|
C/C++ 通用 Makefile
Generic Makefile for C/C++ Program
==================================================
Keywords: Makefile, make, Generic, C/C++
Author: whyglinux (whyglinux AT hotmail DOT com)
Date: 2006-03-04
==================================================
本文提供了一個用于對 C/C++ 程序進行編譯和連接以產生可執行程序的通用 Makefile。
在使用 Makefile 之前，只需對它進行一些簡單的設置即可；而且一經設置，即使以后對源程序文件有所增減一般也不再需要改動 Makefile。因此，即便是一個沒有學習過 Makefile 書寫規則的人，也可以為自己的 C/C++ 程序快速建立一個可工作的 Makefile。
這個 Makefile 可以在 GNU Make 和 GCC 編譯器下正常工作。但是不能保證對于其它版本的 Make 和編譯器也能正常工作。
如果你發現了本文中的錯誤，或者對本文有什么感想或建議，可通過 whyglinux AT hotmail DOT com 郵箱和作者聯系。 |
|
此 Makefile 的使用方法如下：
* 程序目錄的組織
盡量將自己的源程序集中在一個目錄中，并且把 Makefile 和源程序放在一起，這樣用起來比較方便。當然，也可以將源程序分類存放在不同的目錄中。
在程序目錄中創建一個名為 Makefile 的文本文件，將后面列出的 Makefile 的內容復制到這個文件中。（注意：在復制的過程中，Makfile 中各命令前面的 Tab 字符有可能被轉換成若干個空格。這種情況下需要把 Makefile 命令前面的這些空格替換為一個 Tab。）
將當前工作目錄切換到 Makefile 所在的目錄。目前，這個 Makefile 只支持在當前目錄中的調用，不支持當前目錄和 Makefile 所在的路徑不是同一目錄的情況。
* 指定可執行文件
程序編譯和連接成功后產生的可執行文件在 Makefile 中的 PROGRAM 變量中設定。這一項不能為空。為自己程序的可執行文件起一個有意義的名子吧。
* 指定源程序
要編譯的源程序由其所在的路徑和文件的擴展名兩項來確定。由于頭文件是通過包含來使用的，所以在這里說的源程序不應包含頭文件。
程序所在的路徑在 SRCDIRS 中設定。如果源程序分布在不同的目錄中，那么需要在 SRCDIRS 中一一指定，并且路徑名之間用空格分隔。
在 SRCEXTS 中指定程序中使用的文件類型。C/C++ 程序的擴展名一般有比較固定的幾種形式：.c、.C、.cc、.cpp、.CPP、.c++、.cp、或者.cxx（參見 man gcc）。擴展名決定了程序是 C 還是 C++ 程序：.c 是 C 程序，其它擴展名表示 C++ 程序。一般固定使用其中的一種擴展名即可。但是也有可能需要使用多種擴展名，這可以在 SOURCE_EXT 中一一指定，各個擴展名之間用空格分隔。
雖然并不常用，但是 C 程序也可以被作為 C++ 程序編譯。這可以通過在 Makefile 中設置 CC = $(CXX) 和 CFLAGS = $(CXXFLAGS) 兩項即可實現。
這個 Makefile 支持 C、C++ 以及 C/C++ 混合三種編譯方式：
o 如果只指定 .c 擴展名，那么這是一個 C 程序，用 $(CC) 表示的編譯命令進行編譯和連接。
o 如果指定的是除 .c 之外的其它擴展名（如 .cc、.cpp、.cxx 等），那么這是一個 C++ 程序，用 $(CXX) 進行編譯和連接。
o 如果既指定了 .c，又指定了其它 C++ 擴展名，那么這是 C/C++ 混合程序，將用 $(CC) 編譯其中的 C 程序，用 $(CXX) 編譯其中的 C++ 程序，最后再用 $(CXX) 連接程序。
這些工作都是 make 根據在 Makefile 中提供的程序文件類型（擴展名）自動判斷進行的，不需要用戶干預。
*
* 指定編譯選項
編譯選項由三部分組成：預處理選項、編譯選項以及連接選項，分別由 CPPFLAGS、CFLAGS與CXXFLAGS、LDFLAGS 指定。
CPPFLAGS 選項可參考 C 預處理命令 cpp 的說明，但是注意不能包含 -M 以及和 -M 有關的選項。如果是 C/C++ 混合編程，也可以在這里設置 C/C++ 的一些共同的編譯選項。
CFLAGS 和 CXXFLAGS 兩個變量通常用來指定編譯選項。前者僅僅用于指定 C 程序的編譯選項，后者僅僅用于指定 C++ 程序的編譯選項。其實也可以在兩個變量中指定一些預處理選項（即一些本來應該放在 CPPFLAGS 中的選項），和 CPPFLAGS 并沒有明確的界限。
連接選項在 LDFLAGS 中指定。如果只使用 C/C++ 標準庫，一般沒有必要設置。如果使用了非標準庫，應該在這里指定連接需要的選項，如庫所在的路徑、庫名以及其它聯接選項。
現在的庫一般都提供了一個相應的 .pc 文件來記錄使用庫所需要的預編譯選項、編譯選項和連接選項等信息，通過 pkg-config 可以動態提取這些選項。與由用戶顯式指定各個選項相比，使用 pkg-config 來訪問庫提供的選項更方便、更具通用性。在后面可以看到一個 GTK+ 程序的例子，其編譯和連接選項的指定就是用 pkg-config 實現的。
* 編譯和連接
上面的各項設置好之后保存 Makefile 文件。執行 make 命令，程序就開始編譯了。
命令 make 會根據 Makefile 中設置好的路徑和文件類型搜索源程序文件，然后根據文件的類型調用相應的編譯命令、使用相應的編譯選項對程序進行編譯。
編譯成功之后程序的連接會自動進行。如果沒有錯誤的話最終會產生程序的可執行文件。
注意：在對程序編譯之后，會產生和源程序文件一一對應的 .d 文件。這是表示依賴關系的文件，通過它們 make 決定在源程序文件變動之后要進行哪些更新。為每一個源程序文件建立相應的 .d 文件這也是 GNU Make 推薦的方式。
* Makefile 目標（Targets）
下面是關于這個 Makefile 提供的目標以及它所完成的功能：
o make
編譯和連接程序。相當于 make all。
o make objs
僅僅編譯程序產生 .o 目標文件，不進行連接（一般很少單獨使用）。
o make clean
刪除編譯產生的目標文件和依賴文件。
o make cleanall
刪除目標文件、依賴文件以及可執行文件。
o make rebuild
重新編譯和連接程序。相當于 make clean && make all。
關于這個 Makefile 的實現原理不準備詳細解釋了。如果有興趣的話，可參考文末列出的“參考資料”。
Makefile 的內容如下：
###############################################################################
#
# Generic Makefile for C/C++ Program
#
# Author: whyglinux (whyglinux AT hotmail DOT com)
# Date: 2006/03/04
# Description:
# The makefile searches in <SRCDIRS> directories for the source files
# with extensions specified in <SOURCE_EXT>, then compiles the sources
# and finally produces the <ROGRAM>, the executable file, by linking
# the objectives.
# Usage:
# $ make compile and link the program.
# $ make objs compile only (no linking. Rarely used).
# $ make clean clean the objectives and dependencies.
# $ make cleanall clean the objectives, dependencies and executable.
# $ make rebuild rebuild the program. The same as make clean && make all.
#==============================================================================
## Customizing Section: adjust the following if necessary.
##=============================================================================
# The executable file name.
# It must be specified.
# PROGRAM := a.out # the executable name
PROGRAM :=
# The directories in which source files reside.
# At least one path should be specified.
# SRCDIRS := . # current directory
SRCDIRS :=
# The source file types (headers excluded).
# At least one type should be specified.
# The valid suffixes are among of .c, .C, .cc, .cpp, .CPP, .c++, .cp, or .cxx.
# SRCEXTS := .c # C program
# SRCEXTS := .cpp # C++ program
# SRCEXTS := .c .cpp # C/C++ program
SRCEXTS :=
# The flags used by the cpp (man cpp for more).
# CPPFLAGS := -Wall -Werror # show all warnings and take them as errors
CPPFLAGS :=
# The compiling flags used only for C.
# If it is a C++ program, no need to set these flags.
# If it is a C and C++ merging program, set these flags for the C parts.
CFLAGS :=
CFLAGS +=
# The compiling flags used only for C++.
# If it is a C program, no need to set these flags.
# If it is a C and C++ merging program, set these flags for the C++ parts.
CXXFLAGS :=
CXXFLAGS +=
# The library and the link options ( C and C++ common).
LDFLAGS :=
LDFLAGS +=
## Implict Section: change the following only when necessary.
##=============================================================================
# The C program compiler. Uncomment it to specify yours explicitly.
#CC = gcc
# The C++ program compiler. Uncomment it to specify yours explicitly.
#CXX = g++
# Uncomment the 2 lines to compile C programs as C++ ones.
#CC = $(CXX)
#CFLAGS = $(CXXFLAGS)
# The command used to delete file.
#RM = rm -f
## Stable Section: usually no need to be changed. But you can add more.
##=============================================================================
SHELL = /bin/sh
SOURCES = $(foreach d,$(SRCDIRS),$(wildcard $(addprefix $(d)/*,$(SRCEXTS))))
OBJS = $(foreach x,$(SRCEXTS), \
$(patsubst %$(x),%.o,$(filter %$(x),$(SOURCES))))
DEPS = $(patsubst %.o,%.d,$(OBJS))
.PHONY : all objs clean cleanall rebuild
all : $(PROGRAM)
# Rules for creating the dependency files (.d).
#---------------------------------------------------
%.d : %.c
@$(CC) -MM -MD $(CFLAGS) $<
%.d : %.C
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
%.d : %.cc
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
%.d : %.cpp
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
%.d : %.CPP
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
%.d : %.c++
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
%.d : %.cp
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
%.d : %.cxx
@$(CC) -MM -MD $(CXXFLAGS) $<
# Rules for producing the objects.
#---------------------------------------------------
objs : $(OBJS)
%.o : %.c
$(CC) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) $<
%.o : %.C
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
%.o : %.cc
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
%.o : %.cpp
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
%.o : %.CPP
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
%.o : %.c++
$(CXX -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
%.o : %.cp
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
%.o : %.cxx
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) $<
# Rules for producing the executable.
#----------------------------------------------
$(PROGRAM) : $(OBJS)
ifeq ($(strip $(SRCEXTS)), .c) # C file
$(CC) -o $(PROGRAM) $(OBJS) $(LDFLAGS)
else # C++ file
$(CXX) -o $(PROGRAM) $(OBJS) $(LDFLAGS)
endif
-include $(DEPS)
rebuild: clean all
clean :
@$(RM) *.o *.d
cleanall: clean
@$(RM) $(PROGRAM) $(PROGRAM).exe
### End of the Makefile ## Suggestions are welcome ## All rights reserved ###
###############################################################################
下面提供兩個例子來具體說明上面 Makefile 的用法。
例一 Hello World 程序
這個程序的功能是輸出 Hello, world! 這樣一行文字。由 hello.h、hello.c、main.cxx 三個文件組成。前兩個文件是 C 程序，后一個是 C++ 程序，因此這是一個 C 和 C++ 混編程序。
/* File name: hello.h
* C header file
*/
#ifndef HELLO_H
#define HELLO_H
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
void print_hello();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
/* File name: hello.c
* C source file.
*/
#include "hello.h"
#include <stdio.h>
void print_hello()
{
puts( "Hello, world!" );
}
/* File name: main.cxx
* C++ source file.
*/
#include "hello.h"
int main()
{
print_hello();
return 0;
}
建立一個新的目錄，然后把這三個文件拷貝到目錄中，也把 Makefile 文件拷貝到目錄中。之后，對 Makefile 的相關項目進行如下設置：
PROGRAM := hello # 設置運行程序名
SRCDIRS := . # 源程序位于當前目錄下
SRCEXTS := .c .cxx # 源程序文件有 .c 和 .cxx 兩種類型
CFLAGS := -g # 為 C 目標程序包含 GDB 可用的調試信息
CXXFLAGS := -g # 為 C++ 目標程序包含 GDB 可用的調試信息
由于這個簡單的程序只使用了 C 標準庫的函數（puts），所以對于 CFLAGS 和 CXXFLAGS 沒有過多的要求，LDFLAGS 和 CPPFLAGS 選項也無需設置。
經過上面的設置之后，執行 make 命令就可以編譯程序了。如果沒有錯誤出現的話，./hello 就可以運行程序了。
如果修改了源程序的話，可以看到只有和修改有關的源文件被編譯。也可以再為程序添加新的源文件，只要它們的擴展名是已經在 Makefile 中設置過的，那么就沒有必要修改 Makefile。 |
|
|
例二 GTK+ 版 Hello World 程序
這個 GTK+ 2.0 版的 Hello World 程序可以從下面的網址上得到：http://www.gtk.org/tutorial/c58.html#SEC-HELLOWORLD。當然，要編譯 GTK+ 程序，還需要你的系統上已經安裝好了 GTK+。
跟第一個例子一樣，單獨創建一個新的目錄，把上面網頁中提供的程序保存為 main.c 文件。對 Makefile 做如下設置：
PROGRAM := hello # 設置運行程序名
SRCDIRS := . # 源程序位于當前目錄下
SRCEXTS := .c # 源程序文件只有 .c 一種類型
CFLAGS := `pkg-config --cflags gtk+-2.0` # CFLAGS
LDFLAGS := `pkg-config --libs gtk+-2.0` # LDFLAGS
這是一個 C 程序，所以 CXXFLAGS 沒有必要設置——即使被設置了也不會被使用。
編譯和連接 GTK+ 庫所需要的 CFLAGS 和 LDFLAGS 由 pkg-config 程序自動產生。
現在就可以運行 make 命令編譯、./hello 執行這個 GTK+ 程序了。
參考資料：
* Multi-file projects and the GNU Make utility
Author: George Foot
http://www.elitecoders.de/mags/cscene/CS2/CS2-10.html
* GNU Make Manual
http://www.gnu.org/software/make/manual/ |
|
|