makefile提升篇—自動推導和自動化變量

    在咱們看別人寫的有關項目的makefile文件時，常常會由於別人使用了makefile提供的自動推導規則或者自動變量，而致使只知道項目編譯的大體流程，對其中具體的實現和編譯流程不熟悉。有的時候帶着疑問上百度，發現有關的makefile的問題的回答都不是本身所要找的答案。下面本身給你們說說本身遇到的問題和一下關於自動推導的規則，以幫助你們更好的學習和解決問題。

問題1：%.o : %.c

%.o : %.c
     $(CC) -c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o $@

 網上回答：把全部的[.c]文件都編譯成[.o]文件

疑惑：一、  %.o : %.c是怎麼把全部的[.c]文件都編譯成[.o]文件，具體流程是什麼？

          二、是一步一步編譯的，仍是一下所有將.c文件所有編譯成.o文件？

問題2：all : $(BIN)

BIN = hello
all : $(BIN)

%.o:%.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

疑惑：一、all : $(BIN) 中的all依賴目標是hello，hello是怎麼生成的呢？

    讓咱們帶着疑問去看看makefile的自動推導規則和自動化變量。

自動化變量

    所謂自動化變量，就是這種變量會把模式中所定義的一系列的文件自動地挨個取出，直至全部的符合模式的文件都取完了。這種自動化變量只應出如今規則的命令中

$@
表示規則中的目標文件集。在模式規則中，若是有多個目標，那麼， 「$@」就是匹配於
目標中模式定義的集合。注意，其目標是一個一個取出來的

$<
依賴目標中的第一個目標名字。若是依賴目標是以模式（即「%」 ）定義的，那麼「$<」
將是符合模式的一系列的文件集。注意，其是一個一個取出來的。

$^
全部的依賴目標的集合。以空格分隔。若是在依賴目標中有多個重複的，那個這個變量
會去除重複的依賴目標，只保留一份。

$+
這個變量很像「$^」 ，也是全部依賴目標的集合。只是它不去除重複的依賴目標。

$%
僅當目標是函數庫文件中，表示規則中的目標成員名。例如，若是一個目標是
「foo.a(bar.o)」 ，那麼， 「$%」就是「bar.o」 ， 「$@」就是「foo.a」 。若是目標不是函
數庫文件（Unix 下是[.a]，Windows 下是[.lib]） ，那麼，其值爲空。

$?
全部比目標新的依賴目標的集合。以空格分隔。

$*
這個變量表示目標模式中"%"及其以前的部分。若是目標是"dir/a.foo.b"，而且目標的模式是"a.%.b"，那麼，"$*"的值就是"dir/a.foo"。這個變量對於構造有關聯的文件名是比較有較。若是目標中沒有模式的定義，那麼"$*"也就不能被推導出，可是，若是目標文件的後綴是make所識別的，那麼"$*"就是除了後綴的那一部分。例如：若是目標是"foo.c"，由於".c"是make所能識別的後綴名，因此，"$*"的值就是"foo"。

自動推導規則

隱含規則的自動推導

    使用makefile的隱含規則來生成你所須要的目標，你所須要作的就是不要寫出這個目標的規則。而是讓make會去自動推導產生這個目標的規則和命令，若是make能夠自動推導生成這個目標的規則和命令，那麼這個行爲就是隱含規則的自動推導。

foo : foo.o bar.o
cc –o foo foo.o bar.o $(CFLAGS) $(LDFLAGS)
#makfile會根根隱含規則自動將foo.c bar.c編譯生成foo.o bar.o。

make會在本身的「隱含規則」庫中尋找能夠用的規則，若是找到，那麼就會使用。若是找不到，那麼就會報錯。在上面的那個例子中，make調用的隱含規則是，把[.o]的目標的依賴
文件置成[.c]，並使用C的編譯命令「cc –c $(CFLAGS) [.c]」來生成[.o]的目標。也就是
說，咱們徹底沒有必要寫下下面的兩條規則：

foo.o : foo.c
cc –c foo.c $(CFLAGS)
bar.o : bar.c
cc –c bar.c $(CFLAGS)

成用的隱含規則

一、編譯C程序的隱含規則。
「<n>;.o」的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.c」，而且其生成命令是「$(CC) –c$(CPPFLAGS) $(CFLAGS)」

二、編譯C++程序的隱含規則。
「<n>;.o」的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.cc」或是「<n>;.C」，而且其生成命令是「$(CXX) –c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)」。（建議使用「.cc」做爲C++源文件的後綴，而不是「.C」）

三、編譯Pascal程序的隱含規則。
「<n>;.o」的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.p」，而且其生成命令是「$(PC) –c$(PFLAGS)」。

四、編譯Fortran/Ratfor程序的隱含規則。
「<n>;.o」的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.r」或「<n>;.F」或「<n>;.f」，而且其生成命令是:
「.f」 「$(FC) –c $(FFLAGS)」
「.F」 「$(FC) –c $(FFLAGS) $(CPPFLAGS)」
「.f」 「$(FC) –c $(FFLAGS) $(RFLAGS)」

五、預處理Fortran/Ratfor程序的隱含規則。
「<n>;.f」的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.r」或「<n>;.F」。這個規則只是轉換Ratfor或有預處理的Fortran程序到一個標準的Fortran程序。其使用的命令是：
「.F」 「$(FC) –F $(CPPFLAGS) $(FFLAGS)」
「.r」 「$(FC) –F $(FFLAGS) $(RFLAGS)」

六、編譯Modula-2程序的隱含規則。
「<n>;.sym」的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.def」 ，而且其生成命令是： 「$(M2C) $(M2FLAGS) $(DEFFLAGS)」。「<n.o>;」 的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.mod」，而且其生成命令是：「$(M2C) $(M2FLAGS) $(MODFLAGS)」。

七、彙編和彙編預處理的隱含規則。
「<n>;.o」 的目標的依賴目標會自動推導爲「<n>;.s」，默認使用編譯品「as」，而且其生成命令是： 「$(AS) $(ASFLAGS)」 。 「<n>;.s」的目標的依賴目標會自動推導爲 「<n>;.S」 ，默認使用C預編譯器「cpp」，而且其生成命令是：「$(AS) $(ASFLAGS)」。

八、連接Object文件的隱含規則。
「<n>;」目標依賴於「<n>;.o」 ，經過運行C的編譯器來運行連接程序生成（通常是 「ld」 ） ，其生成命令是：「$(CC) $(LDFLAGS) <n>;.o $(LOADLIBES) $(LDLIBS)」。這個規則對於只有一個源文件的工程有效，同時也對多個Object文件（由不一樣的源文件生成）的也有效。例如以下規則：
x : y.o z.o
而且「x.c」、「y.c」和「z.c」都存在時，隱含規則將執行以下命令：
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
若是沒有一個源文件（如上例中的x.c）和你的目標名字（如上例中的x）相關聯，那麼，你最好寫出本身的生成規則，否則，隱含規則會報錯的。

九、Yacc C程序時的隱含規則。
「<n>;.c」 的依賴文件被自動推導爲 「n.y」 （Yacc生成的文件） ， 其生成命令是： 「$(YACC) $(YFALGS)」。（「Yacc」是一個語法分析器，關於其細節請查看相關資料）

十、Lex C程序時的隱含規則。
「<n>;.c」的依賴文件被自動推導爲「n.l」 （Lex生成的文件），其生成命令是： 「$(LEX) $(LFALGS)」。（關於「Lex」的細節請查看相關資料）

十一、Lex Ratfor程序時的隱含規則。
「<n>;.r」的依賴文件被自動推導爲「n.l」 （Lex生成的文件），其生成命令是： 「$(LEX)
$(LFALGS)」。

十二、從C程序、Yacc文件或Lex文件建立Lint庫的隱含規則。
「<n>;.ln」 （lint生成的文件） 的依賴文件被自動推導爲 「n.c」 ， 其生成命令是： 「$(LINT) $(LINTFALGS) $(CPPFLAGS) -i」。對於「<n>;.y」和「<n>;.l」也是一樣的規則。

隱含規則使用的變量

    在隱含規則中的命令中，基本上都是使用了一些預先設置的變量。你能夠在你的makefile中改變這些變量的值，或是在make的命令行中傳入這些值，或是在你的環境變量中設置這些
值，不管怎麼樣，只要設置了這些特定的變量，那麼其就會對隱含規則起做用。固然，你也能夠利用make的「-R」或「--no–builtin-variables」參數來取消你所定義的變量對隱含規則的做用。

一、關於命令的變量。
AR
函數庫打包程序。默認命令是「ar」。
AS
彙編語言編譯程序。默認命令是「as」。
CC
C語言編譯程序。默認命令是「cc」。
CXX
C++語言編譯程序。默認命令是「g++」。
CO
從 RCS文件中擴展文件程序。默認命令是「co」。
CPP
C程序的預處理器（輸出是標準輸出設備）。默認命令是「$(CC) –E」。
RM
刪除文件命令。默認命令是「rm –f」。

二、關於命令參數的變量
若是沒有指明其默認值，那麼其默認值都是空。

ARFLAGS
函數庫打包程序AR命令的參數。默認值是「rv」。
ASFLAGS
彙編語言編譯器參數。（當明顯地調用「.s」或「.S」文件時）。
CFLAGS
C語言編譯器參數。
CXXFLAGS
C++語言編譯器參數。
COFLAGS
RCS命令參數。
CPPFLAGS
C預處理器參數。（ C 和 Fortran 編譯器也會用到）。
LDFLAGS
連接器參數。（如：「ld」）

隱含規則鏈
例如，一個[.o]的文件生成，可能會是先被Yacc的[.y]文件先成[.c]，而後再被C的編譯器生成。咱們把這一系列的隱含規則叫作「隱含規則鏈」。

中間目標：咱們把這種[.c]的文件（或是目標），叫作中間目標。無論怎麼樣，make會努力自動推導生成目標的一切方法，無論中間目標有多少，其都會執着地把全部的隱含規則和你書寫的規則所有合起來分析，努力達到目標

中間目標不一樣點：在默認狀況下，對於中間目標，它和通常的目標有兩個地方所不一樣：第一個不一樣是除非中間的目標不存在，纔會引起中間規則。第二個不一樣的是，只要目標成功產生，那麼，產生最終目標過程當中，所產生的中間目標文件會被以「rm -f」刪除

強制聲明中間目標：一般，一個被makefile指定成目標或是依賴目標的文件不能被看成中介。然而，你能夠明顯地說明一個文件或是目標是中介目標，你可使用僞目標「.INTERMEDIATE」來強制聲明。（如：.INTERMEDIATE ： mid ）

阻止make自動刪除中間目標：你可使用僞目標「.SECONDARY」來強制聲明（如：.SECONDARY : sec）。你還能夠把你的目標，以模式的方式來指定（如：%.o）成僞目標「.PRECIOUS」的依賴目標，以保存被隱含規則所生成的中間文件。

最後，相信你們應該都知道了上面問題的答案了吧。

問題1：%.o : %.c的生成流程？

    makefile會利用本身的隱含規則和自動化變量，依次取出.o的目標文件，而後將這個.o依賴的.c文件找出來，編譯成.o文件

問題2： all : $(BIN) 中的all依賴目標是hello，hello是怎麼生成的呢？

    首先，makefile會找到hello的依賴文件hello.o

    而後，makefile會找到hello..o的依賴文件hello.c

    最後，將hello.c編譯成hello..o,再編譯成hello文件