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跟我一起写 Makefile(十二)

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隐含规则

在我们使用Makefile时,有一些我们会经常使用,而且使用频率非常高的东西,比如,我们编译C/C++的源程序为中间目标文件(Unix下是[.o]文件,Windows下是[.obj]文件)。本章讲述的就是一些在Makefile中的“隐含的”,早先约定了的,不需要我们再写出来的规则。


“隐含规则”也就是一种惯例,make会按照这种“惯例”心照不喧地来运行,那怕我们的Makefile中没有书写这样的规则。例如,把[.c]文件编译成[.o]文件这一规则,你根本就不用写出来,make会自动推导出这种规则,并生成我们需要的[.o]文件。

“隐含规则”会使用一些我们系统变量,我们可以改变这些系统变量的值来定制隐含规则的运行时的参数。如系统变量“CFLAGS”可以控制编译时的编译器参数。

我们还可以通过“模式规则”的方式写下自己的隐含规则。用“后缀规则”来定义隐含规则会有许多的限制。使用“模式规则”会更回得智能和清楚,但“后缀规则”可以用来保证我们Makefile的兼容性。

我们了解了“隐含规则”,可以让其为我们更好的服务,也会让我们知道一些“约定俗成”了的东西,而不至于使得我们在运行Makefile时出现一些我们觉得
莫名其妙的东西。当然,任何事物都是矛盾的,水能载舟,亦可覆舟,所以,有时候“隐含规则”也会给我们造成不小的麻烦。只有了解了它,我们才能更好地使用它。


一、使用隐含规则

如果要使用隐含规则生成你需要的目标,你所需要做的就是不要写出这个目标的规则。那么,make会试图去自动推导产生这个目标的规则和命令,如果make可以自动推导生成这个目标的规则和命令,那么这个行为就是隐含规则的自动推导。当然,隐含规则是make事先约定好的一些东西。例如,我们有下面的一个Makefile:
  1. foo : foo.o bar.o
  2.             cc o foo foo.o bar.o $(CFLAGS) $(LDFLAGS)
复制代码
我们可以注意到,这个Makefile中并没有写下如何生成foo.o和bar.o这两目标的规则和命令。因为make的“隐含规则”功能会自动为我们自动去推导这两个目标的依赖目标和生成命令。


make会在自己的“隐含规则”库中寻找可以用的规则,如果找到,那么就会使用。如果找不到,那么就会报错。在上面的那个例子中,make调用的隐含规则是,把[.o]的目标的依赖文件置成[.c],并使用C的编译命令“cc c$(CFLAGS) [.c]”来生成[.o]的目标。也就是说,我们完全没有必要写下下面的两条规则:   
  1. foo.o : foo.c
  2.             cc c foo.c $(CFLAGS)
  3.     bar.o : bar.c
  4.         cc c bar.c $(CFLAGS)
复制代码
因为,这已经是“约定”好了的事了,make和我们约定好了用C编译器“cc”生成[.o]文件的规则,这就是隐含规则。

当然,如果我们为[.o]文件书写了自己的规则,那么make就不会自动推导并调用隐含规则,它会按照我们写好的规则忠实地执行。

还有,在make的“隐含规则库”中,每一条隐含规则都在库中有其顺序,越靠前的则是越被经常使用的,所以,这会导致我们有些时候即使我们显示地指定了目标依赖,make也不会管。如下面这条规则(没有命令):

    foo.o : foo.p

依赖文件“foo.p”(Pascal程序的源文件)有可能变得没有意义。如果目录下存在了“foo.c”文件,那么我们的隐含规则一样会生效,并会通过“foo.c”调用C的编译器生成foo.o文件。因为,在隐含规则中,Pascal的规则出现在C的规则之后,所以,make找到可以生成foo.o的C的规则就不再寻找下一条规则了。如果你确实不希望任何隐含规则推导,那么,你就不要只写出“依赖规则”,而不写命令。


二、隐含规则一览

这里我们将讲述所有预先设置(也就是make内建)的隐含规则,如果我们不明确地写下规则,那么,make就会在这些规则中寻找所需要规则和命令。当然,我们也可以使用make的参数“-r”或“--no-builtin-rules”选项来取消所有的预设置的隐含规则。当然,即使是我们指定了“-r”参数,某些隐含规则还是会生效,因为有许多的隐含规则都是使用了“后缀规则”来定义的,所以,只要隐含规则中有“后缀列表”(也就一系统定义在目标.SUFFIXES的依赖目标),那么隐含规则就会生效。默认的后缀列表是:.out, .a, .ln, .o, .c, .cc, .C, .p, .f, .F, .r, .y, .l, .s, .S,.mod, .sym, .def, .h, .info, .dvi, .tex, .texinfo, .texi, .txinfo, .w,.ch .web, .sh, .elc, .el。具体的细节,我们会在后面讲述。


还是先来看一看常用的隐含规则吧。

1、编译C程序的隐含规则。
“.o”的目标的依赖目标会自动推导为“.c”,并且其生成命令是“$(CC) c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)”

2、编译C++程序的隐含规则。
“.o”的目标的依赖目标会自动推导为“.cc”或是“.C”,并且其生成命令是“$(CXX) c$(CPPFLAGS) $(CFLAGS)”。(建议使用“.cc”作为C++源文件的后缀,而不是“.C”)


3、编译Pascal程序的隐含规则。
“.o”的目标的依赖目标会自动推导为“.p”,并且其生成命令是“$(PC) c  $(PFLAGS)”。


4、编译Fortran/Ratfor程序的隐含规则。
“.o”的目标的依赖目标会自动推导为“.r”或“.F”或“.f”,并且其生成命令是:
    “.f”  “$(FC) c  $(FFLAGS)”
    “.F”  “$(FC) c  $(FFLAGS) $(CPPFLAGS)”
    “.f”  “$(FC) c  $(FFLAGS) $(RFLAGS)”

5、预处理Fortran/Ratfor程序的隐含规则。
“.f”的目标的依赖目标会自动推导为“.r”或“.F”。这个规则只是转换Ratfor或有预处理的Fortran程序到一个标准的Fortran程序。其使用的命令是:
    “.F”  “$(FC) F $(CPPFLAGS) $(FFLAGS)”
    “.r”  “$(FC) F $(FFLAGS) $(RFLAGS)”

6、编译Modula-2程序的隐含规则。
“.sym”
的目标的依赖目标会自动推导为“.def”,并且其生成命令是:“$(M2C) $(M2FLAGS)
$(DEFFLAGS)”。“”
的目标的依赖目标会自动推导为“.mod”,并且其生成命令是:“$(M2C) $(M2FLAGS) $(MODFLAGS)”。

7、汇编和汇编预处理的隐含规则。
“.o”
的目标的依赖目标会自动推导为“.s”,默认使用编译品“as”,并且其生成命令是:“$(AS)
$(ASFLAGS)”。“.s”
的目标的依赖目标会自动推导为“.S”,默认使用C预编译器“cpp”,并且其生成命令是:“$(AS) $(ASFLAGS)”。

8、链接Object文件的隐含规则。
“”
目标依赖于“.o”,通过运行C的编译器来运行链接程序生成(一般是“ld”),其生成命令是:“$(CC) $(LDFLAGS)

.o $(LOADLIBES)
$(LDLIBS)”。这个规则对于只有一个源文件的工程有效,同时也对多个Object文件(由不同的源文件生成)的也有效。例如如下规则:
    x : y.o z.o

并且“x.c”、“y.c”和“z.c”都存在时,隐含规则将执行如下命令:
    cc -c x.c -o x.o
    cc -c y.c -o y.o
    cc -c z.c -o z.o
    cc x.o y.o z.o -o x
    rm -f x.o
    rm -f y.o
    rm -f z.o
如果没有一个源文件(如上例中的x.c)和你的目标名字(如上例中的x)相关联,那么,你最好写出自己的生成规则,不然,隐含规则会报错的。

9、Yacc C程序时的隐含规则。
“.c”的依赖文件被自动推导为“n.y”(Yacc生成的文件),其生成命令是:“$(YACC) $(YFALGS)”。(“Yacc”是一个语法分析器,关于其细节请查看相关资料)

10、Lex C程序时的隐含规则。
“.c”的依赖文件被自动推导为“n.l”(Lex生成的文件),其生成命令是:“$(LEX) $(LFALGS)”。(关于“Lex”的细节请查看相关资料)

11、Lex Ratfor程序时的隐含规则。
“.r”的依赖文件被自动推导为“n.l”(Lex生成的文件),其生成命令是:“$(LEX) $(LFALGS)”。

12、从C程序、Yacc文件或Lex文件创建Lint库的隐含规则。
“.ln” (lint生成的文件)的依赖文件被自动推导为“n.c”,其生成命令是:“$(LINT) $(LINTFALGS) $(CPPFLAGS) -i”。对于“.y”和“.l”也是同样的规则。

三、隐含规则使用的变量

在隐含规则中的命令中,基本上都是使用了一些预先设置的变量。你可以在你的makefile中改变这些变量的值,或是在make的命令行中传入这些值,或是在你的环境变量中设置这些值,无论怎么样,只要设置了这些特定的变量,那么其就会对隐含规则起作用。当然,你也可以利用make的“-R”或“--no
builtin-variables”参数来取消你所定义的变量对隐含规则的作用。

例如,第一条隐含规则编译C程序的隐含规则的命令是“$(CC) c$(CFLAGS)$(CPPFLAGS)”。Make默认的编译命令是“cc”,如果你把变量“$(CC)”重定义成“gcc”,把变量“$(CFLAGS)”重定义成“-g”,那么,隐含规则中的命令全部会以“gcc c -g $(CPPFLAGS)”的样子来执行了。


我们可以把隐含规则中使用的变量分成两种:一种是命令相关的,如“CC”;一种是参数相的关,如“CFLAGS”。下面是所有隐含规则中会用到的变量:

1、关于命令的变量。

AR
    函数库打包程序。默认命令是“ar”。
AS
    汇编语言编译程序。默认命令是“as”。
CC
    C语言编译程序。默认命令是“cc”。
CXX
    C++语言编译程序。默认命令是“g++”。
CO
    从 RCS文件中扩展文件程序。默认命令是“co”。
CPP
    C程序的预处理器(输出是标准输出设备)。默认命令是“$(CC) E”。
FC
    Fortran 和 Ratfor 的编译器和预处理程序。默认命令是“f77”。
GET
    从SCCS文件中扩展文件的程序。默认命令是“get”。
LEX
    Lex方法分析器程序(针对于C或Ratfor)。默认命令是“lex”。
PC
    Pascal语言编译程序。默认命令是“pc”。
YACC
    Yacc文法分析器(针对于C程序)。默认命令是“yacc”。
YACCR
    Yacc文法分析器(针对于Ratfor程序)。默认命令是“yacc r”。
MAKEINFO
    转换Texinfo源文件(.texi)到Info文件程序。默认命令是“makeinfo”。
TEX
    从TeX源文件创建TeX DVI文件的程序。默认命令是“tex”。
TEXI2DVI
    从Texinfo源文件创建军TeX DVI 文件的程序。默认命令是“texi2dvi”。
WEAVE
    转换Web到TeX的程序。默认命令是“weave”。
CWEAVE
    转换C Web 到 TeX的程序。默认命令是“cweave”。
TANGLE
    转换Web到Pascal语言的程序。默认命令是“tangle”。
CTANGLE
    转换C Web 到 C。默认命令是“ctangle”。
RM
    删除文件命令。默认命令是“rm f”。

2、关于命令参数的变量

下面的这些变量都是相关上面的命令的参数。如果没有指明其默认值,那么其默认值都是空。
ARFLAGS
    函数库打包程序AR命令的参数。默认值是“rv”。
ASFLAGS
    汇编语言编译器参数。(当明显地调用“.s”或“.S”文件时)。
CFLAGS
    C语言编译器参数。
CXXFLAGS
    C++语言编译器参数。
COFLAGS
    RCS命令参数。
CPPFLAGS
    C预处理器参数。( C 和 Fortran 编译器也会用到)。
FFLAGS
    Fortran语言编译器参数。
GFLAGS
    SCCS “get”程序参数。
LDFLAGS
    链接器参数。(如:“ld”)
LFLAGS
    Lex文法分析器参数。
PFLAGS
    Pascal语言编译器参数。
RFLAGS
    Ratfor 程序的Fortran 编译器参数。
YFLAGS
    Yacc文法分析器参数。

四、隐含规则链

有些时候,一个目标可能被一系列的隐含规则所作用。例如,一个[.o]的文件生成,可能会是先被Yacc的[.y]文件先成[.c],然后再被C的编译器生成。我们把这一系列的隐含规则叫做“隐含规则链”。

在上面的例子中,如果文件[.c]存在,那么就直接调用C的编译器的隐含规则,如果没有[.c]文件,但有一个[.y]文件,那么Yacc的隐含规则会被调用,生成[.c]文件,然后,再调用C编译的隐含规则最终由[.c]生成[.o]文件,达到目标。

我们把这种[.c]的文件(或是目标),叫做中间目标。不管怎么样,make会努力自动推导生成目标的一切方法,不管中间目标有多少,其都会执着地把所有的隐含规则和你书写的规则全部合起来分析,努力达到目标,所以,有些时候,可能会让你觉得奇怪,怎么我的目标会这样生成?怎么我的makefile发疯了?


在默认情况下,对于中间目标,它和一般的目标有两个地方所不同:第一个不同是除非中间的目标不存在,才会引发中间规则。第二个不同的是,只要目标成功产生,那么,产生最终目标过程中,所产生的中间目标文件会被以“rm -f”删除。

通常,一个被makefile指定成目标或是依赖目标的文件不能被当作中介。然而,你可以明显地说明一个文件或是目标是中介目标,你可以使用伪目标“.INTERMEDIATE”来强制声明。(如:.INTERMEDIATE : mid )你也可以阻止make自动删除中间目标,要做到这一点,你可以使用伪目标“.SECONDARY”来强制声明(如:.SECONDARY :sec)。你还可以把你的目标,以模式的方式来指定(如:%.o)成伪目标“.PRECIOUS”的依赖目标,以保存被隐含规则所生成的中间文件。


在“隐含规则链”中,禁止同一个目标出现两次或两次以上,这样一来,就可防止在make自动推导时出现无限递归的情况。

Make会优化一些特殊的隐含规则,而不生成中间文件。如,从文件“foo.c”生成目标程序“foo”,按道理,make会编译生成中间文件“foo.o”,然后链接成“foo”,但在实际情况下,这一动作可以被一条“cc”的命令完成(cco foo foo.c),于是优化过的规则就不会生成中间文件。


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