(gè)部分的話(huà)，這些對于 你來(lái)說(shuō)應該沒(méi)什么困難。
GNU Make 是一件強大的工具，雖然它主要是用來(lái)建立程序，它還有很多 別的用處。如果想要知道更多有關(guān)這個(gè)工具的知識，它的句法，函數， 和許多別的特點(diǎn)，你應該參看它的參考文件 (info pages, 別的 GNU 工具也一樣，看它們的 info pages. )。
