[编译]Makefile兼APUE解析（UNP12）

来源：互联网发布：autodesk123d for mac 编辑：程序博客网时间：2024/06/14 11:53

本文内容：

- 最简单的Makefile知识点归纳，通过对apue-Makefile的内容，解剖出Makefile机制，并在此过程中，实践自己的algs4-hhc算法库工程（当然，是以学习Makefile为开始）
- 这编写过程中，为了方便本人复习，会适当提供参考资料，部分内容超出Makefile知识范围，自行跳过。

阅读人群：

- 读者没有任何编译原理知识，可以先去补充（推荐阅读《嵌入式linux开发教程 上册》10.1.3.2：gcc编译过程；这极其重要。
- 读者刚从windows转过来，一直使用IDE，也可以去补充。

apue.3e--Makefile解剖

顶层Makefile

DIRS = lib intro sockets advio daemons datafiles db environ \
    fileio filedir ipc1 ipc2 proc pty relation signals standards \
    stdio termios threadctl threads printer exercises

all:
    for i in $(DIRS); do \
        (cd $$i && echo "making $$i" && $(MAKE) ) || exit 1; \
    done

clean:
    for i in $(DIRS); do \
        (cd $$i && echo "cleaning $$i" && $(MAKE) clean) || exit 1; \
    done

解析如下：

使用shell脚本的循环语句for，逐次进入各子目录里面执行make，并打印出making xxx。（其实该文件不算是一个Makefile，它更像是一个脚本，该脚本会在make的命令下执行，以便于提供子层make的环境）
而循环的次序也是有讲究的，所有的子层都会调用到libapue.a，所以第一个make的对象就是lib，接着可以随意。
cd xxx || exit 1;意味着进入脚本目录，否则退出。在make过程中，会因为缺失某个目录而直接make error停止编译。链接，需要注意的是，这里使用到了逻辑或运算符，执行有先后顺序，前者为真则不需要之后后者。
cd &&i，因为&是在Makefile中有特殊应用（自动变量），想执行shell命令，需要引用i，所以连续使用&符号。

参考链接：

shell--for循环写法，链接

通用lib--Makefile

# Makefile for misc library.

ROOT=..

PLATFORM=$(shell $(ROOT)/systype.sh)

include $(ROOT)/Make.defines.$(PLATFORM)

LIBMISC = libapue.a

OBJS = bufargs.o cliconn.o clrfl.o \

daemonize.o error.o errorlog.o lockreg.o locktest.o \

openmax.o pathalloc.o popen.o prexit.o prmask.o \

ptyfork.o ptyopen.o readn.o recvfd.o senderr.o sendfd.o \

servaccept.o servlisten.o setfd.o setfl.o signal.o signalintr.o \

sleepus.o spipe.o tellwait.o ttymodes.o writen.o

all: $(LIBMISC) sleep.o

$(LIBMISC): $(OBJS)

$(AR) rv $(LIBMISC) $?

$(RANLIB) $(LIBMISC)

clean:

rm -f *.o a.out core temp.* $(LIBMISC)

include $(ROOT)/Make.libapue.inc

解析如下：

定位顶层（编译根目录root），执行shell脚本，获取平台信息，然后include包含顶层Makefile（定义编译参数）
定义打包变量LIBMISC、打包变量的依赖文件OBJS（所需依赖的.o文件），多行连续语句只用\链接。
通过依赖关系自动生成的中间文件（.o），默认执行命令：CC CFLAGS -c -o xxx.o xxx.c，所以下面的make过程（第一加粗部分）就不难理解为何是统一的格式编译libapue.a的依赖对象。
all: $(LIBMISC) sleep.o过程是先执行对象LIBMISC，然再执行sleep.o，Makefile都有按照编写顺序去执行。
打包ar过程，自动变量（LIBMISC所依赖的OBJS）的时间戳要比LIBMISC要新的时候进行打包（或更新打包）
clean规则，-f强制执行rm，*.o（这里作为中间文件），core是内存映像文件（程序崩溃产生），core链接，temp*是顶层传入
最后（所有子层都有）包含的Make.libapue.inc，确保规则的目标能够正确找到libapue.a（子层详细解析），因为使用include命令，所以该行（哪怕是在文件最后一行）都会首先执行的（第二次include执行）。
下面提供编译过程，详细对照思考

h265@H265:algs4-hhc$ make -C apue.3e/lib/ （单独编译lib，方便观察）

make: Entering directory '/home/h265/sharefile/repos/trunk/algs4-hhc/apue.3e/lib' （make自动产生，无需编写）

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o bufargs.o bufargs.c

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o cliconn.o cliconn.c

····省略相同格式但不同对象的编译过程，都生成对应的.o文件，提供ar打包使用····

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o ttymodes.o ttymodes.c

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o writen.o writen.c

ar rv libapue.a bufargs.o cliconn.o clrfl.o daemonize.o error.o errorlog.o lockreg.o locktest.o openmax.o pathalloc.o popen.o prexit.o prmask.o ptyfork.o ptyopen.o readn.o recvfd.o senderr.o sendfd.o servaccept.o servlisten.o setfd.o setfl.o signal.o signalintr.o sleepus.o spipe.o tellwait.o ttymodes.o writen.o

ar: 正在创建 libapue.a

a - bufargs.o

a - cliconn.o

····省略相同格式但不同对象，都是打包过程····

a - ttymodes.o

a - writen.o

echo libapue.a

libapue.a

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o sleep.o sleep.c

make: Leaving directory '/home/h265/sharefile/repos/trunk/algs4-hhc/apue.3e/lib'

Make.libapue.inc

$(LIBAPUE):

(cd $(ROOT)/lib && $(MAKE))

解析如下：

类似顶层目录，进入lib目录，执行make（子层详细解析该文件作用）
这其实也是一个规则，每个子层里面被包含都会被展开，那么也将会成为子层Makefile里面的一个规则，所以能够实现解决libapue.a缺失的情况。

顶层Makefile参数定义文件

# Common make definitions, customized for each platform

# Definitions required in all program directories to compile and link

# C programs using gcc.

CC=gcc

COMPILE.c=$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c

LINK.c=$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(LDFLAGS)

LDFLAGS=

LDDIR=-L$(ROOT)/lib

LDLIBS=$(LDDIR) -lapue $(EXTRALIBS)

CFLAGS=-ansi -g -I$(ROOT)/include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE $(EXTRA)

RANLIB=echo

AR=ar

AWK=awk

LIBAPUE=$(ROOT)/lib/libapue.a

# Common temp files to delete from each directory.

TEMPFILES=core core.* *.o temp.* *.out

参数解析：

#编译器

CC：编译器

COMPILE.c和LINK.c是内置变量

COMPILE.c指明了自动依赖生成的执行命令，也就是CC CFLAGS -c -o xxx.o xxx.c的前面，后面是依赖关系导入的。（在以后，对CFLAGS的修改，不会改变自动依赖生成的执行命令）
后来测试发现，即时去掉这两个内置变量，自动推导关系依然不变，说明默认与上述设置是一致的，apue只是为了确保正确而编写。

LDFLAGS链接选项：缺省

#链接

LDLIBS链接参数：指定链接库-lapue及其所在目录

#编译标志

CFLAGS编译参数：指定-ansi（C89）标准、加入调试信息-g、包含头文件-I、打开所有警告-Wall、

-DLINUX：相当于在头文件上添加#define LINUX；根据需要，在头文件条件内容，链接

#其它实用工具

RANLIB仅打印作用

AR打包

AWK（暂时未明白）

LIBAPUE和TEMPFILES全局的编译自定义变量

搜索路径解析：如果读者需要查看的话，可以在makefile里面的CFLAGS添加-v

gcc搜索头文件过程，配合编译选项-I
#include "..." search starts here:
#include <...> search starts here:
 ../include
 /usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/6/include
 /usr/local/include
 /usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/6/include-fixed
 /usr/include/i386-linux-gnu
 /usr/include
End of search list.

gcc搜索库过程，配合编译选项-L
LIBRARY_PATH=
/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/6/:
/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/6/../../../i386-linux-gnu/:
/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/6/../../../../lib/:
/lib/i386-linux-gnu/:/lib/../lib/:
/usr/lib/i386-linux-gnu/:
/usr/lib/../lib/:
/usr/lib/gcc/i686-linux-gnu/6/../../../:
/lib/:
/usr/lib/

链接，头文件与库文件、搜索顺序、环境变量

解析如下：

完整定义CFLAGS，是因为子层都利用了依赖关系自动生成.o文件，命令格式如CC CFLAGS -c -o xxx.o xxx.c，所以需要赋予足够的自动编译信息来提供编译。CC和CFLAGS都是make命令默认的变量，由用户修改设定。

一般子层Makefile（以sockets为例）apue.3e/sockets/makefile

ROOT=..
PLATFORM=$(shell $(ROOT)/systype.sh)
include $(ROOT)/Make.defines.$(PLATFORM)

ifeq "$(PLATFORM)" "solaris"
  EXTRALIBS = -lsocket -lnsl
endif

PROGS = ruptime ruptimed ruptimed-fd ruptimed-dg
MOREPROGS = findsvc ruptime-dg

all:    $(PROGS) $(MOREPROGS) clconn.o clconn2.o initsrv1.o initsrv2.o

%:    %.c $(LIBAPUE)

ruptime:    ruptime.o clconn2.o $(LIBAPUE)
        $(CC) $(CFLAGS) -o ruptime ruptime.o clconn2.o $(LDFLAGS) $(LDLIBS)

ruptimed:    ruptimed.o initsrv2.o $(LIBAPUE)
        $(CC) $(CFLAGS) -o ruptimed ruptimed.o initsrv2.o $(LDFLAGS) $(LDLIBS)

ruptimed-fd:    ruptimed-fd.o initsrv2.o $(LIBAPUE)
        $(CC) $(CFLAGS) -o ruptimed-fd ruptimed-fd.o initsrv2.o $(LDFLAGS) $(LDLIBS)

ruptimed-dg:    ruptimed-dg.o initsrv2.o $(LIBAPUE)
        $(CC) $(CFLAGS) -o ruptimed-dg ruptimed-dg.o initsrv2.o $(LDFLAGS) $(LDLIBS)

clean:
    rm -f $(PROGS) $(MOREPROGS) $(TEMPFILES) *.o

include $(ROOT)/Make.libapue.inc

解析如下：

make的条件语句，判断是否相等if-eq，对象是两个字符串
%: %.c $(LIBAPUE)的意思是：可能是搜索到所有目前的.c和libapue文件
ruptime: ruptime.o clconn2.o $(LIBAPUE)每一个子规则都添加上LIBAPUE，以此实现勘测到LIBAPUE是否存在的功能。
证明include $(ROOT)/Make.libapue.inc作用（不编译libapue.a情况下），并且将include $(ROOT)/Make.libapue.inc注释掉

h265@H265:algs4-hhc$ make -C apue.3e/sockets/

make: Entering directory '/home/h265/sharefile/repos/trunk/algs4-hhc/apue.3e/sock ets

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o ruptime.o ruptime.c

gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE -c -o clconn2.o clconn2.c

make: *** No rule to make target '../lib/libapue.a', needed by 'ruptime'。停止。

make: Leaving directory '/home/h265/sharefile/repos/trunk/algs4-hhc/apue.3e/socke ts

验证过程：

ruptime目标编译自动寻找依赖文件libapue.a（由顶层自定义变量传递LIBAPUE=$(ROOT)/lib/libapue.a），发现并没有（因为我们还没有编译过lib子层），所以失败了。
先对此子层执行clean，然后编译lib，在编译此子层，成功编译。

结论：include $(ROOT)/Make.libapue.inc能够在某目录缺少libapue.a依赖的情况下，重新编译lib子层，生成libapue.a。

单独编译某个规则的目标，其包含的依赖，基本上是自身的.o和子层的公共模块（clconn_x和initsrv_x）以及liapue.a。
编译all目标，则会导入所有对象，并在文件当中找到对应的子目标（all-ruptime这个路径），然后执行。
通常，依赖库.a等还未编译，都可以从新包含库.a的Makefile，实现编译，并将.a放到规则的依赖上，实现自动寻找。

自动依赖生成（注意当前目录是子层sockets）

单一编译对象

h265@H265:sockets$ make ruptime （先编译好lib，不编译也可以，同样可以找到这些信息）
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o ruptime.o ruptime.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o clconn2.o clconn2.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE  -o ruptime ruptime.o clconn2.o  -L../lib -lapue

all编译对象

h265@H265:sockets$ make all
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o ruptime.o ruptime.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o clconn2.o clconn2.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE  -o ruptime ruptime.o clconn2.o  -L../lib -lapue
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o ruptimed.o ruptimed.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o initsrv2.o initsrv2.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE  -o ruptimed ruptimed.o initsrv2.o  -L../lib -lapue
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o ruptimed-fd.o ruptimed-fd.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE  -o ruptimed-fd ruptimed-fd.o initsrv2.o  -L../lib -lapue
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o ruptimed-dg.o ruptimed-dg.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE  -o ruptimed-dg ruptimed-dg.o initsrv2.o  -L../lib -lapue
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE    findsvc.c  -L../lib -lapue  -o findsvc
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE    ruptime-dg.c  -L../lib -lapue  -o ruptime-dg
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o clconn.o clconn.c
gcc -ansi -g -I../include -Wall -DLINUX -D_GNU_SOURCE   -c -o initsrv1.o initsrv1.c

好了，到目前为止，已经基本解析了apue-Makefile的所有层了，如果你觉得还需要继续加深，可以往下看。

下面，是抽出部分值得思考的子层Makefile，都可以涉及不同的make知识点。

子层apue.3e/datafiles/Makefile

ROOT=..
PLATFORM=$(shell $(ROOT)/systype.sh)
include $(ROOT)/Make.defines.$(PLATFORM)

PROGS =    strftime

all:    $(PROGS) getpwnam.o

%:    %.c $(LIBAPUE)
    $(CC) $(CFLAGS) $@.c -o $@ $(LDFLAGS) $(LDLIBS)

clean:
    rm -f $(PROGS) $(TEMPFILES) *.o

include $(ROOT)/Make.libapue.inc

解析如下：

%:    %.c $(LIBAPUE)
    $(CC) $(CFLAGS) $@.c -o $@ $(LDFLAGS) $(LDLIBS)
通用程序的处理：%作为通配符*，意在将所有%.c都按照下面的命令执行，并生成.o文件，同时也提供了libapue链接。

从这里开始，是从原理上去讲述Make的知识，仅供本人复习参考，无关人事可以离场。

确实，不管Makefile如何复制，都不会脱离它的基本（也是唯一）的规则（条件）：

target: prerequisites

command

·····················

编译目标：依赖关系文件

执行命令

make的自动变量

自动变量含义举例$@ $< $^ $? $(@D) $(@F)

下面是零散的Makefile知识点，无关人事请散场

Makefile赋值运算符（:= ?= += =）链接。延迟、即时、条件，追加，四种类型。
在Hi3516A/mpp/sample/venc/Makefile里面，有

$(TARGET):%:%.o $(COMM_OBJ)

规则的目标为TARGET，所依赖为规则的依赖.o文件%:%.o（先%:搜索到TARGET的依赖文件，然后选择%.o文件），加上通用依赖COMM_OBJ

比方说，TARGET为abc，那么%:%.o的结果就为abc.o

编译过程：预处理--编译--汇编--链接

.c——.i——.s——.o——.out（文件后缀变换过程）

在.c——.o，直接编译即可，不需要加入lib库，假设ab.c里面使用到线程，.c——.o过程，不需要加入-lpthread，因为这仅仅是汇编过程，不需要将库链接进去。

每个子目录makefile改变某变量，不会影响到其他子目录makefile中相同的变量。

├── lib

│ └── Makefile

├── Makefile

├── Makefile.param

├── Make.libcomm.inc

└── test

└── Makefile

Makefile.param--LDFLAGS为空

测试过程：

lib/Makefile修改LDFLAGS+=-lrt，先编译lib，后编译test，在test中没有修改LDFLAGS，随后在test中任一目标的规则下打印LDFLAGS的值，发现为空。

结论：成立。

示例工程（Linux-32位编译通过）

下载链接

总结Makefile工程编写

依赖关系，您的工程结构要合理，有开发经验就很好理解了。
1. 每个子目录有当前的SRCS、OBJS、PROGS、MOREPROGS
2. 几乎是必备的all、clean
编译选项，关键是CFLAGS、LDFLAGS、LIBS、REL_DIR等关键指定
编译平台，关键是CC、AR、LD等关键参数
编译参数，这个太多了，也是必须的，有些关键点是-g -O等等

解析的参考文档

Makefile简要解析：

http://blog.csdn.net/huyansoft/article/details/8924624

http://blog.chinaunix.net/uid-21948941-id-3061864.html

关于apue的解剖示例：

http://onetracy.com/2015/10/25/Makefile/

http://www.cnblogs.com/emrick/p/4960720.html

随后，UNIX圣经还两本：《UNIX网络编程》卷1：套接字编程卷2：进程间通信

下面是编译指导：

《网络编程》关于 UNIX网络编程卷1 的 unp.h 和源码编译问题

Unix网络编程卷2：进程间通信（linux环境下源代码使用）

http://blog.csdn.net/wm_1991/article/details/49184335

0 0