Основы программирования в Linux - Нейл Мэтью

Гораздо более серьезная проблема может возникнуть при создании многочисленных заголовочных файлов и включении их в разные исходные файлы. Предположим, что у вас есть заголовочные файлы a.h, b.h и c.h и исходные файлы на языке С main.c, 2.с и 3.c (мы надеемся, что в реальных проектах вы выберете более удачные имена, чем приведенные здесь). Вы можете столкнуться со следующей ситуацией.

/* main.c */

#include "a.h"

...

/* 2.с */

#include "a.h"

#include "b.h"

...

/* 3.c */

#include "b.h"

#include "c.h"

...

Если программист изменяет файл c.h, файлы main.c и 2.с не нужно перекомпилировать, поскольку они не зависят от этого заголовочного файла. Файл 3.с зависит от c.h и, следовательно, должен быть откомпилирован заново, если изменился c.h. Но если был изменен файл b.h, и программист забыл откомпилировать заново файл 2.с, результирующая программа может перестать работать корректно.

Утилита make может решить обе эти проблемы, обеспечивая в случае необходимости перекомпиляцию всех файлов, затронутых изменениями.

Примечание

Команда make применяется не только для компиляции программ. Ее можно использовать, когда формируются выходные файлы из нескольких входных файлов. Ещё одно ее применение включает обработку документов (такую же, как с помощью программ troff или ТеХ).

Команда make и make-файлы

Несмотря на то, что у команды make много внутренних сведений и знаний, она не может самостоятельно решить, как скомпоновать ваше приложение. Вы должны предоставить файл, который сообщит ей, как устроено приложение. Этот файл называется make-файлом или файлом сборки.

Make-файл чаще всего расположен в том же каталоге, что и другие исходные файлы проекта. В любой момент времени на вашем компьютере может быть множество make-файлов. Действительно, если у вас большой проект, вы можете управлять им, используя отдельные make-файлы для разных частей проекта.

Сочетание команды make и make-файла — мощное средство управления проектами. Оно часто применяется не только для управления компиляцией исходного программного кода, но и для подготовки интерактивного справочного руководства или установки приложения в нужный каталог.

Синтаксис make-файлов

Make-файл состоит из набора зависимостей и правил. У зависимости есть цель или задание (выходной файл, который нужно создать) и набор исходных файлов, от которых она зависит. Правила или инструкции описывают, как создать выходной файл из зависимых файлов. Обычно цель — это единый исполняемый файл.

Make-файл читается командой make, определяющей выходной файл или файлы, которые должны быть сформированы, и затем сравнивающей даты и время исходных файлов, чтобы решить, какие инструкции нужно вызвать для формирования выходного файла. Часто следует выполнить другие промежуточные задания, прежде чем может быть сформирована заключительная цель. Команда make использует make-файл для определения порядка, в котором должны выполняться задания, и корректной последовательности запуска правил.

Опции и параметры make

У программы make есть несколько опций. Наиболее часто применяются следующие:

□ -k, сообщающая make о необходимости продолжать выполнение, если обнаружена ошибка, а не останавливаться при появлении первой проблемы. Эту опцию можно использовать, например, для выявления за один проход всех исходных файлов, которые не могут быть откомпилированы;

□ -n, сообщающая make о необходимости вывода перечня требуемых действий без реального их выполнения;

□ -f <файл>, позволяющая сообщить make о том, какой файл применять как make-файл. Если вы не используете эту опцию, стандартная версия программы make ищет в текущем каталоге первый файл, названный makefile. Если его нет, программа ищет файл, названный Makefile. Но если вы применяете GNU Make, что вероятно в ОС Linux, эта версия программы make сначала ищет файл GNUmakefile до поиска файла makefile и последующего поиска Makefile. В соответствии с соглашением программисты Linux применяют имя Makefile, которое позволяет поместить файл сборки первым в списке файлов каталога, заполненного именами файлов, состоящими из строчных букв. Мы полагаем, что вы не будете использовать имя GNUmakefile, поскольку оно специфично для. реализации GNU программы make.

Для того чтобы заставить команду make выполнить конкретное задание, как правило, собрать исполняемый файл, вы можете передать make имя задания или цели как параметр. Если этого не сделать, программа make попытается выполнить первое задание, указанное в make-файле. Многие программисты указывают в своих make-файлах в качестве первой цели или задания all и затем перечисляют остальные задания, как зависимости для all. Это соглашение делает понятным выбор задания по умолчанию, если не задана конкретная цель. Мы полагаем, что вы будете придерживаться этого соглашения.

Зависимости

Зависимости определяют, как каждый файл в окончательном приложении связан исходными файлами. В программном примере, приведенном ранее в этой главе, вы могли бы установить зависимости, говорящие о том, что вашему окончательному приложению требуются (оно зависит от) main.о, 2.о и 3.o; и также для main.о (main.c и a.h); 2.o (2.с, a.h и b.h) и 3.o (3.c, b.h и c.h). Таким образом, на файл main.о влияют изменения файлов main.c и a.h, и он нуждается в пересоздании с помощью повторной компиляции файла main.c, если был изменен любой из двух указанных файлов.

В make-файл вы записываете эти правила, указывая имя задания, двоеточие, пробелы или табуляции и затем разделенный пробелами или табуляциями перечень файлов, применяемых для создания выходного файла задания. Далее приведен список зависимостей для ранее приведенного примера:

myapp: main:о 2.о 3.o

main.о: main.c a.h

2.о: 2.с a.h b.h

3.o: 3.c b.h c.h

Список свидетельствует о том, что myapp зависит от main.о, 2.o и 3.o, a main.o зависит от main.c и a.h и т. д.

Данный набор зависимостей формирует иерархию, показывающую, как исходные файлы связаны друг с другом. Вы легко можете увидеть, что если изменяется b.h, то придется пересмотреть 2.o и 3.o, а поскольку 2.o и 3.o будут изменены, вам придется перестроить и myapp.

Если вы хотите собрать несколько файлов, можно использовать фиктивную цель или задание all. Предположим, что ваше приложение состоит из двоичного файла myapp и интерактивного руководства myapp.1. Описать их можно следующей строкой:

all: myapp myapp.1

И еще раз, если вы не включите задание all, программа make просто создаст выходной файл, первым найденный в make-файле.

Правила

Второй, компонент make-файла — правила или инструкции, описывающие способ создания выходного файла задания. В примере из предыдущего раздела какую команду следует применить после того, как команда make определила, что файл 2.o нуждается в перестройке? Возможно, достаточно простого применения команды gcc -с 2.с (и как вы увидите в дальнейшем, make на самом деле знает много стандартных правил), но что если вы хотите указать каталог include или задать опцию вывода символьной информации для последующей отладки? Сделать это можно, явно определив правила в make-файле.

Примечание

В данный момент мы должны информировать вас об очень странной и неудачной синтаксической записи, применяемой в make-файлах: разнице между пробелом и табуляцией. Все правила должны представлять собой строки, начинающиеся со знака табуляции; пробел не годится. Так как несколько пробелов и табуляция выглядят почти одинаково и поскольку почти во всех других случаях, касающихся программирования в системе Linux, нет большой разницы между пробелами и табуляциями, это может вызвать проблемы. Кроме того, пробел в конце строки в make-файле может вызвать сбой при выполнении команды make. Тем не менее, это исторический факт и в наше время слишком много make-файлов находится в обращении, чтобы можно было рассчитывать на изменение положения вещей, поэтому будьте внимательны! К счастью, если команда make не работает из-за пропущенной табуляции, это обычно довольно понятно.

А теперь выполните упражнение 9.1.

Упражнение 9.1. Простой make-файл

Большинство правил или инструкций состоит из простой команды, которая могла бы быть набрана в командной строке. Для примера создайте свой первый make-файл Makefile1:

myapp: main.о 2.o 3.o

 gcc -о myapp main.о 2.o 3.o

main.о: main.c a.h

 gcc -с main.c

2.о: 2.с a.h b.h

 gcc -с 2.с