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善用GNU Make做开发

2005-04-05 09:43:00.0 推荐:353 收藏:224 评论:0 来源:赛迪网－开放系统世界在编写小型的Linux应用程序时，一般情况下只会有少数几个源文件。这样程序员能够很容易地理清它们之间的包含和引用关系。但随着软件项目逐渐变大，对源文件的处理也将变得越来越复杂起来。此时单纯依赖手工方式进行管理的做法就显得有些力不从心了。为此，Linux专门为软件开发提供了一个自动化管理工具GNU make。通过它，程序员可以很方便地管理软件编译的内容、方式和时机，从而使程序员能够把主要精力集中在代码

的编写上。

make将整个软件项目的代码分开放在几个小的源文件里，在改动其中一个文件的时候，可以只对该文件重新进行编译，然后重新连接所有的目标文件。对于那些由许多源文件组成的大型软件项目来说，全部重新进行编译需要花费很长的时间，而采用这种项目管理方法则可以极大地提高工作效率，让原本复杂繁琐的开发工作变简单。

Makefile文件

GNU make是一个用来控制软件构建过程的自动工具，程序员通过定义构建规则来控制代码的创建过程。这些规则通常定义在一个名为Makefile的文件中。Makefile被用来告诉make编译哪些文件、怎样编译和何时编译。Makefile中的每条规则事实上都包含如

下一些内容：

目标（target）是make最终需要创建的对象；

依赖（dependency）通常是一个列表，指明编译目标时需要用到的其它文件；

命令（command）也是一个列表，指明从依赖文件创建出目标对象所需要执行的命

令。

虽然Makefile中的目标通常都是可执行程序，但事实上可以是诸如文本文件和HTML 页面等任何内容，甚至能够用来测试或设置环境变量。Makefile中的命令则不仅可以是编

译命令，还可以是任何Shell命令。

先来看一个例子。假设整个软件项目是由control.c、io.c和main.c三个源文件所构

成的，编写的Makefile文件内容如下：

在将上述Makefile文件与源文件保存到同一目录之后，就可以在命令行中输入“make”命令来编译整个项目了。make在执行过程中，首先会查找到Makefile文件第

一条规则中的目标，即上述文件中的all。根据设定好的规则，该目标需要依赖于program。由于all并不是一个已经存在的文件，所以每次在make被调用的时候，显然都需要先检查program。继续往下不难发现，program目标是依赖于control.o、ui.o和main.o 的。这就意味着如果其中任何一个比生成的可执行文件要新，那么就需要重新构建可执行文件program，否则就没有必要执行这一步了。

在Makefile文件的其余部分，为每一个中间生成的目标文件都专门定义了一条规则，用来指明创建过程中它们与C源文件的依赖性。也就是说，如果一个特定的C源文件被更新了，那么与之对应的目标文件也必须重新生成。下面是make在构建项目过程中的输出结果：

不难看出，首先是C源文件被编译成目标文件，然后才是目标文件被连接成最终的可执行文件。由于相互间依赖关系的制约，这些步骤会被有条不紊地依次执行。最终可执行文件要求目标文件都被更新过，而每个目标文件则要求C源文件被更新过。如果此时重新执行“make”命令，会出现下面的结果。原因是程序已经被编译过了，并且没有做过任何改动，所以就没有再编译的必要了：

如果只是改变了其中的部分文件，那么make会自动检测出需要对哪些源文件重新进行编译，并连接成最后的可执行文件。用户可以参考下面的过程：

当make检测到main.o目标时，发现main.c文件已经被更新，于是main.o文件必须被重新编译，相应地program需要被重新连接。make的魅力就在于能够自动进行条件检测，并采取适当的行动。它永远也不会去编译那些没有改动过的源文件

变量

为了简化Makefile的编写，make引入了变量。变量实际上是为文本串在Makefile 中定义一个便于记忆的名称。变量的定义和应用与Linux的环境变量一样，变量名大写，

变量一旦定义之后，就可以通过将变量名用圆括号包起来，并在前面加上“$”符号来进行

引用。

变量一般都在Makefile的头部定义。如果变量的值发生了改变，很显然只需在一个地方进行修改就可以了，从而大大简化了Makefile的维护。下面是将前面用到的Makefile

利用变量进行改写后的结果：

make将其使用的变量细分为两类：递归展开变量和简单展开变量。递归展开变量在被引用时会逐层展开，即如果在展开式中包含了对其它变量的引用，则这些变量也会被展开，直到没有需要被展开的变量为止。假设变量TOPDIR和SUBDIR的定义如下：

此时变量SUBDIR的值在解析时会被正确地展开为/home/xiaowp/project，但对于下面的定义：

很清楚，希望得到的结果是/home/xiaowp/project/src，但实际并非如此。SUBDIR 在引用时会被递归展开，从而陷入一个无限循环当中，make能够检测到这个问题并报告如下错误：

*** Recursive variable 'SUBDIR' references itself (eventually). Stop

为了避免这个问题，可以使用简单展开变量。与递归展开变量在引用时展开不同，简单展开变量是在定义处展开的，并且只展开一次，从而消除了变量的嵌套引用。在定义时，其语法与递归展开变量有细微的不同：

SUBDIR在第一次定义时使用“:=”将其值设置为“/home/xiaowp/project”，而在第二次定义时则使用“+=”在已有的基础上添加“/src”，这样就使得SUBDIR的最终值变为“/home/xiaowp/project/src”。许多程序员在Makefile中只使用简单展开变量，以避免可能出现的错误。

除了用户自定义变量之外，在Makefile中还可以使用环境变量、自动变量和预定义变量。使用环境变量的方法相对来讲比较简单，make在启动时会自动读取系统当前已经定义了的环境变量，并且会创建与之具有相同名称和数值的变量。需要注意的是，如果用户在Makefile中定义了相同名称的变量，那么用户自定义变量将会覆盖同名的环境变量。

表1 常用自动变量

此外，make还提供了一些预定义变量和自动变量，但它们看起来都不如自定义变量那么直观。之所以称为自动变量是因为make会自动用特定的、熟知的值来替换它们，表1给出了常用的部分自动变量。

利用make的自动变量和预定义变量，可以简化前面给出的那个Makefile文件：

伪目标