Makefile 7——自动生成依赖关系 三颗星

Posted 2020-09-17 悄然拔尖

后面会介绍gcc获得源文件依赖的方法，gcc这个功能就是为make而存在的。我们采用gcc的-MM选项结合sed命令。使用sed进行替换的目的是为了在目标名前加上“objs/”前缀。gcc的-E选项，预处理。在生成依赖关系时，其实并不需要gcc编译源文件，只要预处理就可以获得依赖关系了。通过-E选项，可以避免生成依赖关系时gcc发出警告，以及提高依赖关系的生成效率。

现在，已经找到自动生成依赖关系的方法了，那么如何将其整合到我们complicated项目的Makefile中呢？自动生成的依赖信息不能直接出现在Makefile中，因为不能动态地改变Makefile中的内容，此时我们需要通过创建依赖关系文件的方式。假设依赖关系的文件以“.dep”结尾，因此我们新创建一个deps文件，用来存放依赖关系文件信息。

Makefile如下：

 1 .PHONY: all clean
 2 
 3 MKDIR = mkdir
 4 RM = rm
 5 RMFLAGS = -rf
 6 
 7 CC=gcc
 8 
 9 DIR_OBJS=objs
10 DIR_EXES=exes
11 DIR_DEPS=deps
12 
13 DIRS =$(DIR_OBJS) $(DIR_EXES) $(DIR_DEPS)
14 EXE=complicated
15 EXE:=$(addprefix $(DIR_EXES)/,$(EXE))
16 SRCS=$(wildcard *.c)
17 OBJS=$(SRCS:.c=.o)
18 OBJS:=$(addprefix $(DIR_OBJS)/,$(OBJS))
19 DEPS=$(SRCS:.c=.dep)
20 DEPS:=$(addprefix $(DIR_DEPS)/,$(DEPS))
21 
22 all:$(DIRS) $(DEPS) $(EXE)
23 $(DIRS):
24     $(MKDIR) $@
25 $(EXE):$(OBJS)
26     $(CC) -o $@ $^
27 $(DIR_OBJS)/%.o:%.c 
28     $(CC) -o $@ -c $^
29 $(DIR_DEPS)/%.dep:%.c
30     @echo "Creating $@ ..."
31     @set -e;\\
32     $(RM) $(RMFLAGS) $@.tmp;\\
33     $(CC) -E -MM $^ >$@.tmp;\\
34     sed \'s,\\(.*\\)\\.o[:]*,objs/\\1.o:,g\' <$@.tmp >$@;\\
35     $(RM) $(RMFLAGS) $@.tmp
36 clean:
37     $(RM) $(RMFLAGS) $(DIRS) 

（这个Makefile废了不少力气才想明白。。。）

和之前的complicated项目的Makefile相比：

1，增加了deps文件夹

2，删除了目标文件创建规则中的foo.h依赖，并将规则中的$<变回了$^

3,增加了了DEPS变量用于存放文件

4，为all目标增加了$(DEPS)

5，增加了一个用于创建依赖关系问价你的规则。在这个规则中，使用了gcc的-E和-MM选项来获取依赖关系。在生成最终的依赖关系文件之前，使用了一个由$@.tmp表示的临时文件，且在依赖文件生成以后将其删除。set -e的作用是告诉shell，在生成依赖关系文件的过程中如果出现任何错误就直接退出。shell异常退出的最终表现就是make会告诉我们出错了，从而停止后续的make工作。如果不设置这一行，当构建依赖出错时，make还会继续后面的工作并最终出错，这并不是我们希望看到的。读者可以测试故意在源文件或者头文件中植入错误并去掉set -e选项观察make的行为和加上set -e有上面不同。

这里还有几个知识点需要补充。

1.对于规则中的每一条命令，make都是在一个新的shell上运行它的。

2.如果希望多个命令在同一个shell中运行，可以用“；”将这些命令连起来。

3.当命令很长时，可以用“\\”将一个命令书写成多行。

为了更好的理解第一点，我们做一个实验。现假设需要创建一个test目录，然后在这个test目录下再创建一个subtest子目录。编写Makefile如下：

 

1 .PHONY:all
2 all:
3     @mkdir test
4     @cd    test
5     @mkdir subtest

 

可以看到test和subtest是同级目录并非父子目录，然后用上面提到的知识点更改Makefile：

1 .PHONY:all
2 all:
3     @mkdir test;\\
4     cd    test;\\
5     mkdir subtest

 

这样就可以达到目的了。不过你可能会想，为什么这里后面的cd和最后一个mkdir不需要在前面加上@呢？那么我们加上试试呢？

 

如果使用了分号“ ；”，表示命令在同一个shell中运行，而且使用“ \\”链接一条命令，既然是一条命令，自然不能够识别后面的@cd或者@mkdir，因为最开始的mkdir使用@，让终端不显示执行的指令，后面的cd和mkdir是在前面操作的情况下进行的 ，此时，直接使用命令即可。

还有一个需要注意的地方：

如同

EXE=complicated

EXE:=$(addprefix $(DIR_EXES)/,$(EXE))

这样的Makefile，为什么第二个赋值我们是用：=而不是直接=呢？这也是需要注意的小细节，这个在之前的随笔中已经说过，要是用=，会导致无限递归，为什么呢？因为EXE在复制号左边，而右边又有$(EXE)(EXE的引用)，这样会无限调用，make报错。不信你可以试试。

 

最后，来到最难的一个东西：

sed \'s,\\(.*\\)\\.o[:]*,objs/\\1.o:,g\' <$@.tmp >$@;

这个语句才是最难的，也是最费力的。

首先要简单说明一下linux中sed的用法：

1.简介

sed是非交互式的编辑器。它不会修改文件，除非使用shell重定向来保存结果（这里这个复杂命令就用了重定向来更改）。默认情况下，所有的输出行都被打印到屏幕上。

sed编辑器逐行处理文件（或输入），并将结果发送到屏幕。具体过程如下：首先sed把当前正在处理的行保存在一个临时缓存区中（也称为模式空间），然后处理临时缓冲区中的行，完成后把该行发送到屏幕上。sed每处理完一行就将其从临时缓冲区删除，然后将下一行读入，进行处理和显示。处理完输入文件的最后一行后，sed便结束运行。sed把每一行都存在临时缓冲区中，对这个副本进行编辑，所以不会修改原文件。

2.定址

定址用于决定对哪些行进行编辑。地址的形式可以是数字、正则表达式、或二者的结合。如果没有指定地址，sed将处理输入文件的所有行

3.命令与选项

sed命令告诉sed如何处理由地址指定的各输入行，如果没有指定地址则处理所有的输入行。

此处sed引用此博客， 参考链接：http://www.cnblogs.com/edwardlost/archive/2010/09/17/1829145.html

3.1 sed命令

命令	功能
a\\	在当前行后添加一行或多行。多行时除最后一行外，每行末尾需用“\\”续行
c\\	用此符号后的新文本替换当前行中的文本。多行时除最后一行外，每行末尾需用"\\"续行
i\\	在当前行之前插入文本。多行时除最后一行外，每行末尾需用"\\"续行
d	删除行
h	把模式空间里的内容复制到暂存缓冲区
H	把模式空间里的内容追加到暂存缓冲区
g	把暂存缓冲区里的内容复制到模式空间，覆盖原有的内容
G	把暂存缓冲区的内容追加到模式空间里，追加在原有内容的后面
l	列出非打印字符
p	打印行
n	读入下一输入行，并从下一条命令而不是第一条命令开始对其的处理
q	结束或退出sed
r	从文件中读取输入行
!	对所选行以外的所有行应用命令
s	用一个字符串替换另一个
g	在行内进行全局替换
w	将所选的行写入文件
x	交换暂存缓冲区与模式空间的内容
y	将字符替换为另一字符（不能对正则表达式使用y命令）

 

3.2 sed选项

选项	功能
-e	进行多项编辑，即对输入行应用多条sed命令时使用
-n	取消默认的输出
-f	指定sed脚本的文件名

 

 

 

 

4.退出状态

sed不向grep一样，不管是否找到指定的模式，它的退出状态都是0。只有当命令存在语法错误时，sed的退出状态才不是0。

 

 

 

5.正则表达式元字符

 与grep一样，sed也支持特殊元字符，来进行模式查找、替换。不同的是，sed使用的正则表达式是括在斜杠线"/"之间的模式。

如果要把正则表达式分隔符"/"改为另一个字符，比如o，只要在这个字符前加一个反斜线，在字符后跟上正则表达式，再跟上这个字符即可。例如：sed -n \'\\o^Myop\' datafile

 

 

 

 

 

 

 

元字符	功能	示例
^	行首定位符	/^my/  匹配所有以my开头的行
$	行尾定位符	/my$/  匹配所有以my结尾的行
.	匹配除换行符以外的单个字符	/m..y/  匹配包含字母m，后跟两个任意字符，再跟字母y的行
*	匹配零个或多个前导字符	/my*/  匹配包含字母m,后跟零个或多个y字母的行
[]	匹配指定字符组内的任一字符	/[Mm]y/  匹配包含My或my的行
[^]	匹配不在指定字符组内的任一字符	/[^Mm]y/  匹配包含y，但y之前的那个字符不是M或m的行
\\(..\\)	保存已匹配的字符	1,20s/\\(you\\)self/\\1r/  标记元字符之间的模式，并将其保存为标签1，之后可以使用\\1来引用它。最多可以定义9个标签，从左边开始编号，最左边的是第一个。此例中，对第1到第20行进行处理，you被保存为标签1，如果发现youself，则替换为your。
&	保存查找串以便在替换串中引用	s/my/**&**/  符号&代表查找串。my将被替换为**my**
\\<	词首定位符	/\\<my/  匹配包含以my开头的单词的行
\\>	词尾定位符	/my\\>/  匹配包含以my结尾的单词的行
x\\{m\\}	连续m个x	/9\\{5\\}/ 匹配包含连续5个9的行
x\\{m,\\}	至少m个x	/9\\{5,\\}/  匹配包含至少连续5个9的行
x\\{m,n\\}	至少m个，但不超过n个x	/9\\{5,7\\}/  匹配包含连续5到7个9的行

 

1.并不是只有 / 可作为模式分割符，很多符合如 , ; 都可以，尤其是模式中有 / 时使用其他分割符更方便，这里这个复杂例子使用逗号,做模式分隔符；

sed \'s,\\(.*\\)\\.o[:]*,objs/\\1.o:,g\' <$@.tmp >$@;
现在来分解这个复杂表达式，首先，sed s表示我们想用一个字符串替换另一个字符串，这也是我们使用sed的原因，它的s命令就
可以达到这个效果。

\'s,\\(.*\\)\\.o[:]*,objs/\\1.o:,g\'第一次分解，此时需要知道，单引号是一对的，即s前面的\'和g后面的\'是一个整体单引号，
这也是sed命令的基础，至于单引号和双引号有什么区别，可百度谷歌或者必应。（但是我之前测试的单引号和双引号并不是我搜索所显示的那样，后面再试试吧）
继续分解，s，中s是替换字符串的意思，这个在上面的表格中可以查询到，逗号，表示模式分隔符，在这种有/出现的字符串中，我们选择了逗号，作为分隔符号。
所以下一次分解应该倒下一个逗号处，

\\(.*\\)\\.o[:]*,
这里首先看 .*   它表示匹配任意字符，\\(  \\)是一个整体，也是通过上面的表格得到的，然后转义字符\\和.o在一起，把.的作用（匹配除换行符的单个字符）变成普通的.（就是一个字符.），那么这一句话就是
操作字符串所有有.o的且在.0后面（可以有空格）匹配：的零个或多个字符串。

objs/\\1.o:,g
这里要解释的是\\1.o  这里用了转义字符\\加上1，这表示什么呢？尤其是这个1，表示的就是前面\\( \\)内的字符串，这是组
的概念，如何知道是第几组呢？前面的第一个\\（\\）的就是第一组，用转义字符\\1表示，依次类推。g在sed中表示行内全局替换
这样，我们做一个假设例子来说明。
abc.o  :   用这个代表\\(.*\\)\\.o[:]*
然后objs/\\1.o:,g之后呢，abc.o :变成了 objs/abc.o:   这里相当于给前面的通用匹配加上了objs/前缀，并且把:和.o之前的空格去掉了

最后这个<$@.tmp >$@;这不属于sed的内容了，属于linux和Makefile的东西，$@.tmp重定向输入给前面的sed替换操作，
$@代表目标在Makefile中，$@.tmp是前面的Makefile生成的，<重定向，看方向是输入，
就是把$@.tmp重定向输入给sed，经过sed替换之后，再输出重定向 > 到$@,这个是目标。
这样再回过头去看之前那个Makefile就可以看懂了。