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     摘要: Beej网络socket编程指南 -------------------------------------------------------------------------------- 介绍   Socket 编程让你沮丧吗?从man pages中很难得到有用的信息吗?你想跟上时代去编Internet相关的程序,但是为你在调用 connect() ...  阅读全文
posted @ 2009-08-04 00:59 chaosuper 阅读(196) | 评论 (0)编辑 收藏

在C++中,内存分成5个区,他们分别是堆、栈、自由存储区、全局/静态存储区和常量存储区。

  栈,就是那些由编译器在需要的时候分配,在不需要的时候自动清楚的变量的存储区。里面的变量通常是局部变量、函数参数等。

  堆,就是那些由new分配的内存块,他们的释放编译器不去管,由我们的应用程序去控制,一般一个new就要对应一个delete。如果程序员没有释放掉,那么在程序结束后,操作系统会自动回收。

  自由存储区,就是那些由malloc等分配的内存块,他和堆是十分相似的,不过它是用free来结束自己的生命的。

  全局/静态存储区,全局变量和静态变量被分配到同一块内存中,在以前的C语言中,全局变量又分为初始化的和未初始化的,在C++里面没有这个区分了,他们共同占用同一块内存区。

  常量存储区,这是一块比较特殊的存储区,他们里面存放的是常量,不允许修改(当然,你要通过非正当手段也可以修改,而且方法很多,在《const的思考》一文中,我给出了6种方法)

  明确区分堆与栈

  在bbs上,堆与栈的区分问题,似乎是一个永恒的话题,由此可见,初学者对此往往是混淆不清的,所以我决定拿他第一个开刀。

  首先,我们举一个例子:

void f() { int* p=new int[5]; }

  这条短短的一句话就包含了堆与栈,看到new,我们首先就应该想到,我们分配了一块堆内存,那么指针p呢?他分配的是一块栈内存,所以这句话的意思就是:在栈内存中存放了一个指向一块堆内存的指针p。在程序会先确定在堆中分配内存的大小,然后调用operator new分配内存,然后返回这块内存的首地址,放入栈中,他在VC6下的汇编代码如下:

00401028 push 14h
0040102A call operator new (00401060)
0040102F add esp,4
00401032 mov dword ptr [ebp-8],eax
00401035 mov eax,dword ptr [ebp-8]
00401038 mov dword ptr [ebp-4],eax

  这里,我们为了简单并没有释放内存,那么该怎么去释放呢?是delete p么?澳,错了,应该是delete []p,这是为了告诉编译器:我删除的是一个数组,VC6就会根据相应的Cookie信息去进行释放内存的工作。

  好了,我们回到我们的主题:堆和栈究竟有什么区别?

  主要的区别由以下几点:

  1、管理方式不同;

  2、空间大小不同;

  3、能否产生碎片不同;

  4、生长方向不同;

  5、分配方式不同;

  6、分配效率不同;

  管理方式:对于栈来讲,是由编译器自动管理,无需我们手工控制;对于堆来说,释放工作由程序员控制,容易产生memory leak。

  空间大小:一般来讲在32位系统下,堆内存可以达到4G的空间,从这个角度来看堆内存几乎是没有什么限制的。但是对于栈来讲,一般都是有一定的空间大小的,例如,在VC6下面,默认的栈空间大小是1M(好像是,记不清楚了)。当然,我们可以修改:

  打开工程,依次操作菜单如下:Project->Setting->Link,在Category 中选中Output,然后在Reserve中设定堆栈的最大值和commit。

  注意:reserve最小值为4Byte;commit是保留在虚拟内存的页文件里面,它设置的较大会使栈开辟较大的值,可能增加内存的开销和启动时间。

  碎片问题:对于堆来讲,频繁的new/delete势必会造成内存空间的不连续,从而造成大量的碎片,使程序效率降低。对于栈来讲,则不会存在这个问题,因为栈是先进后出的队列,他们是如此的一一对应,以至于永远都不可能有一个内存块从栈中间弹出,在他弹出之前,在他上面的后进的栈内容已经被弹出,详细的可以参考数据结构,这里我们就不再一一讨论了。

  生长方向:对于堆来讲,生长方向是向上的,也就是向着内存地址增加的方向;对于栈来讲,它的生长方向是向下的,是向着内存地址减小的方向增长。

  分配方式:堆都是动态分配的,没有静态分配的堆。栈有2种分配方式:静态分配和动态分配。静态分配是编译器完成的,比如局部变量的分配。动态分配由alloca函数进行分配,但是栈的动态分配和堆是不同的,他的动态分配是由编译器进行释放,无需我们手工实现。

  分配效率:栈是机器系统提供的数据结构,计算机会在底层对栈提供支持:分配专门的寄存器存放栈的地址,压栈出栈都有专门的指令执行,这就决定了栈的效率比较高。堆则是C/C++函数库提供的,它的机制是很复杂的,例如为了分配一块内存,库函数会按照一定的算法(具体的算法可以参考数据结构/操作系统)在堆内存中搜索可用的足够大小的空间,如果没有足够大小的空间(可能是由于内存碎片太多),就有可能调用系统功能去增加程序数据段的内存空间,这样就有机会分到足够大小的内存,然后进行返回。显然,堆的效率比栈要低得多。

  从这里我们可以看到,堆和栈相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的内存碎片;由于没有专门的系统支持,效率很低;由于可能引发用户态和核心态的切换,内存的申请,代价变得更加昂贵。所以栈在程序中是应用最广泛的,就算是函数的调用也利用栈去完成,函数调用过程中的参数,返回地址,EBP和局部变量都采用栈的方式存放。所以,我们推荐大家尽量用栈,而不是用堆。

  虽然栈有如此众多的好处,但是由于和堆相比不是那么灵活,有时候分配大量的内存空间,还是用堆好一些。

  无论是堆还是栈,都要防止越界现象的发生(除非你是故意使其越界),因为越界的结果要么是程序崩溃,要么是摧毁程序的堆、栈结构,产生以想不到的结果,就算是在你的程序运行过程中,没有发生上面的问题,你还是要小心,说不定什么时候就崩掉,那时候debug可是相当困难的:)
posted @ 2009-08-03 17:55 chaosuper 阅读(139) | 评论 (0)编辑 收藏

 

cisco研发中心面试试题
说点关于cisco的面世吧:就算是给大家参考参考,可能对以后有帮助
过程:4轮面试。两个印度人,一个爱尔兰人,一个台湾人。每人面半个小时。首先是自我
介绍了,这个相信大家谁都有准备。最好是4分钟之内,突出重点:C/C++Linux/UnixVoIP,工作经验或是其它。
然后就是问问题。首先我认为大家一定要准备好自己的英语,因为面试官会根据自己的心情说快说慢,特别是印度工程师,听起来比较费劲。下面说几点技术相干问题:
1.
如果你对C++virtual function不是很懂,那么你很难突破。无论你到哪里面试,虚函数是一定要吃透的,我不知道现在方不方便说出具体的问题,但是大家应该对虚函数100%的了解,否则我认为很难拿到ciscooffer。转摘请标明:http://www.pghome.net/art.html 志远工作室
2.
关于线程:semaphoreshare memorycirtical sectionpthreadprocessmutex
dead lock这些概念
你应该很懂,随便他怎么问你都能很好的回答出来,否则也悬。
3. C++
的零碎:对const100%理解;一个class基本的几个元素:default constructordestructorcopy constructor
overload assignmentpass by #118aluepass by reference的区别;这些你要熟到非常
细微的地步,比如哪里的参数是
const &
,返回值类型是reference还是&#118alue,要不要const。这些都是C++精髓,大家要是
不是彻底弄懂,很难过cisco面试官
的眼睛,因为问题都是围绕这个来的。大家看自己是否面试好,只要问问自己对上面这些懂多少就可以了。
4.
对于二叉树,起码大家也应该知道是怎么回事,比如给你前序,中序你能画出二叉树,
递归非递归算法怎么写,如果删除叶
结点怎么写......当然cisco没问这么多,只是问了这里面的一个问题,我认为如果大家要
面试,二叉树一定要吃透,比如演变的
二叉搜索树,堆排序,这些都要记住,否则临场很难发挥出来。当然cisco没有问这么多,
具体哪个我就不说,可能也应人而异,
但是这些诸位都应该知道,如果二叉树是什么都不知道,那么我觉得没戏。
5.
现场编程。这个题目一般都很简单,就要看心理素质怎样。cisco出的题目不知道现在方不方便说,不过大概就是围绕递归和非递归作文章。大家数据结构里面都学过,关键在于能否在非常短的时间之内准确的表达出自己的意思。这个我认为关键在于心理
素质。如果编程你没过,那么我就不知道怎样了,但是你过了,而且很轻松的过,那么对于
拿到offer是很有好处的。
6.
关于VoIP,这个主要集中在H.323SIP上。首先如果你对这两个咚咚一窍不通,那么我
个人认为很难通过。起码,什么是什么应该知道,区别应该知道,两个协议的相关协议完成的功能应该知道(当然SIP是依靠其它协议),拓扑应该知道,关键元素应该知道比如H.323里面的epgkbilling至少应该听过,SIP中的proxyuaredirectregiste
r
应该知道什么咚咚,这些知道代表你知道这两个是什么,如果前门这些不是全部知道(当然知道一项我想也没问题,还有就是我只针对H.323SIP,其它这里不说),接下来cisco感兴趣的是比如H.323的对话建立过程,比如ARQ-->ACF什么的,或者SIPinvite等等
,如果你能完美的画出这个交互过程,那么你的VoIP100%满足了cisco的要求了。不过个人认为除非你是开发过VoIP相关协议,否则这么清楚还是少的。当然只是个人见解。
7.
关于Linux:这个也是被问到的问题:基本操作:ifconfigtopps -ef|grep **,这
些你用过Linux就知道。总的来说Linux基本上是针对基本的操作。就看你有没有用过了。TCP相关编程,clientserver端的socket编程
,这个反正cisco是有高手,他会根据你知道多少问多少,起码也应该知道一点内容吧。
8. Why cisco
。这是个主观问题,可能也是考官打发剩于面试时间用的。呵呵,还是很重要。
以上就是我对cisco面试的总接,目的很简单,给大家分享,可能以后或者其它面试有帮助
,而不只是回忆cisco面试成功与否,这个已经不取决
于我们,总结一下:转摘请注明:www.pghome.net
a.
英语个人认为只要表达对方能够听懂就可以,不必要多么流利,因为印度工程师的英语
实在是不敢恭维。当然你的听力必须出色,专业名词必须了如指掌
b. C++
应该至少熟悉:virtual function的所有方面;overload assignmentcopy constr
uctor
destructor
c. VoIP
:鉴于cisco招人的工作性质,你越懂这个你的砝码越重
d. Linux
:和VoIP一样
e.
编程素养:对数据结构的认识和临场编程能力。进程之间通信和线程编程,网络编程。
f.
你给考官的映象
大家不妨参照上面的给自己分析分析,如果你每项都很牛,表现很好,那么我觉得你拿offer没问题。
以上纯属个人总结,目的在于分享和给面试其他公司或者是明年面试的人一些参考和建议,没有任何泄露cisco面试考题的意思。

posted @ 2009-08-03 14:45 chaosuper 阅读(200) | 评论 (0)编辑 收藏

http://linux.sheup.com/
posted @ 2009-08-03 14:36 chaosuper 阅读(101) | 评论 (0)编辑 收藏

GCC 5

Section: GNU Tools (1)
Updated: 2003/12/05
Sponsor: GCC Casino Winning Content

下面的`-m'选项用于HPPA族计算机:

-mpa-risc-1-0
生成PA 1.0处理器的目标码.
-mpa-risc-1-1
生成PA 1.1处理器的目标码.

 

-mkernel
生成适用于内核的目标码.特别要避免add指令,它有一个参数是DP寄存器;addil 代替add指令.这样可以避免HP-UX连接器的某个严重bug.

 

-mshared-libs
生成能够连接HP-UX共享库的目标码.该选项还没有实现全部功能,PA目标默认为关闭.使用这个选项会导致 编译器生成错误的目标码.

 

-mno-shared-libs
不生成连接HP-UX共享库的目标码.这是PA目标的默认选项.

 

-mlong-calls
生成的目标码允许同一个源文件中的函数调用,调用点和被调函数的距离可以超过256K之远.不需要打开这个开关选项, 除非连接器给出``branch out of range errors``这样的错误.

 

-mdisable-fpregs
防止任何情况下使用浮点寄存器.编译内核需要这个选项,内核切换浮点寄存器的执行环境速度非常缓慢.如果打开了这个 开关选项同时试图浮点操作,编译将失败.

 

-mdisable-indexing
防止编译器使用索引地址模式(indexing address mode).这样在MACH上编译MIG生成的代码时,可以 避免一些非常晦涩的问题.

 

-mtrailing-colon
在标记定义(label definition)的末尾添加一个冒号(用于ELF汇编器).

 

下面的`-m'选项用于Intel 80960族计算机:

-mcpu-type
默认机器类型为cpu-type ,使编译器产生对应的指令,地址模式和内存对齐.默认的 cpu-typekb;其他选择有ka, mc, ca, cf, sa,sb.

 

-mnumerics
-msoft-float
-mnumerics开关选项指出处理器不支持浮点指令. -msoft-float开关选项指出不应该认为 机器支持浮点操作.

 

-mleaf-procedures
-mno-leaf-procedures
企图(或防止)改变叶过程(leaf procedure),使其可被bal指令以及call指令 调用.对于直接函数调用,如果bal指令能够被汇编器或连接器替换,这可以产生更有效的代码,但是其他情况下 产生较低效的代码,例如通过函数指针调用函数,或使用了不支持这种优化的连接器.

 

-mtail-call
-mno-tail-call
执行(或不执行)更多的尝试(除过编译器那些机器无关部分),优化进入分支的尾递归(tail-recursive)调用.你 可能不需要这个,因为检测什么地方无效没有全部完成.默认开关是-mno-tail-call.

 

-mcomplex-addr
-mno-complex-addr
认为(或不认为)在当前的i960设备上,值得使用复合地址模式(complex addressing mode).复合地址模式 可能不值得用到K系列,但是一定值得用在C系列.目前除了CBCC处理器,其他处理器上 -mcomplex-addr是默认选项.

 

-mcode-align
-mno-code-align
把目标码对齐到8字节边界上(或者不必),这样读取会快一些.目前只对C系列默认打开.

 

-mic-compat
-mic2.0-compat
-mic3.0-compat
兼容iC960 v2.0v3.0.

 

-masm-compat
-mintel-asm
兼容iC960汇编器.

 

-mstrict-align
-mno-strict-align
不允许(或允许)边界不对齐的访问.

 

-mold-align
使结构对齐(structure-alignment)兼容Intelgcc发行版本1.3 (基于gcc 1.37).目前 这个选项有点问题,因为#pragma align 1总是作同样的设定,而且无法关掉.

 

下面的`-m'选项用于DEC Alpha设备:

-mno-soft-float
-msoft-float
使用(或不使用)硬件浮点指令进行浮点运算.打开-msoft-float,将使用 `libgcc1.c'中的函数执行浮点运算.除非它们被仿真浮点操作的例程替换,或者类似,它们被编译为调用 仿真例程,这些例程将发出浮点操作.如果你为不带浮点操作的Alpha编译程序,你必须确保建立了这个库,以便不调用 仿真例程.

注意,不带浮点操作的Alpha也要求拥有浮点寄存器.

 

-mfp-reg
-mno-fp-regs
生成使用(或不使用)浮点寄存器群的目标代码. -mno-fp-regs包含有-msoft-float 开关选项.如果不使用浮点寄存器,浮点操作数就象整数一样通过整数寄存器传送,浮点运算结果放到$0而不是$f0.这是非标准 调用,因此任何带有浮点参数或返回值的函数,如果被-mno-fp-regs开关编译过的目标码调用,它也必须 用这个选项编译.

这个选项的典型用法是建立内核,内核不使用任何浮点寄存器,因此没必要保存和恢复这些寄存器.

 

下面附加的选项出现在System V第四版中,用于兼容这些系统中的其他编译器:

-G
SVr4系统中, gcc出于兼容接受了`-G'选项(然后传递给连接器).可是我们建议使用 `-symbolic'`-shared'选项,而不在gcc命令行上出现连接选项.

 

-Qy
验证编译器用的工具的版本,输出到.ident汇编指令.

 

-Qn
制止输出端的.ident指令(默认选项).

 

-YP,dirs
对于`-l'指定的库文件,只搜索dirs.你可以在dirs中用冒号隔开各个 目录项.

 

-Ym,dir
dir目录中寻找M4预处理器.汇编器使用这个选项.

 

代码生成选项(CODE GENERATION OPTION)

下面的选项和平台无关,用于控制目标码生成的接口约定.

大部分选项以`-f'开始.这些选项拥有确定和否定两种格式; `-ffoo'的否定格式是 `-fno-foo'.后面的描述将只列举其中的一个格式---非默认的格式.你可以通过添加或去掉 `no-'推测出另一个格式.

-fnonnull-objects
假设通过引用(reference)取得的对象不为null (C++).

一般说来, GNU C++对通过引用取得的对象作保守假设.例如,编译器一定会检查下似代码中的a不为 null:

obj &a = g (); a.f (2);

检查类似的引用需要额外的代码,然而对于很多程序是不必要的.如果你的程序不要求这种检查,你可以用 `-fnonnull-objects'选项忽略它.

 

-fpcc-struct-return
函数返回structunion值时,采用和本地编译器相同的参数约定.对于较小的结构, 这种约定的效率偏低,而且很多机器上不能重入;它的优点是允许GCC编译的目标码和PCC编译的目标码互相调用.

 

-freg-struct-return
一有可能就通过寄存器返回structunion函数值.对于较小的结构,它比 -fpcc-struct-return更有效率.

如果既没有指定-fpcc-struct-return ,也没有指定-freg-struct-return, GNU CC默认使用目标机的标准约定.如果没有标准约定, GNU CC默认采用-fpcc-struct-return.

 

-fshort-enums
enum类型只分配它声明的值域范围的字节数.就是说, enum类型等于大小足够的 最小整数类型.

 

-fshort-double
使double类型的大小和float一样.

 

-fshared-data
要求编译结果的数据和非const变量是共享数据,而不是私有数据.这种差别仅在某些操作系统上面有意义, 那里的共享数据在同一个程序的若干进程间共享,而私有数据在每个进程内都有副件.

 

-fno-common
即使未初始化的全局变量也分配在目标文件的bss,而不是把它们当做普通块(common block)建立.这样的 结果是,如果在两个不同的编译结果中声明了同一个变量(没使用extern ),连接它们时会产生错误. 这个选项可能有用的唯一情况是,你希望确认程序能在其他系统上运行,而其他系统总是这么做.

 

-fno-ident
忽略`#ident'指令.

 

-fno-gnu-linker
不要把全局初始化部件(C++的构造子和解构子)输出为GNU连接器使用的格式(GNU连接器是标准方法的系统 上).当你打算使用非GNU连接器的时候可以用这个选项,GNU连接器也需要collect2程序确保系统连接器 放入构造子(constructor)和解构子(destructor). (GNU CC的发布包中包含有collect2 程序.)对于必须使用collect2的系统,编译器驱动程序gcc自动配置为这么做.

 

-finhibit-size-directive
不要输出.size汇编指令,或其他类似指令,当某个函数一分为二,两部分在内存中距离很远时会引起问题. 当编译`crtstuff.c'时需要这个选项;其他情况下都不应该使用.

 

-fverbose-asm
输出汇编代码时放些额外的注释信息.这个选项仅用于确实需要阅读汇编输出的时候(可能调试编译器自己的时候).

 

-fvolatile
使编译器认为所有通过指针访问的内存是易变内存(volatile).

 

-fvolatile-global
使编译器认为所有的外部和全局变量是易变内存.

 

-fpic
如果支持这种目标机,编译器就生成位置无关目标码.适用于共享库(shared library).

 

-fPIC
如果支持这种目标机,编译器就输出位置无关目标码.适用于动态连接(dynamic linking),即使分支需要大范围 转移.

 

-ffixed-reg
把名为reg的寄存器按固定寄存器看待(fixed register);生成的目标码不应该引用它(除了或许 用作栈指针,帧指针,或其他固定的角色).

reg必须是寄存器的名字.寄存器名字取决于机器,用机器描述宏文件的REGISTER_NAMES宏 定义.

这个选项没有否定格式,因为它列出三路选择.

 

-fcall-used-reg
把名为reg的寄存器按可分配寄存器看待,不能在函数调用间使用.可以临时使用或当做变量使用,生存期 不超过一个函数.这样编译的函数无需保存和恢复reg寄存器.

如果在可执行模块中,把这个选项说明的寄存器用作固定角色将会产生灾难性结果,如栈指针或帧指针.

这个选项没有否定格式,因为它列出三路选择.

 

-fcall-saved-reg
把名为reg的寄存器按函数保护的可分配寄存器看待.可以临时使用或当做变量使用,它甚至能在函数间 生存.这样编译的函数会保存和恢复使用中的reg寄存器.

如果在可执行模块中,把这个选项说明的寄存器用作固定角色将会产生灾难性结果,如栈指针或帧指针.

另一种灾难是用这个选项说明的寄存器返回函数值.

这个选项没有否定格式,因为它列出三路选择.

 

PRAGMAS

GNU C++支持两条`#pragma'指令使同一个头文件有两个用途:对象类的接口定义, 对象类完整的内容定义.

#pragma interface
(仅对C++)在定义对象类的头文件中,使用这个指令可以节省大部分采用该类的目标文件的大小.一般说来,某些信息 (内嵌成员函数的备份副件,调试信息,实现虚函数的内部表格等)的本地副件必须保存在包含类定义的各个目标文件中.使用这个 pragma指令能够避免这样的复制.当编译中引用包含`#pragma interface'指令的头文件时,就 不会产生这些辅助信息(除非输入的主文件使用了`#pragma implementation'指令).作为替代,目标文件 将包含可被连接时解析的引用(reference).

 

#pragma implementation
#pragma implementation "objects.h"
(仅对C++)如果要求从头文件产生完整的输出(并且全局可见),你应该在主输入文件中使用这条pragma.头文件 中应该依次使用`#pragma interface'指令.implementation文件中将产生全部内嵌成员函数 的备份,调试信息,实现虚函数的内部表格等.

如果`#pragma implementation'不带参数,它指的是和源文件有相同基本名的包含文件;例如, `allclass.cc', `#pragma implementation'等于`#pragma implementation allclass.h'.如果某个implementation文件需要从多个头文件引入代码,就应该 使用这个字符串参数.

不可能把一个头文件里面的内容分割到多个implementation文件中.

 

文件(FILE)

file.c             C源文件
file.h             C头文件(预处理文件)
file.i            预处理后的C源文件
file.C             C++源文件
file.cc            C++源文件
file.cxx           C++源文件
file.m             Objective-C源文件
file.s            汇编语言文件
file.o            目标文件
a.out             连接的输出文件
TMPDIR/cc*        临时文件
LIBDIR/cpp        预处理器
LIBDIR/cc1         C编译器
LIBDIR/cc1plus     C++编译器
LIBDIR/collect    某些机器需要的连接器前端(front end)程序
LIBDIR/libgcc.a    GCC子例程(subroutine)/lib/crt[01n].o   启动例程(start-up)
LIBDIR/ccrt0       C++的附加启动例程
/lib/libc.a       标准C,另见intro (3)
/usr/include       #include文件的标准目录
LIBDIR/include     #include文件的标准gcc目录
LIBDIR/g++-include #include文件的附加g++目录
LIBDIR通常为/usr/local/lib/machine/version.
TMPDIR
来自环境变量TMPDIR (如果存在,缺省为/usr/tmp ,否则为 /tmp).

 

BUGS

关于报告差错的指导请查阅GCC手册.

版权(COPYING)

Copyright 1991, 1992, 1993 Free Software Foundation, Inc.

Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this manual provided the copyright notice and this permission notice are preserved on all copies.

Permission is granted to copy and distribute modified versions of this manual under the conditions for verbatim copying, provided that the entire resulting derived work is distributed under the terms of a permission notice identical to this one.

Permission is granted to copy and distribute translations of this manual into another language, under the above conditions for modified versions, except that this permission notice may be included in translations approved by the Free Software Foundation instead of in the original English.

作者(AUTHORS)

关于GNU CC的奉献者请查阅GUN CC手册.
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posted @ 2009-08-03 14:30 chaosuper 阅读(189) | 评论 (0)编辑 收藏

GCC 1

Section: GNU Tools (1)
Updated: 2003/12/05
ÆäËûÁ¬½Ó: GNU ¹«¹²ÊÚȨ

NAME

gcc,g++-GNU工程的CC++编译器(egcs-1.1.2)

总览(SYNOPSIS)

gcc[option|filename ]...
g++[option|filename ]...

警告(WARNING)

本手册页内容摘自GNU C编译器的完整文档,仅限于解释选项的含义.

除非有人自愿维护,否则本手册页不再更新.如果发现手册页和软件之间有所矛盾,请查对Info文件, Info文件是权威文档.

如果我们发觉本手册页的内容由于过时而导致明显的混乱和抱怨时,我们就停止发布它.不可能有其他选择,象更新Info文件同时更新man手册,因为其他维护GNU CC的工作没有留给我们时间做这个. GNU工程认为man手册是过时产物,应该把时间用到别的地方.

如果需要完整和最新的文档,请查阅Info文件`gcc'Using and Porting GNU CC (for version 2.0) (使用和移植GNU CC 2.0) 手册.二者均来自Texinfo原文件 gcc.texinfo.

描述(DESCRIPTION)

CC++编译器是集成的.他们都要用四个步骤中的一个或多个处理输入文件: 预处理(preprocessing),编译(compilation),汇编(assembly)和连接(linking).源文件后缀名标识源文件的 语言,但是对编译器来说,后缀名控制着缺省设定:
gcc
认为预处理后的文件(.i)C文件,并且设定C形式的连接.
g++
认为预处理后的文件(.i)C++文件,并且设定C++形式的连接.

源文件后缀名指出语言种类以及后期的操作:

.c      C源程序;预处理,编译,汇编
.C      C++源程序;预处理,编译,汇编
.cc     C++源程序;预处理,编译,汇编
.cxx    C++源程序;预处理,编译,汇编
.m      Objective-C源程序;预处理,编译,汇编
.i     预处理后的C文件;编译,汇编
.ii    预处理后的C++文件;编译,汇编
.s     汇编语言源程序;汇编
.S     汇编语言源程序;预处理,汇编
.h     预处理器文件;通常不出现在命令行上
其他后缀名的文件被传递给连接器(linker).通常包括:

.o     目标文件(Object file)
.a     归档库文件(Archive file)

除非使用了-c, -S,-E选项(或者编译错误阻止了完整的过程),否则连接总是 最后的步骤.在连接阶段中,所有对应于源程序的.o文件, -l库文件,无法识别的文件名(包括指定的 .o目标文件和.a库文件)按命令行中的顺序传递给连接器.

选项(OPTIONS)

选项必须分立给出: `-dr'完全不同于`-d -r '.

大多数`-f'`-W'选项有两个相反的格式: -fname-fno-name (-Wname-Wno-name).这里 只列举不是默认选项的格式.

下面是所有选项的摘要,按类型分组,解释放在后面的章节中.

总体选项(Overall Option)

-c -S -E -o file -pipe -v -x language
语言选项(Language Option)
-ansi -fall-virtual -fcond-mismatch -fdollars-in-identifiers -fenum-int-equiv -fexternal-templates -fno-asm -fno-builtin -fhosted -fno-hosted -ffreestanding -fno-freestanding -fno-strict-prototype -fsigned-bitfields -fsigned-char -fthis-is-variable -funsigned-bitfields -funsigned-char -fwritable-strings -traditional -traditional-cpp -trigraphs
警告选项(Warning Option)
-fsyntax-only -pedantic -pedantic-errors -w -W -Wall -Waggregate-return -Wcast-align -Wcast-qual -Wchar-subscript -Wcomment -Wconversion -Wenum-clash -Werror -Wformat -Wid-clash-len -Wimplicit -Wimplicit-int -Wimplicit-function-declaration -Winline -Wlong-long -Wmain -Wmissing-prototypes -Wmissing-declarations -Wnested-externs -Wno-import -Wparentheses -Wpointer-arith -Wredundant-decls -Wreturn-type -Wshadow -Wstrict-prototypes -Wswitch -Wtemplate-debugging -Wtraditional -Wtrigraphs -Wuninitialized -Wunused -Wwrite-strings
调试选项(Debugging Option)
-a -dletters -fpretend-float -g -glevel -gcoff -gxcoff -gxcoff+ -gdwarf -gdwarf+ -gstabs -gstabs+ -ggdb -p -pg -save-temps -print-file-name=library -print-libgcc-file-name -print-prog-name=program
优化选项(Optimization Option)
-fcaller-saves -fcse-follow-jumps -fcse-skip-blocks -fdelayed-branch -felide-constructors -fexpensive-optimizations -ffast-math -ffloat-store -fforce-addr -fforce-mem -finline-functions -fkeep-inline-functions -fmemoize-lookups -fno-default-inline -fno-defer-pop -fno-function-cse -fno-inline -fno-peephole -fomit-frame-pointer -frerun-cse-after-loop -fschedule-insns -fschedule-insns2 -fstrength-reduce -fthread-jumps -funroll-all-loops -funroll-loops -O -O2 -O3
预处理器选项(Preprocessor Option)
-Aassertion -C -dD -dM -dN -Dmacro[=defn] -E -H -idirafter dir -include file -imacros file -iprefix file -iwithprefix dir -M -MD -MM -MMD -nostdinc -P -Umacro -undef
汇编器选项(Assembler Option)
-Wa,option
连接器选项(Linker Option)
-llibrary -nostartfiles -nostdlib -static -shared -symbolic -Xlinker option -Wl,option -u symbol
目录选项(Directory Option)
-Bprefix -Idir -I- -Ldir
目标机选项(Target Option)
-b machine -V version
配置相关选项(Configuration Dependent Option)
M680x0 选项
-m68000 -m68020 -m68020-40 -m68030 -m68040 -m68881 -mbitfield -mc68000 -mc68020 -mfpa -mnobitfield -mrtd -mshort -msoft-float

VAX选项
-mg -mgnu -munix

SPARC选项
-mepilogue -mfpu -mhard-float -mno-fpu -mno-epilogue -msoft-float -msparclite -mv8 -msupersparc -mcypress

Convex选项
-margcount -mc1 -mc2 -mnoargcount

AMD29K选项
-m29000 -m29050 -mbw -mdw -mkernel-registers -mlarge -mnbw -mnodw -msmall -mstack-check -muser-registers

M88K选项
-m88000 -m88100 -m88110 -mbig-pic -mcheck-zero-division -mhandle-large-shift -midentify-revision -mno-check-zero-division -mno-ocs-debug-info -mno-ocs-frame-position -mno-optimize-arg-area -mno-serialize-volatile -mno-underscores -mocs-debug-info -mocs-frame-position -moptimize-arg-area -mserialize-volatile -mshort-data-num -msvr3 -msvr4 -mtrap-large-shift -muse-div-instruction -mversion-03.00 -mwarn-passed-structs

RS6000选项
-mfp-in-toc -mno-fop-in-toc

RT选项
-mcall-lib-mul -mfp-arg-in-fpregs -mfp-arg-in-gregs -mfull-fp-blocks -mhc-struct-return -min-line-mul -mminimum-fp-blocks -mnohc-struct-return

MIPS选项
-mcpu=cpu type -mips2 -mips3 -mint64 -mlong64 -mmips-as -mgas -mrnames -mno-rnames -mgpopt -mno-gpopt -mstats -mno-stats -mmemcpy -mno-memcpy -mno-mips-tfile -mmips-tfile -msoft-float -mhard-float -mabicalls -mno-abicalls -mhalf-pic -mno-half-pic -G num -nocpp

i386选项
-m486 -mno-486 -msoft-float -mno-fp-ret-in-387

HPPA选项
-mpa-risc-1-0 -mpa-risc-1-1 -mkernel -mshared-libs -mno-shared-libs -mlong-calls -mdisable-fpregs -mdisable-indexing -mtrailing-colon

i960选项
-mcpu-type -mnumerics -msoft-float -mleaf-procedures -mno-leaf-procedures -mtail-call -mno-tail-call -mcomplex-addr -mno-complex-addr -mcode-align -mno-code-align -mic-compat -mic2.0-compat -mic3.0-compat -masm-compat -mintel-asm -mstrict-align -mno-strict-align -mold-align -mno-old-align

DEC Alpha选项
-mfp-regs -mno-fp-regs -mno-soft-float -msoft-float

System V选项
-G -Qy -Qn -YP,paths -Ym,dir

代码生成选项(Code Generation Option)
-fcall-saved-reg -fcall-used-reg -ffixed-reg -finhibit-size-directive -fnonnull-objects -fno-common -fno-ident -fno-gnu-linker -fpcc-struct-return -fpic -fPIC -freg-struct-return -fshared-data -fshort-enums -fshort-double -fvolatile -fvolatile-global -fverbose-asm

 

总体选项(Overall Option)

-x language
明确指出后面输入文件的语言为language (而不是从文件名后缀得到的默认选择).这个选项应用于后面 所有的输入文件,直到遇着下一个`-x'选项. language的可选值有`c', `objective-c', `c-header', `c++', `cpp-output', `assembler',`assembler-with-cpp'.
-x none
关闭任何对语种的明确说明,因此依据文件名后缀处理后面的文件(就象是从未使用过`-x'选项).

如果只操作四个阶段(预处理,编译,汇编,连接)中的一部分,可以使用`-x'选项(或文件名后缀)告诉 gcc从哪里开始,`-c', `-S',`-E'选项告诉gcc到 哪里结束.注意,某些选项组合(例如, `-x cpp-output -E')使gcc不作任何事情.

-c
编译或汇编源文件,但是不作连接.编译器输出对应于源文件的目标文件.

缺省情况下, GCC通过用`.o'替换源文件名后缀`.c', `.i', `.s',等等,产生目标文件名.可以使用-o选项选择其他名字.

GCC忽略-c选项后面任何无法识别的输入文件(他们不需要编译或汇编).

-S
编译后即停止,不进行汇编.对于每个输入的非汇编语言文件,输出文件是汇编语言文件.

缺省情况下, GCC通过用`.o'替换源文件名后缀`.c', `.i',等等,产生 目标文件名.可以使用-o选项选择其他名字.

GCC忽略任何不需要编译的输入文件.

-E
预处理后即停止,不进行编译.预处理后的代码送往标准输出.

GCC忽略任何不需要预处理的输入文件.

-o file
指定输出文件为file.该选项不在乎GCC产生什么输出,无论是可执行文件,目标文件,汇编文件还是 预处理后的C代码.

由于只能指定一个输出文件,因此编译多个输入文件时,使用`-o'选项没有意义,除非输出一个可执行文件.

如果没有使用`-o'选项,默认的输出结果是:可执行文件为`a.out', `source.suffix '的目标文件是`source.o',汇编文件是 `source.s',而预处理后的C源代码送往标准输出.

-v
(在标准错误)显示执行编译阶段的命令.同时显示编译器驱动程序,预处理器,编译器的版本号.
-pipe
在编译过程的不同阶段间使用管道而非临时文件进行通信.这个选项在某些系统上无法工作,因为那些系统的 汇编器不能从管道读取数据. GNU的汇编器没有这个问题.

语言选项(LANGUAGE OPTIONS)

下列选项控制编译器能够接受的C "方言":
-ansi
支持符合ANSI标准的C程序.

这样就会关闭GNU C中某些不兼容ANSI C的特性,例如asm, inlinetypeof关键字,以及诸如unixvax这些表明当前系统类型的预定义宏.同时开启 不受欢迎和极少使用的ANSI trigraph特性,以及禁止`$'成为标识符的一部分.

尽管使用了`-ansi'选项,下面这些可选的关键字, __asm__, __extension__, __inline____typeof__仍然有效.你当然不会把 他们用在ANSI C程序中,但可以把他们放在头文件里,因为编译包含这些头文件的程序时,可能会指定 `-ansi'选项.另外一些预定义宏,__unix____vax__,无论有没有使用 `-ansi'选项,始终有效.

使用`-ansi'选项不会自动拒绝编译非ANSI程序,除非增加`-pedantic'选项作为 `-ansi'选项的补充.

使用`-ansi'选项的时候,预处理器会预定义一个__STRICT_ANSI__.有些头文件 关注此宏,以避免声明某些函数,或者避免定义某些宏,这些函数和宏不被ANSI标准调用;这样就不会干扰在其他地方 使用这些名字的程序了.

 

-fno-asm
不把asm, inlinetypeof当作关键字,因此这些词可以用做标识符.__asm__, __inline____typeof__能够替代他们. `-ansi' 隐含声明了`-fno-asm'.
-fno-builtin
不接受不是两个下划线开头的内建函数(built-in function).目前受影响的函数有_exit, abort, abs, alloca, cos, exit, fabs, labs, memcmp, memcpy, sin, sqrt, strcmp, strcpy,strlen.

`-ansi'选项能够阻止alloca_exit成为内建函数.

 

-fhosted
按宿主环境编译;他隐含声明了`-fbuiltin'选项,而且警告不正确的main函数声明.
-ffreestanding
按独立环境编译;他隐含声明了`-fno-builtin'选项,而且对main函数没有特别要求.

(译注:宿主环境(hosted environment)下所有的标准库可用, main函数返回一个int,典型例子是除了 内核以外几乎所有的程序.对应的独立环境(freestanding environment)不存在标准库,程序入口也不一定是 main,最明显的例子就是操作系统内核.详情参考gcc网站最近的资料)

 

-fno-strict-prototype
对于没有参数的函数声明,例如`int foo ();',C风格处理---即不说明参数个数或类型. (仅针对C++).正常情况下,这样的函数fooC++中意味着参数为空.

 

-trigraphs
支持ANSI C trigraphs. `-ansi'选项隐含声明了`-trigraphs'.

 

-traditional
试图支持传统C编译器的某些方面.详见GNU C手册,我们已经把细节清单从这里删除,这样当内容过时后,人们也不会 埋怨我们.

除了一件事:对于C++程序(不是C), `-traditional'选项带来一个附加效应,允许对 this赋值.他和`-fthis-is-variable'选项的效果一样.

 

-traditional-cpp
试图支持传统C预处理器的某些方面.特别是上面提到有关预处理器的内容,但是不包括 `-traditional'选项的其他效应.

 

-fdollars-in-identifiers
允许在标识符(identifier)中使用`$'字符(仅针对C++).你可以指定 `-fno-dollars-in-identifiers'选项显明禁止使用`$'. (GNU C++在某些 目标系统缺省允许`$',但不是所有系统.)

 

-fenum-int-equiv
允许int类型到枚举类型(enumeration)的隐式转换(仅限于C++).正常情况下GNU C++允许从 enumint的转换,反之则不行.

 

-fexternal-templates
为模板声明(template declaration)产生较小的代码(仅限于C++),方法是对于每个模板函数 (template function),只在定义他们的地方生成一个副本.想要成功使用这个选项,你必须在所有使用模板的 文件中,标记`#pragma implementation' (定义)`#pragma interface' (声明).

当程序用`-fexternal-templates'编译时,模板实例(template instantiation) 全部是外部类型.你必须让需要的实例在实现文件中出现.可以通过typedef实现这一点,他引用所需的每个 实例.相对应的,如果编译时使用缺省选项`-fno-external-templates',所有模板实例明确的设为内置.

 

-fall-virtual
所有可能的成员函数默认为虚函数.所有的成员函数(除了构造子函数和newdelete 成员操作符)视为所在类的虚函数.

这不表明每次调用成员函数都将通过内部虚函数表.有些情况下,编译器能够判断出可以直接调用某个虚函数;这时就 直接调用.

 

-fcond-mismatch
允许条件表达式的第二和第三个参数的类型不匹配.这种表达式的值是void.

 

-fthis-is-variable
允许对this赋值(仅对C++).合并用户自定义的自由存储管理机制到C++,使可赋值的 `this'显得不合时宜.因此,默认情况下,类成员函数内部对this赋值是无效操作.然而为了 向后兼容,你可以通过`-fthis-is-variable'选项使这种操作有效.

 

-funsigned-char
char定义为无符号类型,如同unsigned char.

各种机器都有自己缺省的char类型.既可能是unsigned char也可能是signed char .

理想情况下,当依赖于数据的符号性时,一个可移植程序总是应该使用signed charunsigned char.但是许多程序已经写成只用简单的char,并且期待这是有符号数(或者无符号数,具体情况取决于 编写程序的目标机器).这个选项,和它的反义选项,使那样的程序工作在对应的默认值上.

char的类型始终应该明确定义为signed charunsigned char,即使 它表现的和其中之一完全一样.

 

-fsigned-char
char定义为有符号类型,如同signed char.

这个选项等同于`-fno-unsigned-char',他是the negative form of `-funsigned-char'的相反选项.同样, `-fno-signed-char'等价于 `-funsigned-char'.

 

-fsigned-bitfields
-funsigned-bitfields
-fno-signed-bitfields
-fno-unsigned-bitfields
如果没有明确声明`signed'`unsigned'修饰符,这些选项用来定义有符号位域 (bitfield)或无符号位域.缺省情况下,位域是有符号的,因为他们继承的基本整数类型,int,是 有符号数.

然而,如果指定了`-traditional'选项,位域永远是无符号数.

 

-fwritable-strings
把字符串常量存储到可写数据段,而且不做特别对待.这是为了兼容一些老程序,他们假设字符串常量是可写的. `-traditional'选项也有相同效果.

篡改字符串常量是一个非常糟糕的想法; ``常量''就应该是常量.

posted @ 2009-08-03 14:30 chaosuper 阅读(193) | 评论 (0)编辑 收藏

0 Makefile概述


什么是makefile?或许很多Winodws的程序员都不知道这个东西,因为那些Windows的IDE都为你做了这个工作,但我觉得要作一个好的和professional的程序员,makefile还是要懂。这就好像现在有这么多的HTML的编辑器,但如果你想成为一个专业人士,你还是要了解HTML的标识的含义。特别在Unix下的软件编译,你就不能不自己写makefile了,会不会写makefile,从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。

因为,makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数,其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中,makefile定义了一系列的规则来指定,哪些文件需要先编译,哪些文件需要后编译,哪些文件需要重新编译,甚至于进行更复杂的功能操作,因为makefile就像一个Shell脚本一样,其中也可以执行操作系统的命令。

makefile带来的好处就是——“自动化编译”,一旦写好,只需要一个make命令,整个工程完全自动编译,极大的提高了软件开发的效率。make是一个命令工具,是一个解释makefile中指令的命令工具,一般来说,大多数的IDE都有这个命令,比如:Delphi的make,Visual C++的nmake,Linux下GNU的make。可见,makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

现在讲述如何写makefile的文章比较少,这是我想写这篇文章的原因。当然,不同产商的make各不相同,也有不同的语法,但其本质都是在“文件依赖性”上做文章,这里,我仅对GNU的make进行讲述,我的环境是RedHat Linux 8.0,make的版本是3.80。必竟,这个make是应用最为广泛的,也是用得最多的。而且其还是最遵循于IEEE 1003.2-1992 标准的(POSIX.2)。

在这篇文档中,将以C/C++的源码作为我们基础,所以必然涉及一些关于C/C++的编译的知识,相关于这方面的内容,还请各位查看相关的编译器的文档。这里所默认的编译器是UNIX下的GCC和CC。

0.1 关于程序的编译和链接

在此,我想多说关于程序编译的一些规范和方法,一般来说,无论是C、C++、还是pas,首先要把源文件编译成中间代码文件,在Windows下也就是 .obj 文件,UNIX下是 .o 文件,即 Object File,这个动作叫做编译(compile)。然后再把大量的Object File合成执行文件,这个动作叫作链接(link)。

编译时,编译器需要的是语法的正确,函数与变量的声明的正确。对于后者,通常是你需要告诉编译器头文件的所在位置(头文件中应该只是声明,而定义应该放在C/C++文件中),只要所有的语法正确,编译器就可以编译出中间目标文件。一般来说,每个源文件都应该对应于一个中间目标文件(O文件或是OBJ文件)。

链接时,主要是链接函数和全局变量,所以,我们可以使用这些中间目标文件(O文件或是OBJ文件)来链接我们的应用程序。链接器并不管函数所在的源文件,只管函数的中间目标文件(Object File),在大多数时候,由于源文件太多,编译生成的中间目标文件太多,而在链接时需要明显地指出中间目标文件名,这对于编译很不方便,所以,我们要给中间目标文件打个包,在Windows下这种包叫“库文件”(Library File),也就是 .lib 文件,在UNIX下,是Archive File,也就是 .a 文件。

总结一下,源文件首先会生成中间目标文件,再由中间目标文件生成执行文件。在编译时,编译器只检测程序语法,和函数、变量是否被声明。如果函数未被声明,编译器会给出一个警告,但可以生成Object File。而在链接程序时,链接器会在所有的Object File中找寻函数的实现,如果找不到,那到就会报链接错误码(Linker Error),在VC下,这种错误一般是:Link 2001错误,意思说是说,链接器未能找到函数的实现。你需要指定函数的Object File.

好,言归正传,GNU的make有许多的内容,闲言少叙,还是让我们开始吧。

1 Makefile 介绍


make命令执行时,需要一个 Makefile 文件,以告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序。

首先,我们用一个示例来说明Makefile的书写规则。以便给大家一个感兴认识。这个示例来源于GNU的make使用手册,在这个示例中,我们的工程有8个C文件,和3个头文件,我们要写一个Makefile来告诉make命令如何编译和链接这几个文件。我们的规则是:

  1. 如果这个工程没有编译过,那么我们的所有C文件都要编译并被链接。
  2. 如果这个工程的某几个C文件被修改,那么我们只编译被修改的C文件,并链接目标程序。
  3. 如果这个工程的头文件被改变了,那么我们需要编译引用了这几个头文件的C文件,并链接目标程序。

只要我们的Makefile写得够好,所有的这一切,我们只用一个make命令就可以完成,make命令会自动智能地根据当前的文件修改的情况来确定哪些文件需要重编译,从而自己编译所需要的文件和链接目标程序。

1.1 Makefile的规则

在讲述这个Makefile之前,还是让我们先来粗略地看一看Makefile的规则。
target ... : prerequisites ...
command
...
...
target也就是一个目标文件,可以是Object File,也可以是执行文件。还可以是一个标签(Label),对于标签这种特性,在后续的“伪目标”章节中会有叙述。

prerequisites就是,要生成那个target所需要的文件或是目标。

command也就是make需要执行的命令。(任意的Shell命令)

这是一个文件的依赖关系,也就是说,target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件,其生成规则定义在command中。说白一点就是说,prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话,command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。

说到底,Makefile的东西就是这样一点,好像我的这篇文档也该结束了。呵呵。还不尽然,这是Makefile的主线和核心,但要写好一个Makefile还不够,我会以后面一点一点地结合我的工作经验给你慢慢到来。内容还多着呢。:)

1.2 一个示例

正如前面所说的,如果一个工程有3个头文件,和8个C文件,我们为了完成前面所述的那三个规则,我们的Makefile应该是下面的这个样子的。
    edit : main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
反斜杠(\)是换行符的意思。这样比较便于Makefile的易读。我们可以把这个内容保存在文件为“Makefile”或“makefile”的文件中,然后在该目录下直接输入命令“make”就可以生成执行文件edit。如果要删除执行文件和所有的中间目标文件,那么,只要简单地执行一下“make clean”就可以了。

在这个makefile中,目标文件(target)包含:执行文件edit和中间目标文件(*.o),依赖文件(prerequisites)就是冒号后面的那些 .c 文件和 .h文件。每一个 .o 文件都有一组依赖文件,而这些 .o 文件又是执行文件 edit 的依赖文件。依赖关系的实质上就是说明了目标文件是由哪些文件生成的,换言之,目标文件是哪些文件更新的。

在定义好依赖关系后,后续的那一行定义了如何生成目标文件的操作系统命令,一定要以一个Tab键作为开头。记住,make并不管命令是怎么工作的,他只管执行所定义的命令。make会比较targets文件和prerequisites文件的修改日期,如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新,或者target不存在的话,那么,make就会执行后续定义的命令。

这里要说明一点的是,clean不是一个文件,它只不过是一个动作名字,有点像C语言中的lable一样,其冒号后什么也没有,那么,make就不会自动去找文件的依赖性,也就不会自动执行其后所定义的命令。要执行其后的命令,就要在make命令后明显得指出这个lable的名字。这样的方法非常有用,我们可以在一个makefile中定义不用的编译或是和编译无关的命令,比如程序的打包,程序的备份,等等。

1.3 make是如何工作的

在默认的方式下,也就是我们只输入make命令。那么,

  1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
  2. 如果找到,它会找文件中的第一个目标文件(target),在上面的例子中,他会找到“edit”这个文件,并把这个文件作为最终的目标文件。
  3. 如果edit文件不存在,或是edit所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比edit这个文件新,那么,他就会执行后面所定义的命令来生成edit这个文件。
  4. 如果edit所依赖的.o文件也存在,那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性,如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。(这有点像一个堆栈的过程)
  5. 当然,你的C文件和H文件是存在的啦,于是make会生成 .o 文件,然后再用 .o 文件生命make的终极任务,也就是执行文件edit了。

这就是整个make的依赖性,make会一层又一层地去找文件的依赖关系,直到最终编译出第一个目标文件。在找寻的过程中,如果出现错误,比如最后被依赖的文件找不到,那么make就会直接退出,并报错,而对于所定义的命令的错误,或是编译不成功,make根本不理。make只管文件的依赖性,即,如果在我找了依赖关系之后,冒号后面的文件还是不在,那么对不起,我就不工作啦。

通过上述分析,我们知道,像clean这种,没有被第一个目标文件直接或间接关联,那么它后面所定义的命令将不会被自动执行,不过,我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”,以此来清除所有的目标文件,以便重编译。

于是在我们编程中,如果这个工程已被编译过了,当我们修改了其中一个源文件,比如file.c,那么根据我们的依赖性,我们的目标file.o会被重编译(也就是在这个依性关系后面所定义的命令),于是file.o的文件也是最新的啦,于是file.o的文件修改时间要比edit要新,所以edit也会被重新链接了(详见edit目标文件后定义的命令)。

而如果我们改变了“command.h”,那么,kdb.o、command.o和files.o都会被重编译,并且,edit会被重链接。

1.4 makefile中使用变量

在上面的例子中,先让我们看看edit的规则:
      edit : main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
我们可以看到[.o]文件的字符串被重复了两次,如果我们的工程需要加入一个新的[.o]文件,那么我们需要在两个地方加(应该是三个地方,还有一个地方在clean中)。当然,我们的makefile并不复杂,所以在两个地方加也不累,但如果makefile变得复杂,那么我们就有可能会忘掉一个需要加入的地方,而导致编译失败。所以,为了makefile的易维护,在makefile中我们可以使用变量。makefile的变量也就是一个字符串,理解成C语言中的宏可能会更好。

比如,我们声明一个变量,叫objects, OBJECTS, objs, OBJS, obj, 或是 OBJ,反正不管什么啦,只要能够表示obj文件就行了。我们在makefile一开始就这样定义:

     objects = main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
于是,我们就可以很方便地在我们的makefile中以“$(objects)”的方式来使用这个变量了,于是我们的改良版makefile就变成下面这个样子:
    objects = main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit $(objects)

于是如果有新的 .o 文件加入,我们只需简单地修改一下 objects 变量就可以了。

关于变量更多的话题,我会在后续给你一一道来。

1.5 让make自动推导

GNU的make很强大,它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令,于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令,因为,我们的make会自动识别,并自己推导命令。

只要make看到一个[.o]文件,它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中,如果make找到一个whatever.o,那么whatever.c,就会是whatever.o的依赖文件。并且 cc -c whatever.c 也会被推导出来,于是,我们的makefile再也不用写得这么复杂。我们的是新的makefile又出炉了。

    objects = main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : defs.h
kbd.o : defs.h command.h
command.o : defs.h command.h
display.o : defs.h buffer.h
insert.o : defs.h buffer.h
search.o : defs.h buffer.h
files.o : defs.h buffer.h command.h
utils.o : defs.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)
这种方法,也就是make的“隐晦规则”。上面文件内容中,“.PHONY”表示,clean是个伪目标文件。

关于更为详细的“隐晦规则”和“伪目标文件”,我会在后续给你一一道来。

1.6 另类风格的makefile

即然我们的make可以自动推导命令,那么我看到那堆[.o]和[.h]的依赖就有点不爽,那么多的重复的[.h],能不能把其收拢起来,好吧,没有问题,这个对于make来说很容易,谁叫它提供了自动推导命令和文件的功能呢?来看看最新风格的makefile吧。
    objects = main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
$(objects) : defs.h
kbd.o command.o files.o : command.h
display.o insert.o search.o files.o : buffer.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)
这种风格,让我们的makefile变得很简单,但我们的文件依赖关系就显得有点凌乱了。鱼和熊掌不可兼得。还看你的喜好了。我是不喜欢这种风格的,一是文件的依赖关系看不清楚,二是如果文件一多,要加入几个新的.o文件,那就理不清楚了。

1.7 清空目标文件的规则

每个Makefile中都应该写一个清空目标文件(.o和执行文件)的规则,这不仅便于重编译,也很利于保持文件的清洁。这是一个“修养”(呵呵,还记得我的《编程修养》吗)。一般的风格都是:
        clean:
rm edit $(objects)
更为稳健的做法是:
        .PHONY : clean
clean :
-rm edit $(objects)
前面说过,.PHONY意思表示clean是一个“伪目标”,。而在rm命令前面加了一个小减号的意思就是,也许某些文件出现问题,但不要管,继续做后面的事。当然,clean的规则不要放在文件的开头,不然,这就会变成make的默认目标,相信谁也不愿意这样。不成文的规矩是——“clean从来都是放在文件的最后”。

上面就是一个makefile的概貌,也是makefile的基础,下面还有很多makefile的相关细节,准备好了吗?准备好了就来。


2 Makefile 总述

2.1 Makefile里有什么?

Makefile里主要包含了五个东西:显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。

  1. 显式规则。显式规则说明了,如何生成一个或多的的目标文件。这是由Makefile的书写者明显指出,要生成的文件,文件的依赖文件,生成的命令。
  2. 隐晦规则。由于我们的make有自动推导的功能,所以隐晦的规则可以让我们比较粗糙地简略地书写Makefile,这是由make所支持的。
  3. 变量的定义。在Makefile中我们要定义一系列的变量,变量一般都是字符串,这个有点你C语言中的宏,当Makefile被执行时,其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上。
  4. 文件指示。其包括了三个部分,一个是在一个Makefile中引用另一个Makefile,就像C语言中的include一样;另一个是指根据某些情况指定Makefile中的有效部分,就像C语言中的预编译#if一样;还有就是定义一个多行的命令。有关这一部分的内容,我会在后续的部分中讲述。
  5. 注释。Makefile中只有行注释,和UNIX的Shell脚本一样,其注释是用“#”字符,这个就像C/C++中的“//”一样。如果你要在你的Makefile中使用“#”字符,可以用反斜框进行转义,如:“\#”。

最后,还值得一提的是,在Makefile中的命令,必须要以[Tab]键开始。

2.2Makefile的文件名

默认的情况下,make命令会在当前目录下按顺序找寻文件名为“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件,找到了解释这个文件。在这三个文件名中,最好使用“Makefile”这个文件名,因为,这个文件名第一个字符为大写,这样有一种显目的感觉。最好不要用“GNUmakefile”,这个文件是GNU的make识别的。有另外一些make只对全小写的“makefile”文件名敏感,但是基本上来说,大多数的make都支持“makefile”和“Makefile”这两种默认文件名。

当然,你可以使用别的文件名来书写Makefile,比如:“Make.Linux”,“Make.Solaris”,“Make.AIX”等,如果要指定特定的Makefile,你可以使用make的“-f”和“--file”参数,如:make -f Make.Linux或make --file Make.AIX。

2.3 引用其它的Makefile

在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来,这很像C语言的#include,被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。include的语法是:
include <filename>
filename可以是当前操作系统Shell的文件模式(可以保含路径和通配符)

在include前面可以有一些空字符,但是绝不能是[Tab]键开始。include和可以用一个或多个空格隔开。举个例子,你有这样几个Makefile:a.mk、b.mk、c.mk,还有一个文件叫foo.make,以及一个变量$(bar),其包含了e.mk和f.mk,那么,下面的语句:

    include foo.make *.mk $(bar)
等价于:
    include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk
make命令开始时,会把找寻include所指出的其它Makefile,并把其内容安置在当前的位置。就好像C/C++的#include指令一样。如果文件都没有指定绝对路径或是相对路径的话,make会在当前目录下首先寻找,如果当前目录下没有找到,那么,make还会在下面的几个目录下找:

  1. 如果make执行时,有“-I”或“--include-dir”参数,那么make就会在这个参数所指定的目录下去寻找。
  2. 如果目录 /include(一般是:/usr/local/bin或/usr/include)存在的话,make也会去找。

如果有文件没有找到的话,make会生成一条警告信息,但不会马上出现致命错误。它会继续载入其它的文件,一旦完成makefile的读取,make会再重试这些没有找到,或是不能读取的文件,如果还是不行,make才会出现一条致命信息。如果你想让make不理那些无法读取的文件,而继续执行,你可以在include前加一个减号“-”。如:

-include <filename>
其表示,无论include过程中出现什么错误,都不要报错继续执行。和其它版本make兼容的相关命令是sinclude,其作用和这一个是一样的。

2.4 环境变量 MAKEFILES

如果你的当前环境中定义了环境变量MAKEFILES,那么,make会把这个变量中的值做一个类似于include的动作。这个变量中的值是其它的Makefile,用空格分隔。只是,它和include不同的是,从这个环境变中引入的Makefile的“目标”不会起作用,如果环境变量中定义的文件发现错误,make也会不理。

但是在这里我还是建议不要使用这个环境变量,因为只要这个变量一被定义,那么当你使用make时,所有的Makefile都会受到它的影响,这绝不是你想看到的。在这里提这个事,只是为了告诉大家,也许有时候你的Makefile出现了怪事,那么你可以看看当前环境中有没有定义这个变量。

2.5 make的工作方式

GNU的make工作时的执行步骤入下:(想来其它的make也是类似)

  1. 读入所有的Makefile。
  2. 读入被include的其它Makefile。
  3. 初始化文件中的变量。
  4. 推导隐晦规则,并分析所有规则。
  5. 为所有的目标文件创建依赖关系链。
  6. 根据依赖关系,决定哪些目标要重新生成。
  7. 执行生成命令。

1-5步为第一个阶段,6-7为第二个阶段。第一个阶段中,如果定义的变量被使用了,那么,make会把其展开在使用的位置。但make并不会完全马上展开,make使用的是拖延战术,如果变量出现在依赖关系的规则中,那么仅当这条依赖被决定要使用了,变量才会在其内部展开。

当然,这个工作方式你不一定要清楚,但是知道这个方式你也会对make更为熟悉。有了这个基础,后续部分也就容易看懂了。

3 Makefile书写规则


规则包含两个部分,一个是依赖关系,一个是生成目标的方法。

在Makefile中,规则的顺序是很重要的,因为,Makefile中只应该有一个最终目标,其它的目标都是被这个目标所连带出来的,所以一定要让make知道你的最终目标是什么。一般来说,定义在Makefile中的目标可能会有很多,但是第一条规则中的目标将被确立为最终的目标。如果第一条规则中的目标有很多个,那么,第一个目标会成为最终的目标。make所完成的也就是这个目标。

好了,还是让我们来看一看如何书写规则。

3.1 规则举例

 foo.o : foo.c defs.h       # foo模块
cc -c -g foo.c
看到这个例子,各位应该不是很陌生了,前面也已说过,foo.o是我们的目标,foo.c和defs.h是目标所依赖的源文件,而只有一个命令“cc -c -g foo.c”(以Tab键开头)。这个规则告诉我们两件事:

  1. 文件的依赖关系,foo.o依赖于foo.c和defs.h的文件,如果foo.c和defs.h的文件日期要比foo.o文件日期要新,或是foo.o不存在,那么依赖关系发生。
  2. 如果生成(或更新)foo.o文件。也就是那个cc命令,其说明了,如何生成foo.o这个文件。(当然foo.c文件include了defs.h文件)

3.2 规则的语法

      targets : prerequisites
command
...
或是这样:
      targets : prerequisites ; command
command
...
targets是文件名,以空格分开,可以使用通配符。一般来说,我们的目标基本上是一个文件,但也有可能是多个文件。

command是命令行,如果其不与“target:prerequisites”在一行,那么,必须以[Tab键]开头,如果和prerequisites在一行,那么可以用分号做为分隔。(见上)

prerequisites也就是目标所依赖的文件(或依赖目标)。如果其中的某个文件要比目标文件要新,那么,目标就被认为是“过时的”,被认为是需要重生成的。这个在前面已经讲过了。

如果命令太长,你可以使用反斜框(‘\’)作为换行符。make对一行上有多少个字符没有限制。规则告诉make两件事,文件的依赖关系和如何成成目标文件。

一般来说,make会以UNIX的标准Shell,也就是/bin/sh来执行命令。

3.3 在规则中使用通配符

如果我们想定义一系列比较类似的文件,我们很自然地就想起使用通配符。make支持三各通配符:“*”,“?”和“[...]”。这是和Unix的B-Shell是相同的。

波浪号(“~”)字符在文件名中也有比较特殊的用途。如果是“~/test”,这就表示当前用户的$HOME目录下的test目录。而“~hchen/test”则表示用户hchen的宿主目录下的test目录。(这些都是Unix下的小知识了,make也支持)而在Windows或是MS-DOS下,用户没有宿主目录,那么波浪号所指的目录则根据环境变量“HOME”而定。

通配符代替了你一系列的文件,如“*.c”表示所以后缀为c的文件。一个需要我们注意的是,如果我们的文件名中有通配符,如:“*”,那么可以用转义字符“\”,如“\*”来表示真实的“*”字符,而不是任意长度的字符串。

好吧,还是先来看几个例子吧:

    clean:
rm -f *.o
上面这个例子我不不多说了,这是操作系统Shell所支持的通配符。这是在命令中的通配符。
    print: *.c
lpr -p $?
touch print
上面这个例子说明了通配符也可以在我们的规则中,目标print依赖于所有的[.c]文件。其中的“$?”是一个自动化变量,我会在后面给你讲述。
    objects = *.o
上面这个例子,表示了,通符同样可以用在变量中。并不是说[*.o]会展开,不!objects的值就是“*.o”。Makefile中的变量其实就是C/C++中的宏。如果你要让通配符在变量中展开,也就是让objects的值是所有[.o]的文件名的集合,那么,你可以这样:
    objects := $(wildcard *.o)
这种用法由关键字“wildcard”指出,关于Makefile的关键字,我们将在后面讨论。

3.4 文件搜寻

在一些大的工程中,有大量的源文件,我们通常的做法是把这许多的源文件分类,并存放在不同的目录中。所以,当make需要去找寻文件的依赖关系时,你可以在文件前加上路径,但最好的方法是把一个路径告诉make,让make在自动去找。

Makefile文件中的特殊变量“VPATH”就是完成这个功能的,如果没有指明这个变量,make只会在当前的目录中去找寻依赖文件和目标文件。如果定义了这个变量,那么,make就会在当当前目录找不到的情况下,到所指定的目录中去找寻文件了。

    VPATH = src:../headers
上面的的定义指定两个目录,“src”和“../headers”,make会按照这个顺序进行搜索。目录由“冒号”分隔。(当然,当前目录永远是最高优先搜索的地方)

另一个设置文件搜索路径的方法是使用make的“vpath”关键字(注意,它是全小写的),这不是变量,这是一个make的关键字,这和上面提到的那个VPATH变量很类似,但是它更为灵活。它可以指定不同的文件在不同的搜索目录中。这是一个很灵活的功能。它的使用方法有三种:

  1. vpath < pattern> < directories>
    为符合模式< pattern>的文件指定搜索目录< directories>。
  2. vpath < pattern>
    清除符合模式< pattern>的文件的搜索目录。
  3. vpath
    清除所有已被设置好了的文件搜索目录。

vapth使用方法中的< pattern>需要包含“%”字符。“%”的意思是匹配零或若干字符,例如,“%.h”表示所有以“.h”结尾的文件。< pattern>指定了要搜索的文件集,而< directories>则指定了 的文件集的搜索的目录。例如:

    vpath %.h ../headers
该语句表示,要求make在“../headers”目录下搜索所有以“.h”结尾的文件。(如果某文件在当前目录没有找到的话)

我们可以连续地使用vpath语句,以指定不同搜索策略。如果连续的vpath语句中出现了相同的< pattern>,或是被重复了的< pattern>,那么,make会按照vpath语句的先后顺序来执行搜索。如:

    vpath %.c foo
vpath %   blish
vpath %.c bar
其表示“.c”结尾的文件,先在“foo”目录,然后是“blish”,最后是“bar”目录。
    vpath %.c foo:bar
vpath %   blish
而上面的语句则表示“.c”结尾的文件,先在“foo”目录,然后是“bar”目录,最后才是“blish”目录。

3.5 伪目标

最早先的一个例子中,我们提到过一个“clean”的目标,这是一个“伪目标”,

    clean:
rm *.o temp
正像我们前面例子中的“clean”一样,即然我们生成了许多文件编译文件,我们也应该提供一个清除它们的“目标”以备完整地重编译而用。 (以“make clean”来使用该目标)

因为,我们并不生成“clean”这个文件。“伪目标”并不是一个文件,只是一个标签,由于“伪目标”不是文件,所以make无法生成它的依赖关系和决定它是否要执行。我们只有通过显示地指明这个“目标”才能让其生效。当然,“伪目标”的取名不能和文件名重名,不然其就失去了“伪目标”的意义了。

当然,为了避免和文件重名的这种情况,我们可以使用一个特殊的标记“.PHONY”来显示地指明一个目标是“伪目标”,向make说明,不管是否有这个文件,这个目标就是“伪目标”。

    .PHONY : clean
只要有这个声明,不管是否有“clean”文件,要运行“clean”这个目标,只有“make clean”这样。于是整个过程可以这样写:
     .PHONY: clean
clean:
rm *.o temp
伪目标一般没有依赖的文件。但是,我们也可以为伪目标指定所依赖的文件。伪目标同样可以作为“默认目标”,只要将其放在第一个。一个示例就是,如果你的Makefile需要一口气生成若干个可执行文件,但你只想简单地敲一个make完事,并且,所有的目标文件都写在一个Makefile中,那么你可以使用“伪目标”这个特性:
    all : prog1 prog2 prog3
.PHONY : all
prog1 : prog1.o utils.o
cc -o prog1 prog1.o utils.o
prog2 : prog2.o
cc -o prog2 prog2.o
prog3 : prog3.o sort.o utils.o
cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o
我们知道,Makefile中的第一个目标会被作为其默认目标。我们声明了一个“all”的伪目标,其依赖于其它三个目标。由于伪目标的特性是,总是被执行的,所以其依赖的那三个目标就总是不如“all”这个目标新。所以,其它三个目标的规则总是会被决议。也就达到了我们一口气生成多个目标的目的。“.PHONY : all”声明了“all”这个目标为“伪目标”。

随便提一句,从上面的例子我们可以看出,目标也可以成为依赖。所以,伪目标同样也可成为依赖。看下面的例子:

    .PHONY: cleanall cleanobj cleandiff
cleanall : cleanobj cleandiff
rm program
cleanobj :
rm *.o
cleandiff :
rm *.diff
“make clean”将清除所有要被清除的文件。“cleanobj”和“cleandiff”这两个伪目标有点像“子程序”的意思。我们可以输入“make cleanall”和“make cleanobj”和“make cleandiff”命令来达到清除不同种类文件的目的

3.6 多目标

Makefile的规则中的目标可以不止一个,其支持多目标,有可能我们的多个目标同时依赖于一个文件,并且其生成的命令大体类似。于是我们就能把其合并起来。当然,多个目标的生成规则的执行命令是同一个,这可能会可我们带来麻烦,不过好在我们的可以使用一个自动化变量“$@”(关于自动化变量,将在后面讲述),这个变量表示着目前规则中所有的目标的集合,这样说可能很抽象,还是看一个例子吧。

    bigoutput littleoutput : text.g
generate text.g -$(subst output,,$@) > $@
    上述规则等价于:
bigoutput : text.g generate text.g -big > bigoutput littleoutput : text.g generate text.g -little > littleoutput
其中,-$(subst output,,$@)中的“$”表示执行一个Makefile的函数,函数名为subst,后面的为参数。关于函数,将在后面讲述。这里的这个函数是截取字符串的意思,“$@”表示目标的集合,就像一个数组,“$@”依次取出目标,并执于命令。

3.7 静态模式

静态模式可以更加容易地定义多目标的规则,可以让我们的规则变得更加的有弹性和灵活。我们还是先来看一下语法:

<targets ...>: <target-pattern>: <prereq-patterns ...>
   <commands>
...

targets定义了一系列的目标文件,可以有通配符。是目标的一个集合。

target-parrtern是指明了targets的模式,也就是的目标集模式。

prereq-parrterns是目标的依赖模式,它对target-parrtern形成的模式再进行一次依赖目标的定义。

这样描述这三个东西,可能还是没有说清楚,还是举个例子来说明一下吧。如果我们的<target-parrtern>定义成“%.o”,意思是我们的集合中都是以“.o”结尾的,而如果我们的<prereq-parrterns>定义成“%.c”,意思是对<target-parrtern>所形成的目标集进行二次定义,其计算方法是,取<target-parrtern>模式中的“%”(也就是去掉了[.o]这个结尾),并为其加上[.c]这个结尾,形成的新集合。

所以,我们的“目标模式”或是“依赖模式”中都应该有“%”这个字符,如果你的文件名中有“%”那么你可以使用反斜杠“\”进行转义,来标明真实的“%”字符。

看一个例子:

    objects = foo.o bar.o
all: $(objects)
$(objects): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@
上面的例子中,指明了我们的目标从$object中获取,“%.o”表明要所有以“.o”结尾的目标,也就是“foo.o bar.o”,也就是变量$object集合的模式,而依赖模式“%.c”则取模式“%.o”的“%”,也就是“foo bar”,并为其加下“.c”的后缀,于是,我们的依赖目标就是“foo.c bar.c”。而命令中的“$<”和“$@”则是自动化变量,“$<”表示所有的依赖目标集(也就是“foo.c bar.c”),“$@”表示目标集(也褪恰癴oo.o bar.o”)。于是,上面的规则展开后等价于下面的规则:
    foo.o : foo.c
$(CC) -c $(CFLAGS) foo.c -o foo.o
bar.o : bar.c
$(CC) -c $(CFLAGS) bar.c -o bar.o
试想,如果我们的“%.o”有几百个,那种我们只要用这种很简单的“静态模式规则”就可以写完一堆规则,实在是太有效率了。“静态模式规则”的用法很灵活,如果用得好,那会一个很强大的功能。再看一个例子:
    files = foo.elc bar.o lose.o
$(filter %.o,$(files)): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@
$(filter %.elc,$(files)): %.elc: %.el
emacs -f batch-byte-compile $<

$(filter %.o,$(files))表示调用Makefile的filter函数,过滤“$filter”集,只要其中模式为“%.o”的内容。其的它内容,我就不用多说了吧。这个例字展示了Makefile中更大的弹性。

3.8 自动生成依赖性

在Makefile中,我们的依赖关系可能会需要包含一系列的头文件,比如,如果我们的main.c中有一句“#include "defs.h"”,那么我们的依赖关系应该是:

    main.o : main.c defs.h
但是,如果是一个比较大型的工程,你必需清楚哪些C文件包含了哪些头文件,并且,你在加入或删除头文件时,也需要小心地修改Makefile,这是一个很没有维护性的工作。为了避免这种繁重而又容易出错的事情,我们可以使用C/C++编译的一个功能。大多数的C/C++编译器都支持一个“-M”的选项,即自动找寻源文件中包含的头文件,并生成一个依赖关系。例如,如果我们执行下面的命令:
    cc -M main.c
其输出是:
    main.o : main.c defs.h
于是由编译器自动生成的依赖关系,这样一来,你就不必再手动书写若干文件的依赖关系,而由编译器自动生成了。需要提醒一句的是,如果你使用GNU的C/C++编译器,你得用“-MM”参数,不然,“-M”参数会把一些标准库的头文件也包含进来。

gcc -M main.c的输出是:

    main.o: main.c defs.h /usr/include/stdio.h /usr/include/features.h \
/usr/include/sys/cdefs.h /usr/include/gnu/stubs.h \
/usr/lib/gcc-lib/i486-suse-linux/2.95.3/include/stddef.h \
/usr/include/bits/types.h /usr/include/bits/pthreadtypes.h \
/usr/include/bits/sched.h /usr/include/libio.h \
/usr/include/_G_config.h /usr/include/wchar.h \
/usr/include/bits/wchar.h /usr/include/gconv.h \
/usr/lib/gcc-lib/i486-suse-linux/2.95.3/include/stdarg.h \
/usr/include/bits/stdio_lim.h
gcc -MM main.c的输出则是:
    main.o: main.c defs.h
那么,编译器的这个功能如何与我们的Makefile联系在一起呢。因为这样一来,我们的Makefile也要根据这些源文件重新生成,让Makefile自已依赖于源文件?这个功能并不现实,不过我们可以有其它手段来迂回地实现这一功能。GNU组织建议把编译器为每一个源文件的自动生成的依赖关系放到一个文件中,为每一个“name.c”的文件都生成一个“name.d”的Makefile文件,[.d]文件中就存放对应[.c]文件的依赖关系。

于是,我们可以写出[.c]文件和[.d]文件的依赖关系,并让make自动更新或自成[.d]文件,并把其包含在我们的主Makefile中,这样,我们就可以自动化地生成每个文件的依赖关系了。

这里,我们给出了一个模式规则来产生[.d]文件:

    %.d: %.c
@set -e; rm -f $@; \
$(CC) -M $(CPPFLAGS) $< > $@.$$$$; \
sed 's,\($*\)\.o[ :]*,\1.o $@ : ,g' < $@.$$$$ > $@; \
rm -f $@.$$$$

这个规则的意思是,所有的[.d]文件依赖于[.c]文件,“rm -f $@”的意思是删除所有的目标,也就是[.d]文件,第二行的意思是,为每个依赖文件“$<”,也就是[.c]文件生成依赖文件,“$@”表示模式“%.d”文件,如果有一个C文件是name.c,那么“%”就是“name”,“$$$$”意为一个随机编号,第二行生成的文件有可能是“name.d.12345”,第三行使用sed命令做了一个替换,关于sed命令的用法请参看相关的使用文档。第四行就是删除临时文件。

总而言之,这个模式要做的事就是在编译器生成的依赖关系中加入[.d]文件的依赖,即把依赖关系:

    main.o : main.c defs.h
转成:
    main.o main.d : main.c defs.h
于是,我们的[.d]文件也会自动更新了,并会自动生成了,当然,你还可以在这个[.d]文件中加入的不只是依赖关系,包括生成的命令也可一并加入,让每个[.d]文件都包含一个完赖的规则。一旦我们完成这个工作,接下来,我们就要把这些自动生成的规则放进我们的主Makefile中。我们可以使用Makefile的“include”命令,来引入别的Makefile文件(前面讲过),例如:
    sources = foo.c bar.c
include $(sources:.c=.d)
上述语句中的“$(sources:.c=.d)”中的“.c=.d”的意思是做一个替换,把变量$(sources)所有[.c]的字串都替换成[.d],关于这个“替换”的内容,在后面我会有更为详细的讲述。当然,你得注意次序,因为include是按次来载入文件,最先载入的[.d]文件中的目标会成为默认目标

4 Makefile 书写命令


每条规则中的命令和操作系统Shell的命令行是一致的。make会一按顺序一条一条的执行命令,每条命令的开头必须以[Tab]键开头,除非,命令是紧跟在依赖规则后面的分号后的。在命令行之间中的空格或是空行会被忽略,但是如果该空格或空行是以Tab键开头的,那么make会认为其是一个空命令。

我们在UNIX下可能会使用不同的Shell,但是make的命令默认是被“/bin/sh”——UNIX的标准Shell解释执行的。除非你特别指定一个其它的Shell。Makefile中,“#”是注释符,很像C/C++中的“//”,其后的本行字符都被注释。

4.1 显示命令

通常,make会把其要执行的命令行在命令执行前输出到屏幕上。当我们用“@”字符在命令行前,那么,这个命令将不被make显示出来,最具代表性的例子是,我们用这个功能来像屏幕显示一些信息。如:

    @echo 正在编译XXX模块......
当make执行时,会输出“正在编译XXX模块......”字串,但不会输出命令,如果没有“@”,那么,make将输出:
    echo 正在编译XXX模块......
正在编译XXX模块......
如果make执行时,带入make参数“-n”或“--just-print”,那么其只是显示命令,但不会执行命令,这个功能很有利于我们调试我们的Makefile,看看我们书写的命令是执行起来是什么样子的或是什么顺序的。

而make参数“-s”或“--slient”则是全面禁止命令的显示。

4.2 命令执行

当依赖目标新于目标时,也就是当规则的目标需要被更新时,make会一条一条的执行其后的命令。需要注意的是,如果你要让上一条命令的结果应用在下一条命令时,你应该使用分号分隔这两条命令。比如你的第一条命令是cd命令,你希望第二条命令得在cd之后的基础上运行,那么你就不能把这两条命令写在两行上,而应该把这两条命令写在一行上,用分号分隔。如:

    示例一:
exec:
cd /home/hchen
pwd
示例二:
exec:
cd /home/hchen; pwd

当我们执行“make exec”时,第一个例子中的cd没有作用,pwd会打印出当前的Makefile目录,而第二个例子中,cd就起作用了,pwd会打印出“/home/hchen”。

make一般是使用环境变量SHELL中所定义的系统Shell来执行命令,默认情况下使用UNIX的标准Shell——/bin/sh来执行命令。但在MS-DOS下有点特殊,因为MS-DOS下没有SHELL环境变量,当然你也可以指定。如果你指定了UNIX风格的目录形式,首先,make会在SHELL所指定的路径中找寻命令解释器,如果找不到,其会在当前盘符中的当前目录中寻找,如果再找不到,其会在PATH环境变量中所定义的所有路径中寻找。MS-DOS中,如果你定义的命令解释器没有找到,其会给你的命令解释器加上诸如“.exe”、“.com”、“.bat”、“.sh”等后缀。

4.3 命令出错

每当命令运行完后,make会检测每个命令的返回码,如果命令返回成功,那么make会执行下一条命令,当规则中所有的命令成功返回后,这个规则就算是成功完成了。如果一个规则中的某个命令出错了(命令退出码非零),那么make就会终止执行当前规则,这将有可能终止所有规则的执行。

有些时候,命令的出错并不表示就是错误的。例如mkdir命令,我们一定需要建立一个目录,如果目录不存在,那么mkdir就成功执行,万事大吉,如果目录存在,那么就出错了。我们之所以使用mkdir的意思就是一定要有这样的一个目录,于是我们就不希望mkdir出错而终止规则的运行。

为了做到这一点,忽略命令的出错,我们可以在Makefile的命令行前加一个减号“-”(在Tab键之后),标记为不管命令出不出错都认为是成功的。如:

   clean:
-rm -f *.o
还有一个全局的办法是,给make加上“-i”或是“--ignore-errors”参数,那么,Makefile中所有命令都会忽略错误。而如果一个规则是以“.IGNORE”作为目标的,那么这个规则中的所有命令将会忽略错误。这些是不同级别的防止命令出错的方法,你可以根据你的不同喜欢设置。

还有一个要提一下的make的参数的是“-k”或是“--keep-going”,这个参数的意思是,如果某规则中的命令出错了,那么就终目该规则的执行,但继续执行其它规则。

4.4 嵌套执行make

在一些大的工程中,我们会把我们不同模块或是不同功能的源文件放在不同的目录中,我们可以在每个目录中都书写一个该目录的Makefile,这有利于让我们的Makefile变得更加地简洁,而不至于把所有的东西全部写在一个Makefile中,这样会很难维护我们的Makefile,这个技术对于我们模块编译和分段编译有着非常大的好处。

例如,我们有一个子目录叫subdir,这个目录下有个Makefile文件,来指明了这个目录下文件的编译规则。那么我们总控的Makefile可以这样书写:

    subsystem:
cd subdir && $(MAKE)
其等价于:
subsystem:
$(MAKE) -C subdir
定义$(MAKE)宏变量的意思是,也许我们的make需要一些参数,所以定义成一个变量比较利于维护。这两个例子的意思都是先进入“subdir”目录,然后执行make命令。

我们把这个Makefile叫做“总控Makefile”,总控Makefile的变量可以传递到下级的Makefile中(如果你显示的声明),但是不会覆盖下层的Makefile中所定义的变量,除非指定了“-e”参数。

如果你要传递变量到下级Makefile中,那么你可以使用这样的声明:

export <variable ...>
如果你不想让某些变量传递到下级Makefile中,那么你可以这样声明:
unexport <variable ...>
如:
示例一:
export variable = value
其等价于:
variable = value
export variable
其等价于:
export variable := value
其等价于:
variable := value
export variable
示例二:
export variable += value
其等价于:
variable += value
export variable
如果你要传递所有的变量,那么,只要一个export就行了。后面什么也不用跟,表示传递所有的变量。

需要注意的是,有两个变量,一个是SHELL,一个是MAKEFLAGS,这两个变量不管你是否export,其总是要传递到下层Makefile中,特别是MAKEFILES变量,其中包含了make的参数信息,如果我们执行“总控Makefile”时有make参数或是在上层Makefile中定义了这个变量,那么MAKEFILES变量将会是这些参数,并会传递到下层Makefile中,这是一个系统级的环境变量。

但是make命令中的有几个参数并不往下传递,它们是“-C”,“-f”,“-h”“-o”和“-W”(有关Makefile参数的细节将在后面说明),如果你不想往下层传递参数,那么,你可以这样来:

subsystem:
cd subdir && $(MAKE) MAKEFLAGS=
如果你定义了环境变量MAKEFLAGS,那么你得确信其中的选项是大家都会用到的,如果其中有“-t”,“-n”,和“-q”参数,那么将会有让你意想不到的结果,或许会让你异常地恐慌。

还有一个在“嵌套执行”中比较有用的参数,“-w”或是“--print-directory”会在make的过程中输出一些信息,让你看到目前的工作目录。比如,如果我们的下级make目录是“/home/hchen/gnu/make”,如果我们使用“make -w”来执行,那么当进入该目录时,我们会看到:

make: Entering directory `/home/hchen/gnu/make'.
而在完成下层make后离开目录时,我们会看到:
make: Leaving directory `/home/hchen/gnu/make'
当你使用“-C”参数来指定make下层Makefile时,“-w”会被自动打开的。如果参数中有“-s”(“--slient”)或是“--no-print-directory”,那么,“-w”总是失效的。

4.5 定义命令包

如果Makefile中出现一些相同命令序列,那么我们可以为这些相同的命令序列定义一个变量。定义这种命令序列的语法以“define”开始,以“endef”结束,如:

    define run-yacc
yacc $(firstword $^)
mv y.tab.c $@
endef
这里,“run-yacc”是这个命令包的名字,其不要和Makefile中的变量重名。在“define”和“endef”中的两行就是命令序列。这个命令包中的第一个命令是运行Yacc程序,因为Yacc程序总是生成“y.tab.c”的文件,所以第二行的命令就是把这个文件改改名字。还是把这个命令包放到一个示例中来看看吧。
    foo.c : foo.y
$(run-yacc)
我们可以看见,要使用这个命令包,我们就好像使用变量一样。在这个命令包的使用中,命令包“run-yacc”中的“$^”就是“foo.y”,“$@”就是“foo.c”(有关这种以“$”开头的特殊变量,我们会在后面介绍),make在执行命令包时,命令包中的每个命令会被依次独立执行。
posted @ 2009-08-03 14:29 chaosuper 阅读(126) | 评论 (0)编辑 收藏

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