make程序在读取多个makefile文件时,包括由环境变量“MAKEFILES”指定、命令行指、当前工作下的默认的以及使用指示符“include”指定包含的,在对这些文件进行解析执行之前make读取的文件名将会被自动的追加到变量“MAKEFILE_LIST”的定义域中。
这样我们就可以通过测试此变量的最后一个字来得知当前make程序正在处理的是具体的那个makefile文件。具体地说就是一个makefile文件中当使用指示符“include”包含另外一个文件之后,变量“MAKEFILE_LIST”的最后一个只可能是指示符“include”指定所要包含的那个文件的名字。如果一个makefile的内容如下:
name1 := $(word $(words $(MAKEFILE_LIST)),$(MAKEFILE_LIST))
include inc.mk
name2 := $(word $(words $(MAKEFILE_LIST)),$(MAKEFILE_LIST))
all:
@echo name1 = $(name1)
@echo name2 = $(name2)
执行make,则看到的将是如下的结果:
name1 = Makefile
name2 = inc.mk
此例子中涉及到了make的函数的和变量定义的方式,这些将在后续的章节中有详细的讲述。
GNU make支持一个特殊的变量,此变量不能通过任何途经给它赋值。此变量展开以后是一个特定的值。第一个重要的特殊的变量是“.VARIABLES”。它被展开以后是此引用点之前、makefile文件中所定义的所有全局变量列表。包括:空变量(未赋值的变量)和make的内嵌变量,但不包含目标指定的变量,目标指定变量值在特定目标的上下文有效。
有时,Makefile可由其它文件生成,比如RCS或SCCS文件。如果Makefile由其它文件重建,那么在make开始解析Makefile时需要读取的是更新后的Makefile、而不是那个没有更新的Makefile。make的处理过程是这样的:
make在读入所有makefile文件之后,首先将所读取的每个makefile作为一个目标,试着去更新它。如果存在一个更新特定makefile文件明确规则或者隐含规则,则去更新这个makefile文件。在完成对所有的makefile文件的更新检查动作之后,如果之前所读取的makefile文件已经被更新,那么make就清除本次执行的状态重新读取一遍所有的makefile文件(此过程中,同样在读取完成以后也会去试图更新所有的已经读取的makefile文件,但是一般这些文件不会再次被重建,因为它们在时间戳上已经是最新的)。
实际应用中,我们会很明确的了解我们的那些makefile文件不需要重建。出于make效率的考虑,我们可以采用一些办法来避免make在执行过程时查找重建makefile的隐含规则。例如我们可以书写一个明确的规则,将makefile文件作为目标,命令为空。
Makefile规则中,如果使用一个没有依赖只有命令行的双冒号规则去更新一个文件,那么每次执行make时,此规则的目标文件将会被无条件的更新。而假如此规则的目标文件是一个makefile文件,那么在执行make时,将会导致这个makefile文件被无条件更新,时make的执行陷入到一个死循环中(此makefile文件被不断的更新、重新读取、更新再重新读取的过程)。为了防止进入此循环,make在遇到一个目标是makefile文件的双冒号规则时,将忽略对这个规则的执行(其中包括了使用“MAKEFILES”指定、命令行选项指定、指示符“include”指定的需要make读取的所有makefile文件中定义的这一类双冒号规则)。
执行make时,如果没有使用“-f(--file)”选项指定一个文件,make程序将读取缺省的文件。和使用“-f(--file)”选项不同,make无法确定工作目录下是否存在缺省名称的makefile文件。如果缺省makefile文件不存在,但可以通过一个规则来创建它(此规则是隐含规则),则会自动创建缺省makefile文件,之后重新读取它并开始执行。
因此,如果不存在缺省makefile文件,make将按照搜索makefile文件的名称顺序去创建它,直到创建成功或者超越其缺省的命名顺序。需要明确的一点是:执行make时,如果不能成功地创建其缺省的makefile文件,并不一定会导致错误。运行make时一个makefile文件并不是必需的。(关于这一点大家会在后续的阅读过程中体会到)
当使用“-t(--touch)”选项来对Makefile目标文件进行时间戳更新时,对于哪些makefile文件的目标是无效的。就是说即使执行make时使用了选项“-t”,那些目标是makefile文件的规则同样也会被make执行(而其它的规则不会被执行,make只是简单的更新规则目标文件的时间戳);类似还有选项“-q(—question)”和“-n(—just-print) ”,这主要是因为一个过时的makefile文件对其它目标的重建规则在当前看来可能是错误的。正因为如此,执行命令“make –f mfile –n foo”首先会试图重建“mfile文件”、并重新读取它,之后会打印出更新目标“foo”规则中所定义的命令但不执行此命令。
在这种情况下,如果我们不希望重建makefile文件。那么我们就需要在执行make时,在命令行中将这个makefile文件中为一个最终目的,这样“–t”和其它的选项就对这个makefile文件的目标有效,防止执行这个makefile作为目标的规则。同样,命令“make –f mfile –n mfile foo”会读取文件“mfile”,打印出重建文件“mfile”的命令、重建“foo”的命令而实际不去执行此命令。并且所打印的用于更新“foo”目标的命令是选项“-f”指定的、没有被重建的“mfile”文件中所定义的命令。
有些情况下存在两个比较类似的makefile文件。其中一个(makefile-A)需要使用另外一个文件(makefile-B)中所定义的变量和规则。我们可以在“makefile-A”中使用指示符“include”来包含“mkaefile-B”来达到目的,这种情况下,如果两个makefile文件中存在相同目标,而其描述规则中使用不同的命令。相同目标有两个不同的规则命令,这是makefile所不允许的。遇到这种情况,使用指示符“include”显然是行不通的。GNU make提供另外一种途径来达到此目的。具体的做法如下:
在需要包含的makefile文件(makefile-A)中,我们可以使用一个称之为“所有匹配模式”的规则来描述在“makefile-A”中没有明确定义的目标,make将会在给定的makefile文件中寻找没有在当前Makefile中给出的目标更新规则。
看一个例子,如果存在一个命名为“Makefile”的makefile文件,其中描述目标“foo”的规则和其他的一些规,我们也可以书写一个内容如下命名为“GNUmakefile”的文件。
#sample GNUmakefile
foo:
frobnicate > foo
%: force
@$(MAKE) -f Makefile $@
force: ;
执行命令“make foo”,make将使用工作目录下命名为“GNUmakefile”的文件并执行目标“foo”所在的规则,创建它的命令是:“frobnicate > foo”。如果我们执行另外一个命令“make bar”, “GUNmakefile”中没有此目标的更新规则。那么,make将会使用“所有匹配模式”规则,执行命令“$(MAKE) -f Makefile bar”。如果文件“Makefile”中存在此目标更新规则的定义,那么这个规则会被执行。此过程同样适用于其它 “GNUmakefile”中没有给出的目标更新规则。此方式的灵活之处在于:如果在“Makefile”文件中存在同样一一个目标“foo”的重建规则,由于make执行时首先读取文件“GUNmakefile”并在其中能够找到目标“foo”的重建规则,所以make就不会去执行这个“所有模式匹配规则”(上例中的目标是“%”的规则)。这样就避免了使用指示符“include”包含一个makefile文件时所带来的目标规则的重复定义问题。
此种方式,模式规则的模式只使用了单独的“%”(我们才称他为“所有模式匹配规则”),它可以匹配任何一个目标;它的依赖是“force”,保证了即使目标文件已经存在也会执行这个规则(文件已存在时,需要根据它的依赖文件的修改情况决定是否需要重建这个目标文件);“force”规则中使用空命令是为了防止make程序试图寻找一个规则去创建目标“force”时,又使用了模式规则“%: force”而陷入无限循环。
GUN make的执行过程分为两个阶段。
第一阶段:读取所有的makefile文件(包括“MAKIFILES”变量指定的、指示符“include”指定的、以及命令行选项“-f(--file)”指定的makefile文件),内建所有的变量、明确规则和隐含规则,并建立所有目标和依赖之间的依赖关系结构链表。
在第二阶段:根据第一阶段已经建立的依赖关系结构链表决定哪些目标需要更新,并使用对应的规则来重建这些目标。
理解make执行过程的两个阶段是很重要的。它能帮助我们更深入的了解执行过程中变量以及函数是如何被展开的。变量和函数的展开问题是书写Makefile时容易犯错和引起大家迷惑的地方之一。本节将对这些不同的结构的展开阶段进行简单的总结(明确变量和函数的展开阶段,对正确的使用变量非常有帮助)。首先,明确以下基本的概念;在make执行的第一阶段中如果变量和函数被展开,那么称此展开是“立即”的,此时所有的变量和函数被展开在需要构建的结构链表的对应规则中(此规则在建立链表是需要使用)。其他的展开称之为“延后”的。这些变量和函数不会被“立即”展开,而是直到后续某些规则须要使用时或者在make处理的第二阶段它们才会被展开。
可能现在讲述的这些还不能完全理解。不过没有关系,通过后续章节内容的学习,我们会一步一步的熟悉make的执行过程。学习过程中可以回过头来参考本节的内容。相信在看完本书之后,会对make的整个过程有全面深入的理解。
变量定义解析的规则如下:
IMMEDIATE = DEFERRED
IMMEDIATE ?= DEFERRED
IMMEDIATE := IMMEDIATE
IMMEDIATE += DEFERRED or IMMEDIATE
define IMMEDIATE
DEFERRED
Endef
当变量使用追加符(+=)时,如果此前这个变量是一个简单变量(使用 :=定义的)则认为它是立即展开的,其它情况时都被认为是“延后”展开的变量。
所有使用到条件语句在产生分支的地方,make程序会根据预设条件将正确地分支展开。就是说条件分支的展开是“立即”的。其中包括:“ifdef”、“ifeq”、“ifndef”和“ifneq”所确定的所有分支命令。
所有的规则在make执行时,都按照如下的模式展开:
IMMEDIATE : IMMEDIATE ; DEFERRED
DEFERRED
其中,规则中目标和依赖如果引用其他的变量,则被立即展开。而规则的命令行中的变量引用会被延后展开。此模板适合所有的规则,包括明确规则、模式规则、后缀规则、静态模式规则。
make的执行过程如下:
1. 依次读取变量“MAKEFILES”定义的makefile文件列表
2. 读取工作目录下的makefile文件(根据命名的查找顺序“GNUmakefile”,“makefile”,“Makefile”,首先找到那个就读取那个)
3. 依次读取工作目录makefile文件中使用指示符“include”包含的文件
4. 查找重建所有已读取的makefile文件的规则(如果存在一个目标是当前读取的某一个makefile文件,则执行此规则重建此makefile文件,完成以后从第一步开始重新执行)
5. 初始化变量值并展开那些需要立即展开的变量和函数并根据预设条件确定执行分支
6. 根据“终极目标”以及其他目标的依赖关系建立依赖关系链表
7. 执行除“终极目标”以外的所有的目标的规则(规则中如果依赖文件中任一个文件的时间戳比目标文件新,则使用规则所定义的命令重建目标文件)
8. 执行“终极目标”所在的规则
执行一个规则的过程:
对于一个存在的规则(明确规则和隐含规则)首先,make比较目标文件和所有的依赖文件的时间戳。如果目标的时间戳比所有依赖文件的时间戳更新(依赖文件在上一次执行make之后没有被修改),那么什么也不做。否则(依赖文件中的某一个或者全部在上一次执行make后已经被修改过),规则所定义的重建目标的命令将会被执行。这就是make工作的基础,也是其执行规制所定义命令的依据。(后续讨论规则时将会对此详细地说明)