通用的 makefile 小工具分享

Easymake 使用说明
介绍
Easymake 是一个在linux系统中 C/C++ 开发的通用 makefile。在一个简单的 C/C++ 程序中使用 easymake，你甚至可以不写一行 makefile 代码来生成目标文件。


Easymake 包含以下功能：


自动扫描 C/C++ 源文件。
自动生成和维护依赖关系，加快编译时间。
支持简单的单元测试，可以很方便地管理多个程序入口（main 函数）。
完美地支持 VPATH 变量。
我将在后面的例子中一步步地向你展示如何使用 easymake 来构建你的应用程序。别看文档这么长，下面一节的内容中大部分是在讲一个简单的 C/C++ 程序的开发。就像 easymake 的名字一样，easymake 是非常易学易用的。


开始学习 Easymake
在这一节中将展示如何在一个简单的程序中使用 easymake。接下来让我们一个加法程序，用户输入两个数字，然后程序输出这两个数字相加的结果。这个程序的源代码可以在 samples/basics 目录中找到。


C/C++ 代码
这个程序很简单，所以这里跳过程序设计环节。这里直接展示程序的 C/C++ 代码，然后再转入我们的正题。


File: main.cpp


#include <iostream>


#include "math/add.h"


using namespace std;


int main(){
        cout<<"please enter two integer:"<<endl;


        int a,b;
        cin>>a>>b;


        cout<<"add("<<a<<","<<b<<") returns "<<add(a,b)<<endl;
}
File: math/add.h


#ifndef ADD_H
#define ADD_H


int add(int,int);


#endif
File: math/add.cpp


#include "math/add.h"


int add(int a,int b){
        return a+b;
}
使用 Easymake 来构建程序
代码很简单，可以直接使用命令行来构建程序。如果你对 makefile 的语法熟悉，你也可以很快地写出一个 makefile 来做完成这个事情。那么如何使用 easymake 来构建这个程序呢？先别急，接下来将使用刚才提到的三种方法来构建程序，希望你能清晰地了解和比较这三种方式。


使用命令行构建
g++ -c -o main.o main.cpp
g++ -c -o add.o math/add.cpp -I.
g++ -o target main.o add.o
或者也可以只用一条命令 g++ -o target main.cpp math/add.cpp -I. 来构建程序。


然后输入 ls 和 ./target，就可以观察到程序的执行结果了：


[root@VM_6_207_centos basics]# ls
add.o  bin  main.cpp  main.o  makefile  math  target
[root@VM_6_207_centos basics]# ./target
please enter two integer:
5
3
add(5,3) returns 8
自己写一个 makefile 构建程序
创建一个新的 Makefile 文件，代码如下：


target: main.o add.o
        g++ -o target main.o add.o


main.o: main.cpp
        g++ -c -o main.o main.cpp -I.


add.o: math/add.cpp
        g++ -c -o add.o math/add.cpp -I.
结果基本是一样的：


[root@VM_6_207_centos basics]# make
g++ -c -o main.o main.cpp -I.
g++ -c -o add.o math/add.cpp -I.
g++ -o target main.o add.o
[root@VM_6_207_centos basics]# ls
add.o  main.cpp  main.o  makefile  math  target
[root@VM_6_207_centos basics]# ./target
please enter two integer:
8
9
add(8,9) returns 17
使用 makefile 的好处就是，如果能很好地确定依赖关系，那么就不需要在每次构建时把所有的源文件都重新编译一次。但是随着项目的代码的增长，即使在一个良好的模块化设计中，手工维护依赖关系也是一件很繁琐而且很容易出错的工作。例如，假设我们需要增加一个 multiply.cpp 和 multiply.h 文件，让程序支持乘法计算的功能，那么我必须修改我们的 makefile 才能构建新的程序。另外，如果头文件 add.h 被修改了，multiply.cpp 就不需要重新编译，所以我们应该在 makefile 中增加 .cpp 文件和 .h 文件之间的依赖关系的代码。到这里，我想你也会觉得我们应该有一个通用的 makefile 来帮助我们自动维护依赖关系了吧。


使用 easymake 构建程序
在这个例子中，包含 easymake.mk 文件就足够了。把我们的 Makefile 修改成下面的代码：


include ../../easymake.mk
在命令行中输入 make 构建我们的程序。接下来我们给你展示一些细节来帮助你理解 makefile 是如何构建程序的。


[root@VM_6_207_centos basics]# ls
main.cpp  makefile  math
[root@VM_6_207_centos basics]# make
g++ -c -o bin/main.o main.cpp  -I.
entry detected
g++ -c -o bin/math/add.o math/add.cpp  -I.
g++ -o bin/target bin/main.o bin/math/add.o
BUILD_ROOT/TARGET: bin/target
ENTRY: main.cpp
[root@VM_6_207_centos basics]# ./bin/target
please enter two integer:
3
5
add(3,5) returns 8
你也许也已经注意到，和之前的方式相比，主要的不同就是输出中的 entry detected，BUILD_ROOT/TARGET: bin/target 和 ENTRY: main.cpp。bin/target 就是我们的程序。至于这里的entry，会在后面讲到。


现在可以看一下当前的目录结构：


[root@VM_6_207_centos basics]# tree .
.
├── bin
│   ├── easymake_current_entry_file
│   ├── easymake_detected_entries
│   ├── easymake_entries_tmp.d
│   ├── main.d
│   ├── main.o
│   ├── math
│   │   ├── add.d
│   │   └── add.o
│   └── target
├── main.cpp
├── makefile
└── math
 ├── add.cpp
 └── add.h


3 directories, 12 files
Easymake 使用 bin 目录作为 BUILD_ROOT，用来存放生成的文件，这样一来我们的源文件目录也不会被污染。这里面的 *.d 和 easy_make_* 文件都是由 easymake 额外生成用来维护依赖关系的。*.d 的文件其实也算是 makefile 的一部分，例如 main.d 文件的内容如下：


[root@VM_6_207_centos basics]# cat bin/main.d
bin/main.o: main.cpp math/add.h


math/add.h:
这些依赖关系是 easymake 自动生成的，所以每当 math/add.h 被修改了，main.o 就会重新生成。事实上，你不需要关注这些细节来使用 easymake，所以我们就忽略这些额外生成的文件吧。如果你有兴趣，可以查看 easymake.mk 的源代码，我觉得代码的注释得已经足够帮助你理解了。


用户选项
如果你想使用 gcc 编译器的 -O2 优化选项和链接器的 -static 选项来构建这个程序。那么你需要增加几行代码来修改编译和链接选项。下面是修改后的 makefile：


COMPILE_FLAGS   += -O2
LINK_FLAGS      += -static


include ../../easymake.mk
然后重新构建程序：


[root@VM_6_207_centos basics]# make clean
rm -f \$(find bin -name \*.o)
rm -f \$(find bin -name \*.d)
rm -f \$(find bin -name \*.a)
rm -f \$(find bin -name \*.so)
rm -f \$(find bin -name \*.out)
rm -f bin/target
[root@VM_6_207_centos basics]# make
g++ -c -o bin/main.o main.cpp -O2  -I.
 entry detected
g++ -c -o bin/math/add.o math/add.cpp -O2  -I.
g++ -o bin/target bin/main.o bin/math/add.o  -static
BUILD_ROOT/TARGET: bin/target
ENTRY: main.cpp
除些以外，还有更多可供设置的选项，使用 make help 命令你就可以看到它们。注意 basic settings 和 user settings 两部分的内容即可，其他部分可以忽略。


[root@VM_6_207_centos basics]# make help
---------------------
basic settings:
SETTINGS_ROOT       : build_settings
BUILD_ROOT          : bin
TARGET              : target
VPATH               :
CPPEXT              : cpp
CEXT                : c
GCC                 : gcc
GXX                 : g++
LINKER              : g++
---------------------
user settings files:
build_settings/entry_list
build_settings/compile_flags
build_settings/compile_search_path
build_settings/link_flags
build_settings/link_search_path
---------------------
user settings:
ENTRY_LIST          :
ENTRY               :
COMPILE_FLAGS       : -O2
COMPILE_SEARCH_PATH :  .
LINK_FLAGS          : -static
LINK_SEARCH_PATH    :
CPPSOURCES          : main.cpp math/add.cpp
CSOURCES            :
---------------------
internal informations:
   ...
   ...
   ...
用来测试的程序入口
现在我们需要给程序增加一个乘法运算功能，首先写一个 C++ 函数来做乘法运算，然后，在我们修改 main.cpp 的代码之前，我们应该测试一下这个这个 C++ 函数的功能，确保新增加的乘法模块的逻辑是正确的。下面的例子会告诉你如果使用 easymake 来完成这项工作，你可以在 samples/entries 文件夹中找到这个例子的代码。


编写乘法模块的代码
File math/multiply.h:


#ifndef MULTIPLY_H
#define MULTIPLY_H


#include "stdint.h"


int64_t multiply(int32_t,int32_t);


#endif
File math/multiply.cpp:


#include "math/multiply.h"


int64_t multiply(int32_t a,int32_t b){
        return (int64_t)a*(int64_t)b;
}
编写测试代码
在命令行中输入 mkdir test 和 vim test/multiply.cpp 然后编写我们的代码。为了简单起见，这里仅仅是在 main 函数中打印了 8 乘 8 的结果。


#include "math/multiply.h"


#include <iostream>


using namespace std;


int main(){
        cout<<"multiply(8,8)="<<multiply(8,8)<<endl;
}
构建测试程序
现在直接输入命令 make 和 ./bin/target 就可以看到测试程序的输出了。


[root@VM_6_207_centos entries]# make
g++ -c -o bin/main.o main.cpp -O2  -I.
    entry detected
g++ -c -o bin/math/add.o math/add.cpp -O2  -I.
g++ -c -o bin/math/multiply.o math/multiply.cpp -O2  -I.
g++ -c -o bin/test/multiply.o test/multiply.cpp -O2  -I.
    entry detected
g++ -o bin/target bin/math/add.o bin/math/multiply.o bin/test/multiply.o  -static
BUILD_ROOT/TARGET: bin/target
ENTRY: test/multiply.cpp
[root@VM_6_207_centos entries]# ./bin/target
multiply(8,8)=64
[root@VM_6_207_centos entries]#
注意到 main.cpp 和 test/multiply.cpp 都有被成功编译，但是只有 test/multiply.cpp 被链接到目标文件中，而且输出中 ENTRY 对应的值也变成了 test/multiply.cpp。在 easymake，全体一个包含 main 函数定义的源文件都会被自动检测到，并且被当作程序入口文件（ENTRY）。在众多入口文件当中，只有一个会被选中，其他文件不会被链接到目标文件中。另外注意这里的 ENTRY 所表示的文件名对应的文件也可以不存在，在某些场景中，例如生成动态库 so 文件，就需要选择这个 ENTRY 来阻止其他入口文件被链接到目标文件中。


现在你肯定是在纳闷，easymake 是如何知道要选择 test/multiply.cpp 而不是 main.cpp 的？是不是很神奇？其实这里使用的是入口文件的最后修改时间。如果有多个入口文件，而且用户没有显式地声明使用哪个入口，那么 easymake 就会自动选择最新的那个计算器文件。


如果你需要显式地声明 ENTRY，以选择 main.cpp 为例，可以输入命令 make ENTRY=main.cpp 或者 make ENTRY=m ：


[root@VM_6_207_centos entries]# make ENTRY=main.cpp
g++ -o bin/target bin/main.o bin/math/add.o bin/math/multiply.o  -static
BUILD_ROOT/TARGET: bin/target
ENTRY: main.cpp
到这里已经完成了乘法模块的测试，接下来可以修改 main.cpp 的代码来整合我们的新模块了。为了简洁，接下来的步骤就不在这里赘述了，如果有需要，可以查看 samples/entries 目录中的代码。


原文及代码下载
最新的代码和文档请前往此处下载 https://github.com/roxma/easymake 。有任何BUG或者改进建议请联系我 [e-mail]