C实战:项目构建Make,Automake,CMake
来源:互联网 发布:软件开发经理 编辑:程序博客网 时间:2024/06/15 01:25
C实战:项目构建Make,Automake,CMake
在本系列文章《C实战:强大的程序调试工具GDB》中我们简要学习了流行的调试工具GDB的使用方法。本文继续“C实战”的主题,对同样非常流行的构建工具Make的用法和原理一探究竟,并顺便看一下一些高级衍生产品。
1.Make基础
首先我们编写一个简单的C项目,以此项目在实战中学习Make的相关知识。更全面的介绍请参考官方手册。
cdai@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ tree.├── hello.c├── hello.h├── main.c└── Makefile0 directories, 4 files
整个程序的逻辑非常简单:main.c中包含一个main方法,调用了hello.c中的sayHello()函数,打印了一句话到控制台上。
// cat main.c hello.h hello.c// ----- main.c -----#include "hello.h"int main(void){ sayHello("Make"); return 1;}// ----- hello.h -----#ifndef _HELLO_H_#define _HELLO_H_void sayHello(char *name);#endif// ----- hello.c -----#include "hello.h"#include <stdio.h>void sayHello(char *name){ printf("Hello, %s!\n", name);}
1.1 基本语法
一个简单的Makefile包含很多规则(Rule),每一条规则的语法结构由目标(Target)、先决条件(Prerequisite)、动作(Recipe)三部分组成:
- 目标:通常有两种命名方法,一是与要生成的可执行文件或目标文件同名,二是说明动作的目的,例如最常见的clean清理规则。对于第二种规则命名,为了避免与同名文件冲突,可以将目标名加入到
.PHONY
伪目标列表中。默认情况下,make执行Makefile中的第一个规则,此规则被称为最终目标 - 先决条件:先决条件是用来创建目标的输入文件,一个目标可以依赖多个先决条件
- 动作:动作由Make命令负责执行,可以包含多个命令,每个命令可以另起一行。一定要注意的是:命令必须以
TAB
开头!
target: prerequisite recipe
下面就看一下示例项目的Makefile是什么样子的。在Makefile中有3个规则,其中目标main依赖于main.o和hello.o,利用gcc执行链接,这与我们的代码结构是相对应的。而main.o和hello.o则分别依赖于各自的源代码.c文件和hello.h头文件,并利用gcc -c执行编译。
main: main.o hello.o gcc -o main main.o hello.omain.o: main.c hello.h gcc -c main.c -o main.ohello.o: hello.c hello.h gcc -c hello.c -o hello.o
1.2 实现原理
Make看似非常智能,其实它的原理就像其语法规则一样简单。
- 确定目标:如果没有指明,则执行最终目标,即第一个规则的目标
- 处理变量和规则:替换变量,推导隐式规则(下一节会学习)
- 生成依赖关系链:为所有目标生成依赖关系链
- 递归构建:从依赖链的底部向上,根据先决条件会有三种情况:
4.1 先决条件不存在,则执行规则中的命令
4.2 先决条件存在,且至少一个比目标“更新”,则执行规则中的命令重新生成
4.3 先决条件存在,且都比目标“更旧”, 则什么都不做
了解了Make的原理,就看一下我们的示例项目Make的执行过程。可以看到,Make以第一个目标main作为构建目标,从关系链底部的main.o和hello.o开始构建,最终生成了可执行文件main。接下来就执行main,可以看到控制台输出了”Hello, Make!”,证明我们构建成功了!
cdai@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ makegcc -c main.c -o main.ogcc -c hello.c -o hello.ogcc -o main main.o hello.ocdai@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ ./mainHello, Make!
再次执行make会看到“‘main’ is up to date.”的提示,说明Make检测到了没有发生任何修改。如果我们做一点改动,例如修改以下sayHello()函数中的输出,再执行Make就能看到hello.o和main被重新构建,而main.o规则的命令没有被执行。
cdai@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ makemake: 'main' is up to date.cdai@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ makegcc -c hello.c -o hello.ogcc -o main main.o hello.ocdai@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ ./mainHello111, Make!
2.Make进阶
2.1 变量
在Makefile中,我们可以用变量来替换重复出现在先决条件或动作中的字符串。例如,对于前面我们的示例Makefile,最明显的问题就是gcc和main目标依赖的main.o和hello.o出现了多次,我们可以用变量将它们提取出来。同样地,我们也经常将链接和编译选项做成变量。
LD = gccCC = gccCFLAGS = -WallOBJECTS = main.o hello.oall: mainmain: $(OBJECTS) $(LD) -o main $(OBJECTS)main.o: main.c hello.h $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@hello.o: hello.c hello.h $(CC) $(CFLAGS) -c hello.c -o hello.o
执行一下make可以看到效果,我们提取出来的变量在执行之前都被替换到了正确的位置。
cdaih@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ makegcc -Wall -c main.c -o main.ogcc -Wall -c hello.c -o hello.ogcc -o main main.o hello.o
2.2 隐式规则
使用Make编译.c源文件时,规则的命令和先决条件都可以简化,对于命令,我们不用明确指出,Make能够自动将.c编译成.o;对于先决条件,Make还会自动寻找.o对应的.c源文件,我们只需给出头文件即可。
LD = gccOBJECTS = main.o hello.oall: mainmain: $(OBJECTS) $(LD) -o main $(OBJECTS)main.o: hello.hhello.o: hello.h
我们将main.o和hell.o的规则都做了简化,执行一下可以看到Make自动执行了cc -c
,并根据目标找到了对应的源文件main.c和hello.c。
cdaih@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ makecc -c -o main.o main.ccc -c -o hello.o hello.cgcc -o main main.o hello.o
2.3 模式规则
隐式规则虽然很方便,但有时我们还想自己控制规则,这时我们可以使用模式规则。老Make支持.c.o
这种规则定义,而新Make一般推荐使用模式规则,因为它支持模式匹配,更灵活、更强大!例如,我们定义目标名匹配%.o和先决条件匹配%.c的话,就执行编译命令。这样main.o和hello.o被简化的同时,我们还对其进行了精确的控制。
LD = gccCC = gccCFLAGS = -WallOBJECTS = main.o hello.o%.o: %.c $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@all: mainmain: $(OBJECTS) $(LD) -o main $(OBJECTS)main.o: main.c hello.hhello.o: hello.c hello.h
执行一下看看效果。
cdaih@vm /syspace/2-ccpp/24-pragmatic/build-tool/make $ makegcc -Wall -c main.c -o main.ogcc -Wall -c hello.c -o hello.ogcc -o main main.o hello.o
3.Makefile生成工具
Make的流行也带动起一批自动生成Makefile的工具,目的就是进一步减轻项目构建中的工作量,让我们程序员全身心投入到开发之中。在这些工具中,不得不提Automake和CMake。
3.1 Automake
Automake其实是一系列工具集Autotools中的一员,要想发挥Automake的威力,需要配合使用Autotools中的其他工具,例如autoscan、aclocal、autoconf和autoheader。在下面的Automake构建流程中,能看到这些工具的身影。
- autoscan:生成configure.scan
- configure.in:将configure.scan重命名为
configure.in
后,修改内容。重点是AM_INIT_AUTOMAKE和AC_CONFIG_FILES两项,如果没配置的话,下一步的aclocal是无法产生aclocal.m4的 - aclocal:生成
aclocal.m4
- autoconf:生成
configure
- autoheader:生成config.h.in,使程序可移植
- Makefile.am:手动编写Makefile.am。bin_PROGRAMS指定最终生成可执行文件的名称,helloworld_SOURCES指定所有源文件
- NEWS AUTHORS README ChangeLog:手动创建
- automake:执行
automake -a
生成Makefile.in - configure:执行
./configure
生成Makefile
# Step 1:[root@vm automaketest]# autoscan# Step 2:[root@vm automaketest]# mv configure.scan configure.in[root@vm automaketest]# cat configure.in# -*- Autoconf -*-# Process this file with autoconf to produce a configure script.AC_PREREQ([2.63])AC_INIT(main, 1.0)AM_INIT_AUTOMAKE(main, 1.0)AC_CONFIG_SRCDIR([main.c])AC_CONFIG_HEADERS([config.h])# Checks for programs.AC_PROG_CC# Checks for libraries.# Checks for header files.# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.# Checks for library functions.AC_CONFIG_FILES([Makefile])AC_OUTPUT# Step 3:[root@vm automaketest]# aclocal# Step 4:[root@vm automaketest]# autoconf# Step 5:[root@vm automaketest]# autoheader# Step 6:[root@vm automaketest]# cat Makefile.am bin_PROGRAMS=mainmain_SOURCES=main.c hello.c# Step 7:[root@vm automaketest]# touch NEWS README AUTHORS ChangeLog# Step 8:[root@vm automaketest]# automake -aconfigure.in:6: installing './install-sh'configure.in:6: installing './missing'Makefile.am: installing './INSTALL'Makefile.am: installing './COPYING' using GNU General Public License v3 fileMakefile.am: Consider adding the COPYING file to the version control systemMakefile.am: for your code, to avoid questions about which license your project uses.Makefile.am: installing './depcomp'# Step 9:[root@BC-VM-edce4ac67d304079868c0bb265337bd4 automaketest]# ./configure checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -cchecking whether build environment is sane... yeschecking for a thread-safe mkdir -p... /bin/mkdir -pchecking for gawk... gawkchecking whether make sets $(MAKE)... yeschecking for gcc... gccchecking for C compiler default output file name... a.outchecking whether the C compiler works... yeschecking whether we are cross compiling... nochecking for suffix of executables... checking for suffix of object files... ochecking whether we are using the GNU C compiler... yeschecking whether gcc accepts -g... yeschecking for gcc option to accept ISO C89... none neededchecking for style of include used by make... GNUchecking dependency style of gcc... gcc3configure: creating ./config.statusconfig.status: creating Makefileconfig.status: creating config.hconfig.status: executing depfiles commands
这样Makefile就生成好了,看一下当前目录发现已经这么多文件了!如果想清理一下怎么办呢?其实Automake早为我们想好了,它生成的Makefile功能很多:
+ make:编译源代码,生成目标文件
+ make clean:清理之前make产生的临时文件
+ make install:将编译好的可执行文件安装到系统目录,一般为/usr/local/bin
+ make dist:生成软件发布包,将可执行文件及相关文件打包成”PACKAGE-VERSION.tar.gz”的tarball。其中PACKAGE和VERSION可以在configure.in中通过AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION)定义。对于我们的例子,执行后会生成main-1.0.tar.gz
+ make distcheck:查看发布包是否正确,解压开执行configure和make来确认
+ make distclean:不仅将make产生的文件,同时将configure生成的文件也都删除,包括Makefile
[root@vm automaketest]# make dist{ test ! -d "main-1.0" || { find "main-1.0" -type d ! -perm -200 -exec chmod u+w {} ';' && rm -fr "main-1.0"; }; }test -d "main-1.0" || mkdir "main-1.0"test -n "" \ || find "main-1.0" -type d ! -perm -755 \ -exec chmod u+rwx,go+rx {} \; -o \ ! -type d ! -perm -444 -links 1 -exec chmod a+r {} \; -o \ ! -type d ! -perm -400 -exec chmod a+r {} \; -o \ ! -type d ! -perm -444 -exec /bin/sh /root/Temp/automaketest/install-sh -c -m a+r {} {} \; \ || chmod -R a+r "main-1.0"tardir=main-1.0 && /bin/sh /root/Temp/automaketest/missing --run tar chof - "$tardir" | GZIP=--best gzip -c >main-1.0.tar.gz{ test ! -d "main-1.0" || { find "main-1.0" -type d ! -perm -200 -exec chmod u+w {} ';' && rm -fr "main-1.0"; }; }[root@vm automaketest]# tree -L 1.├── aclocal.m4├── AUTHORS├── autom4te.cache├── autoscan.log├── ChangeLog├── config.h├── config.h.in├── config.log├── config.status├── configure├── configure.in├── COPYING -> /usr/share/automake-1.11/COPYING├── depcomp -> /usr/share/automake-1.11/depcomp├── hello.c├── hello.h├── INSTALL -> /usr/share/automake-1.11/INSTALL├── install-sh -> /usr/share/automake-1.11/install-sh├── main.c├── main-1.0.tar.gz├── Makefile├── Makefile.am├── Makefile.in├── missing -> /usr/share/automake-1.11/missing├── NEWS├── README└── stamp-h11 directory, 24 files[root@vm automaketest]# make distcleantest -z "main" || rm -f mainrm -f *.orm -f *.tab.ctest -z "" || rm -f test . = "." || test -z "" || rm -f rm -f config.h stamp-h1rm -f TAGS ID GTAGS GRTAGS GSYMS GPATH tagsrm -f config.status config.cache config.log configure.lineno config.status.linenorm -rf ./.depsrm -f Makefile
测试一下,看看Automake生成的Makefile是否能正常工作。
[root@vm automaketest]# makemake all-ammake[1]: Entering directory '/root/Temp/automaketest'gcc -DHAVE_CONFIG_H -I. -g -O2 -MT main.o -MD -MP -MF .deps/main.Tpo -c -o main.o main.cmv -f .deps/main.Tpo .deps/main.Pogcc -DHAVE_CONFIG_H -I. -g -O2 -MT hello.o -MD -MP -MF .deps/hello.Tpo -c -o hello.o hello.cmv -f .deps/hello.Tpo .deps/hello.Pogcc -g -O2 -o main main.o hello.o make[1]: Leaving directory '/root/Temp/automaketest'[root@vm automaketest]# ./main Hello, Make!
3.2 CMake
前面我们已经见识了Automake的强大和复杂。现在我们重新用CMake生成Makefile,Automake中的9步被压缩到了只需要2步!
- 编写CMakeLists.txt
- 执行
cmake .
3.2.1 CMakeLists.txt
对于我们示例中这种简单的项目,CMakeLists.txt简单得不能再简单了。指定好项目名称和最终生成的可执行文件名称后,就完成了!
# CMake 最低版本号要求cmake_minimum_required (VERSION 2.8)# 项目信息project (main)# 查找当前目录下的所有源文件# 并将名称保存到 DIR_SRCS 变量aux_source_directory(. DIR_SRCS)# 指定生成目标add_executable(main ${DIR_SRCS})
3.2.2 cmake
现在执行cmake .
就能得到一个CMake为我们自动生成的Makefile。这个Makefile比我们手写的要复杂得多,这里就不深入分析了。除了Makefile外,CMake还产生了一些缓存文件和临时文件,目前还不清楚具体是做什么的。
[root@vm cmaketest]# cmake .-- The C compiler identification is GNU 4.4.7-- The CXX compiler identification is GNU 4.4.7-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc -- works-- Detecting C compiler ABI info-- Detecting C compiler ABI info - done-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works-- Detecting CXX compiler ABI info-- Detecting CXX compiler ABI info - done-- Configuring done-- Generating done-- Build files have been written to: /root/Temp/cmaketest[root@vm cmaketest]# tree -L 1.├── CMakeCache.txt├── CMakeFiles├── cmake_install.cmake├── CMakeLists.txt├── hello.c├── hello.h├── main.c└── Makefile1 directory, 7 files[root@vm cmaketest]# makeScanning dependencies of target main[ 50%] Building C object CMakeFiles/main.dir/main.c.o[100%] Building C object CMakeFiles/main.dir/hello.c.oLinking C executable main[100%] Built target main
附:参考资料
- make官方手册
- make学习记录
- CMake入门实战
- 使用autotools生成makefile文件入门
- automake/autoconf入门
- C实战:项目构建Make,Automake,CMake
- C实战:项目构建Make,Automake,CMake
- CMake项目构建总结
- 使用cmake构建项目
- CMake构建OpenGL项目
- CMake构建CUDA项目
- CMake构建PCL项目
- 通过CMake构建项目
- automake:从c文件到make
- 用CMake 构建Qt 项目
- 用CMake 构建Qt 项目
- 用CMake 构建Qt 项目
- 用CMake 构建Qt 项目
- 用CMake 构建Qt 项目
- 用CMake构建Qt5项目
- GNU make、NMake、Autotools 、waf、cmake、premake 等构建工具
- cmake make
- cmake make
- 使用eclipse custom debug keystore,免去不断打包签名的麻烦
- UIScrollView
- Java核心技术第5章(2)
- 小小君的C语言第一课
- 交换机 路由器 HUB区别
- C实战:项目构建Make,Automake,CMake
- 自学QT之任务栏预览视图按钮
- AndroidStudio上的第一个jni程序——NDK入门
- STM32--vs1053 WAV录音实现(wav保存在flash)
- socket unix domain IPC代码示例
- HTML5本地存储详解
- Android 常见问题集
- 【Linux】简单理解Socket
- android工程转换到apk