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  • Makefile学习笔记

    一开始并没有看makefile的官方文档,而是这个文档:

    http://scc.qibebt.cas.cn/docs/linux/base/%B8%FA%CE%D2%D2%BB%C6%F0%D0%B4Makefile-%B3%C2%F0%A9.pdf

    说得很详细,大概看了前面到变量说明的部分。然后对照了一下eclipse生成的makefile,简单的makefile应该没有问题了。

    #set your project name
    PRJ_NAME=libXXX.so

    设置项目的类型,是共享库、可执行程序还是静态库
    #set your project type : choose one below
    PRJ_TYPE =g++ -shared
    #PRJ_TYPE = g++
    #PRJ_TYPE = ar -r

    设置编译的类型,是Debug还是Release
    #set Debug or Release
    Compile_Flag = Debug
    #Compile_Flag = Release

    设置编译后的文件的输出路径,这个文件夹一定要有才可以,否则会出错的。所以要事先建立好
    #set your output path
    Output:= bin

    这里是设置代码所在的文件夹
    #set your source folder
    SRC:=code

    如果引用了什么库,就在这里添加好了.
    #add the lib you used here
    #LIBS := -lLib1 -lLib2 -lLib3
    LIBS := -lpthread
    #LIBPATH := -Lpath1 -Lpath2 -Lpath3
    LIBPATH :=
    INCLUDEPATH :=
    # INCLUDEPATH := -I/usr/lib/XXX/include

    要设置的参数就这么多。下面进入第二部分,makefile核心内容的解释。
    下面我仔细讲一下。
    #符号,表示注释。makefile里面有它的那行,就不会起作用了。比如下面两行就是注释。
    ###################################
    #DON"T MODIFY THE BELOWS

    #combine output folder
    FinalOutput := $(Output)/$(Compile_Flag)/
    上面的代码,定义了一个变量,名字是FinalOutput,给它赋值,可以用=或者:=,等一下说区别。
    $(Output)表示取变量Output的值,在这里,Output是bin,所以$(Output)就是bin啦。同理,#(Compile_Flag)就是Debug,组合在一起,就是bin/Debug/,把它赋值给变量FinalOutput,现在FinalOutput就是bin/Debug/了。

    接下来说=和:=的区别。
    =就是把右边的值赋给左边。但是,比如下面的赋值就会出问题
    FinalOutput=$(FinalOutput)
    为什么呢?
    因为右边的$(FinalOutput)会取FinalOutput的值,这个取值的过程叫做“展开”,有点类似宏的意思。于是,这个展开就会陷入无穷的递归里面去了。虽然make很智能,遇到这类问题,它会抱错,但是我们怎么避免呢?于是就有了:=,它的意思就是只展开一次。这样就不会陷入无穷的递归里面去了。

    #list all dirs
    SUBDIRS := $(shell find $(SRC) -type d)
    这行的作用,是调用shell,执行find命令,然后把返回的结果放到变量SUBDIRS里面。在makefile里面调用shell执行命令的方法是:
    $(shell text)
    其中,text是要执行的命令,比如上面的find $(SRC) -type d(按照前面的设置,这个命令展开后,应该是find code -type d。这个是基本的find命令,意思是查找code文件夹里面的所有文件夹,包括code文件夹。),命令执行的结果,也就是$(shell text)的返回值。

    #flags in makefile
    DEBUG_FLAG = -O0 -g3 -Wall -c -fmessage-length=0
    RELEASE_FLAG = -O3 -Wall -c -fmessage-length=0
    这里是设置编译器的编译参数,具体内容请参看g++的手册吧。如果有不满意的,可以在这里修改编译的参数。

    RM := rm -rf
    这个是清除命令,用在clean里面的

    #set compile flag
    ifeq ($(Compile_Flag),Debug)
    CFLAGS := $(DEBUG_FLAG)
    else
    CFLAGS := $(RELEASE_FLAG)
    endif
    这里是一个条件判断。ifeq就是“如果等于”的意思。还有一个ifneq,当然就是“如果不等于”了。用法很简单,就是
    ifeq(要比较的内容,要比较的内容)
    else
    endif

    上面的代码,比较了Compile_Flag变量和Debug,如果Compile_Flag的值是Debug,就给变量CFLAGS设置为DEBUG_FLAG的值;如果不是,就设置为RELEASE_FLAG的值。

    #prepare files
    CPP_SRCS:=$(shell find ./$(SRC) -name *.cpp)
    这里又调用了一次shell,执行了find。这次是查找.cpp文件,然后把文件列表保存在CPP_SRCS里面。找到的文件是带着相对的路径名的,这个很有用。

    OBJS:=$(CPP_SRCS:%.cpp=$(FinalOutput)%.o)
    这里是替换,$(CPP_SRCS:%.cpp=$(FinalOutput)%.o)
    的意思就是说,把CPP_SRCS里面,每个cpp部分结尾的字符串,.cpp部分都替换成.o,并且在前面加上$(FinalOutput)字符串。在这个例子里面,$(FinalOutput)就是bin/Debug/。

    举个例子吧。比如你在路径./code/test下面有个文件a.cpp,执行上面的操作后,CPP_SRCS里面就有了一个./code/test/a.cpp,然后经过替换,OBJS里面就有了一个bin/Debug/code/test/a.o了。

    #all target
    all:dir $(FinalOutput)$(PRJ_NAME)
    all是我们要make的目标,冒号(:)后面的内容是这个目标的依赖项,依赖项可以没有,也可以有多个。
    这个all,就依赖于两个项目,一个是dir,一个是$(FinalOutput)和$(PRJ_NAME)一起组成的目标文件夹。其中dir是用来创建目录的,而$(FinalOutput)$(PRJ_NAME)是用来生成项目文件的。
    make执行的时候,遇到all,要生成它,就得先找到它依赖的这两个项目。

    dir:
        mkdir -p $(FinalOutput);
        for val in $(SUBDIRS);do \
          mkdir -p $(FinalOutput)$${val}; \
        done;
    这个dir,没有依赖的项目,它要做的事情,就是创建文件夹。每个目标要执行的操作,都要以tab开头,回车结束。如果一行太长,可以用\加回车在下一行继续。
    在这里,这两行的作用,都是建立文件夹。
    mkdir是shell里面建立文件夹的命令,-p参数表示如果文件夹存在,就忽略。

    #tool invocations
    $(FinalOutput)$(PRJ_NAME):$(OBJS)
        @echo 'Building target: $@'
        @echo 'Invoking:GCC C++ Linker'
        $(PRJ_TYPE) $(LIBPATH) -o"$@" $^ $(LIBS)
        @echo 'Finished building target: $@'
        @echo ' '

    在上面的命令里面,@echo 'Building target: $@'
    表示显示一行字符串,显示内容就是''里面的。在echo前面加个@,意思就是告诉make,在执行的时候,不显示这行命令。如果没有前面的@,那么执行的结果会像下面这样:
    echo 'test....'
    test....

    如果前面有@,结果会像下面这样:
    test....
    被执行的命令就不会显示出来了。

    @echo 'Building target: $@'这行里面的$@是个特殊的系统变量,它代表“目标”,在这里就是$(FinalOutput)$(PRJ_NAME)。假如$(FinalOutput)$(PRJ_NAME)的值是testlib.so,那么$@就会是testlib.so了。

    @echo 'Invoking:GCC C++ Linker'这行就是简单的显示些信息,没什么可说的。

    $(PRJ_TYPE) $(LIBPATH) -o"$@" $^ $(LIBS)
    这行才是真正干活的部分。前面准备了那么多,又说了那么多废话,其实真正干活的才刚刚遇到。
    其中$@我就不再解释了。$^代表依赖项,也就是$(OBJS)
    这里的变量展开后,大概会如下形式:
    g++ -shared -o"bin/Debug/libtest.so" ./code/test/a.o ./code/test/b.o -lpthread

    现在编译器会遇到问题。它要生成libtest.so文件,需要上面的两个.o文件,可是我们还没有编译出来啊,怎么办?不用担心,下面就要编译.o文件了。

    这里是makefile最核心的地方,模式规则。
    $(FinalOutput)%o:./%cpp
        @echo 'Building file: $<'
        @echo 'Invoking:GCC C++ Compiler'
        g++ $(CFLAGS) $(INCLUDEPATH) -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)" -MT"$(@:%.o=%.d)" -o"$@" "$<"
        @echo 'Finished building: $<'
        @echo ' '

    在上面的规则里面,我来说下$(FinalOutput)%o:./%cpp的意思。我还是举例说吧,直接讲不容易搞明白。
    比如我有一个目标是bin/Debug/src/data/core.o,其中变量$(FinalOutput)的值是bin/Debug/
    应用规则后对应的依赖文件就是./src/data/core.cpp了。

    还不明白?那我说得再详细一些。
    比如我们建立了一个项目,在文件夹testMake下面,它下面有文件夹src,这里面是代码,还有文件夹bin,作为make的输出目录,另外就是还有这个makefile文件。
    在目录testMake下面执行make,会先在bin目录下面建立文件夹Debug(如果你配置为release,那么建立的就是Release)。然后会在bin/Debug下面创建最终目标,比如是testMake吧。而testMake需要当前目录下面的文件bin/Debug/src/data/core.o,这个.o文件又依赖于当前目录下的文件./src/data/core.cpp。于是make就会去编译相应的cpp文件,把生成的.o文件放到bin/Debug下面对应的位置,然后再link,就生成了最终目标。

    结合上面的讲解,在生成最终目标之前,遇到的每个.o文件,都会按照上面的规则,首先把需要的所有的.o文件都编译出来,然后再进行链接,生成最终的目标文件。

    #other targets
    clean:
    -$(RM) $(Output)/*
    -@echo ' '
    .PHONY:all clean

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