makefile(09)_扩展支持

23.独立模块的支持

23.1.问题：

一般而言，不同工程师负责不同模块的开发，编译环境中如何支持模块的独立编译？

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23.2.问题背景：

• 大型项目的代码成千上万，完整编译的时间较长，
• 编写模块代码时，可以通过编译检查语法错误；
• 为了提高开发效率，需要支持指定模块的独立编译
  

  23.3.解决方案

• 将模块名(module)作为目标名(伪目标)建立规则
• 目标(module)对应的依赖为build build/module
• 规则中的命令进入对应的模块文件夹进行编译
• 编译结果存放于build文件夹下

  23.4.关键技术点

  如何获取make命令行中指定编译的模块名？
  预定义变量：$(MAKECMDGOALS)，命令行中指定的目标名（make的命令行参数）
  
  编程实验：

  $(MODULES) : $(DIR_BUILD) $(DIR_BUILD)/$(MAKECMDGOALS)
  @echo "Begin to compile $@"
  @set -e; \
  cd $$dir && \
  $(MAKE) all \
          DEBUG:=$(DEBUG) \
          DIR_BUILD:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_BUILD)) \
          DIR_COMMON_INC:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_COMMON_INC)) \
          CMD_CFG:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(CMD_CFG)) \
          MOD_CFG:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(MOD_CFG)) \
          MOD_RULE:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(MOD_RULE)) && \
  cd .. ;

  注意：自动变量只能在规则的命令中使用，不能在依赖中使用

  23.5.Makefile中的代码复用

  当不同规则中的命令大量重复时，可以考虑自定义函数
  Makefile中的自定义函数是一种代码复用的方式
  

23.6.思路

将编译模块的命令集作为自定义函数的具体实现
函数参数作为模块名，函数调用后编译参数指定的模块
在不同的规则中调用该函数

编程实验：

define makemodule
    cd $(1) && \
    $(MAKE) all \
            DEBUG:=$(DEBUG) \
            DIR_BUILD:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_BUILD)) \
            DIR_COMMON_INC:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_COMMON_INC)) \
            CMD_CFG:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(CMD_CFG)) \
            MOD_CFG:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(MOD_CFG)) \
            MOD_RULE:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(MOD_RULE)) && \
    cd .. ; 
endef

23.7.总结

• 编写模块代码时可以通过模块独立编译快速检查语法错误
• 自动变量只能在规则的命令中使用，不能在依赖中使用
• Makefile中的自定义函数是代码复用的一种方式
• 当不同规则中的命令大量重复时，可以考虑自定义函数

  24.第三方库的支持

  24.1.问题

  当需要使用第三方库文件时，编译环境中的makefile如何修改？

  24.2.经验假设

• 第三方库通过函数调用的方式提供库中的功能
• 库文件发布时都附带了声明库函数原型的头文件
• 编译阶段使用头文件，链接阶段使用库文件

  24.3.第三方库在项目中的位置

  

  24.4.第三方库的编译阶段

  定义变量DIR_LIBS_INC用于指示头文件的存储位置
  DIR_LIBS_INC := $(DIR_PROJECT)/libs/inc
  使用DIR_LIBS_INC提示make头文件的存储位置
  Vpath %$(TYPE_INC) $(DIR_LIBS_INC)
  使用DIR_LIBS_INC提示编译器头文件的存储位置
  CFLAGS += -i$(DIR_LIBS_INC)
  编程实验（改动如下）：
  

  24.5.注意事项

  定于DIR_LIBS_LIB := libs/lib (第三方库所在位置)
  链接时不会直接链接DIR_LIBS_LIB中的库文件，需要先将库文件拷贝到DIR_BUILD文件夹
  必须考虑拷贝后的库文件和原始库文件的新旧关系

  $(DIR_BUILD)/% : $(DIR_LIBS_LIB)/%
  $(CP) $^ $@

  24.6.第三方库链接的支持

  定义变量EXTERNAL_LIB用于保存第三方库列表
  目标link需要依赖第三方库列表
  
  原因是，可能存在子模块库名和第三方库名相同的情况，这时我们要优先链接子模块。
  编程实验（改动如下）：
  

最终方案：模块makefile:

include $(MOD_CFG)

# Custmization Begin
# 
# DIR_SRC := src
# DIR_INC := inc
#
# TYPE_INC := .h
# TYPE_SRC := .c
# TYPE_OBJ := .o
# TYPE_DEP := .dep
#
# Custmization End

include $(CMD_CFG)

include $(MOD_RULE)

模块makefile中include包含的子模块mod-cfg.mk：

DIR_SRC := src
DIR_INC := inc

TYPE_INC := .h
TYPE_SRC := .c
TYPE_OBJ := .o
TYPE_DEP := .dep

模块makefile中include包含的子模块mod-rule.mk：

.PHONY : all

MODULE := $(realpath .)
MODULE := $(notdir $(MODULE))
DIR_OUTPUT := $(addprefix $(DIR_BUILD)/, $(MODULE))

OUTPUT := $(MODULE).a
OUTPUT := $(addprefix $(DIR_BUILD)/, $(OUTPUT))

SRCS := $(wildcard $(DIR_SRC)/*$(TYPE_SRC))
OBJS := $(SRCS:$(TYPE_SRC)=$(TYPE_OBJ))
OBJS := $(patsubst $(DIR_SRC)/%, $(DIR_OUTPUT)/%, $(OBJS))
DEPS := $(SRCS:$(TYPE_SRC)=$(TYPE_DEP))
DEPS := $(patsubst $(DIR_SRC)/%, $(DIR_OUTPUT)/%, $(DEPS))

vpath %$(TYPE_INC) $(DIR_INC)
vpath %$(TYPE_INC) $(DIR_COMMON_INC)
vpath %$(TYPE_INC) $(DIR_LIBS_INC)
vpath %$(TYPE_SRC) $(DIR_SRC)

-include $(DEPS)

all : $(OUTPUT)
    @echo "Success! Target ==> $(OUTPUT)"

$(OUTPUT) : $(OBJS)
    $(AR) $(ARFLAGS) $@ $^

$(DIR_OUTPUT)/%$(TYPE_OBJ) : %$(TYPE_SRC)
    $(CC) $(CFLAGS) -o $@ -c $(filter %$(TYPE_SRC), $^)

$(DIR_OUTPUT)/%$(TYPE_DEP) : %$(TYPE_SRC)
    @echo "Creating $@ ..."
    @set -e; \
    $(CC) $(CFLAGS) -MM -E $(filter %$(TYPE_SRC), $^) | sed 's,\(.*\)\.o[ :]*,$(DIR_OUTPUT)/\1$(TYPE_OBJ) $@ : ,g' > $@

模块makefile中include包含的子模块cmd-cfg.mk：

AR := ar
ARFLAGS := crs

CC := gcc
LFLAGS := 
CFLAGS := -I$(DIR_INC) -I$(DIR_COMMON_INC) -I$(DIR_LIBS_INC)

ifeq ($(DEBUG),true)
CFLAGS += -g
endif

MKDIR := mkdir
RM := rm -fr
CP := cp

项目主makefile:

include pro-cfg.mk
include cmd-cfg.mk
include pro-rule.mk

项目makefile中include包含的子模块pro-cfg.mk：

MODULES := common \
           module \
           main

MOD_CFG := mod-cfg.mk
MOD_RULE := mod-rule.mk
CMD_CFG := cmd-cfg.mk

DIR_BUILD := build
DIR_COMMON_INC := common/inc
DIR_LIBS_INC := libs/inc
DIR_LIBS_LIB := libs/lib

APP := app.out

项目makefile中include包含的子模块pro-rele.mk：

.PHONY : all compile link clean rebuild $(MODULES)

DIR_PROJECT := $(realpath .)
DIR_BUILD_SUB := $(addprefix $(DIR_BUILD)/, $(MODULES))
MODULE_LIB := $(addsuffix .a, $(MODULES))
MODULE_LIB := $(addprefix $(DIR_BUILD)/, $(MODULE_LIB))
EXTERNAL_LIB := $(wildcard $(DIR_LIBS_LIB)/*)
EXTERNAL_LIB := $(patsubst $(DIR_LIBS_LIB)/%, $(DIR_BUILD)/%, $(EXTERNAL_LIB))

APP := $(addprefix $(DIR_BUILD)/, $(APP))

define makemodule
    cd $(1) && \
    $(MAKE) all \
            DEBUG:=$(DEBUG) \
            DIR_BUILD:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_BUILD)) \
            DIR_COMMON_INC:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_COMMON_INC)) \
            DIR_LIBS_INC:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(DIR_LIBS_INC)) \
            CMD_CFG:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(CMD_CFG)) \
            MOD_CFG:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(MOD_CFG)) \
            MOD_RULE:=$(addprefix $(DIR_PROJECT)/, $(MOD_RULE)) && \
    cd .. ; 
endef

all : compile $(APP)
    @echo "Success! Target ==> $(APP)"

compile : $(DIR_BUILD) $(DIR_BUILD_SUB)
    @echo "Begin to compile ..."
    @set -e; \
    for dir in $(MODULES); \
    do \
        $(call makemodule, $$dir) \
    done
    @echo "Compile Success!"

link $(APP) : $(MODULE_LIB) $(EXTERNAL_LIB)
    @echo "Begin to link ..."
    $(CC) -o $(APP) -Xlinker "-(" $^ -Xlinker "-)" $(LFLAGS)
    @echo "Link Success!"

$(DIR_BUILD)/% : $(DIR_LIBS_LIB)/%
    $(CP) $^ $@

$(DIR_BUILD) $(DIR_BUILD_SUB) : 
    $(MKDIR) $@

clean : 
    @echo "Begin to clean ..."
    $(RM) $(DIR_BUILD)
    @echo "Clean Success!"

rebuild : clean all

$(MODULES) : $(DIR_BUILD) $(DIR_BUILD)/$(MAKECMDGOALS)
    @echo "Begin to compile $@"
    @set -e; \
    $(call makemodule, $@)

24.7.总结

• 编译环境必须支持第三方库的使用（静态库或动态库）
• 工程开发中一般会使用特殊的文件夹存放第三方库
• 第三方库所附带的头文件用于声明库函数（编译阶段需要）
• 在链接阶段先将库文件拷贝到build文件夹，再进行连接