Makefile による C プログラムの依存性を理解し、管理

Makefiles は 1970 年代以降 Unix の一部で、GNU Make は Linux と macOS のデファクトスタンダードです。構文は簡潔ですが、微妙にすることができます。依存関係を正しく取得することは、C 開発者のニーズを第一に考えるものです。

依存関係の理解

Cプロジェクトでは、依存関係は]ファイルに限定されません。各ソースファイルには、1つ以上のヘッダーファイル(例、)が含まれます。ヘッダーが変更された場合、そのヘッダーを含むすべての[]]]が再コンパイルされなければならない。同様に、オブジェクトファイルは、対応するファイルに依存し、最終実行可能はすべてのオブジェクトファイルに依存します。

明示的対インプリシットの依存関係

Makefiles の初期では、プログラマは手動ですべての前提条件をリストしました。このアプローチは壊れやすいです。ヘッダを忘れると、余りに多くのトリガーをリストしている間に、ビルドが固定されます。プロジェクトが成長するにつれて、手動リストは維持できません。現代のソリューションは、コンパイラが依存関係を自動的に生成し、インプリシット、機械チェックされた前提条件にそれらをオンにすることです。

よく作られた Makefile は、依存関係を一流の懸念として扱います。この目標は、再構築を必要としないものを再構築し、常にそのすべてを再構築するものではありません。これは、増分ビルドにおける の本質です]] と [ の効率] の本質です。

Makefileの基本構造

典型的な Makefile には、変数定義、ルール、およびフォニーのターゲットが含まれています。 と のプロジェクトでは、最小限の機能例を示します。

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -Wextra -O2

main: main.o utils.o
 $(CC) $(CFLAGS) -o main main.o utils.o

main.o: main.c
 $(CC) $(CFLAGS) -c main.c

utils.o: utils.c
 $(CC) $(CFLAGS) -c utils.c

clean:
 rm -f main main.o utils.o

この Makefile には 4 つのターゲットがあります。 (実行可能), 2 つのオブジェクト ファイル, フォニー ターゲット ]. コロンの後に依存線は ] を指示します] 。 対象を再構築する前にチェックするファイル.

ポニーターゲット

や のようなターゲットは、ファイルを表すものではありません。 ] をファイルの名前でそれらを混同するから] を防ぐには、 ]] フォニー[ として宣言する必要があります。

.PHONY: clean all

これを使わなければ、[というファイルが存在していた場合は、]]make]は、それをアップ〜〜デートに考え、レシピをスキップします。

依存関係を効果的に管理

上記のマニュアルの Makefile は、深刻な欠陥があります。[の依存性は正しいですが、ヘッダはどうですか?[]が変更された場合、(これを含む)再構築する必要がありますが、ルールはに依存するだけと言います。 修正は、コンパイラが実際の依存リストを生成できるようにすることです。

GCCによる自動依存生成

GCC(およびClang)は、フラグの []家族を使用して依存情報を生成することができます。ほとんどのプロジェクトのための最も実用的な組み合わせは、です。

• ] – コンパイル時に依存ファイル()を記述し、ユーザ定義ヘッダーのみ(システムヘッダではなく)をリストします。
• ] – 依存関係ファイルの名称を指定します。
• [] - ヘッダーが削除されるとエラーを防ぐ、各ヘッダーのフォニーターゲットを追加します。

以下は、Makefile に自動依存関係をトラッキングする仕組みです。

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -Wextra -O2 -MMD -MP
SRCDIR = src
OBJDIR = obj
SRCS = $(wildcard $(SRCDIR)/*.c)
OBJS = $(patsubst $(SRCDIR)/%.c,$(OBJDIR)/%.o,$(SRCS))
DEPS = $(OBJS:.o=.d)

all: myprogram

myprogram: $(OBJS)
 $(CC) $(CFLAGS) -o $@ $^

$(OBJDIR)/%.o: $(SRCDIR)/%.c
 @mkdir -p $(OBJDIR)
 $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

-include $(DEPS)

.PHONY: all clean
clean:
 rm -rf $(OBJDIR) myprogram

説明:

• [ は、ソースディレクトリ内の [] ファイルを全て収集します。
• は、オブジェクトファイルパスに変換します。
• [] は依存ファイル (例えば、]) をリストします。
• パターンルールは、それぞれ[]]ファイルをコンパイルし、]のせいで、 をサイドエフェクトとして生成します。
• 行 [] は生成された ファイルを読み込み、実際の Makefile 前提条件に変えます。 ダッシュ () は、 ] ファイルがまだ存在しないときにエラーを抑制します(例えば、最初のビルドで)。

が変更された場合、の次の呼び出しは、]が自動的に再コンパイルされます。 [の []]のファイルには、前提条件として []が含まれています。

高度な技術

発生依存関係を安全に処理

ヘッダが削除されたとき、 [] ファイルがまだ参照して、 ] を] を行ない、 未処理のターゲットエラーで失敗させる。 [] フラグは、各依存ヘッダーの空のフォニールールを追加することによってこれに対処します。 ヘッダがなくなった場合は、]] は、単に偽のルールを実行し、続行します。

$(OBJDIR)/%.o: $(SRCDIR)/%.c | $(OBJDIR)
 $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

$(OBJDIR):
 mkdir -p $@