Using makefile in linux

Что такое Makefile и как начать его использовать

Введение

В жизни многих разработчиков найдётся история про первый рабочий день с новым проектом. После клонирования основного репозитория проекта наступает этап, когда приходится вводить множество команд с определёнными флагами и в заданной последовательности. Без описания команд, в большинстве случаев, невозможно понять что происходит, например:

Эти команды являются лишь частью того, что необходимо выполнить при разворачивании проекта. В приведённом примере видно, что команды сами по себе длинные, содержат много флагов, а значит, их трудно не только запомнить, но и вводить вручную. Постоянно вести документацию становится сложнее с ростом проекта, она неизбежно устаревает, а порог входа для новичков становится выше, ведь уже никто не в состоянии вспомнить всех деталей проекта. Некоторые такие команды необходимо использовать каждый день, и даже не один раз в день.

Со временем становится понятно, что нужен инструмент, способный объединить в себе подобные команды, предоставить к ним удобные шорткаты (более короткие и простые команды) и обеспечить самодокументацию проекта. Именно таким инструментом стал Makefile и утилита make . Этот гайд расскажет, как использование этих инструментов позволит свести процесс разворачивания проекта к нескольким коротким и понятным командам:

Что такое make и Makefile

Makefile — это файл, который хранится вместе с кодом в репозитории. Его обычно помещают в корень проекта. Он выступает и как документация, и как исполняемый код. Мейкфайл скрывает за собой детали реализации и раскладывает “по полочкам” команды, а утилита make запускает их из того мейкфайла, который находится в текущей директории.

Изначально make предназначалась для автоматизации сборки исполняемых программ и библиотек из исходного кода. Она поставлялась по умолчанию в большинство *nix дистрибутивов, что и привело к её широкому распространению и повсеместному использованию. Позже оказалось что данный инструмент удобно использовать и при разработке любых других проектов, потому что процесс в большинстве своём сводится к тем же задачам — автоматизация и сборка приложений.

Применение мейка в проектах стало стандартом для многих разработчиков, включая крупные проекты. Примеры мейкфайла можно найти у таких проектов, как Kubernetes, Babel, Ansible и, конечно же, повсеместно на Хекслете.

Синтаксис Makefile

make запускает цели из Makefile, которые состоят из команд:

Но недостаточно просто начать использовать мейкфайл в проекте. Чтобы получить эффект от его внедрения, понадобится поработать над разделением команд на цели, а целям дать семантически подходящие имена. Поначалу, перенос команд в Makefile может привести к свалке всех команд в одну цель с «размытым» названием:

Здесь происходит сразу несколько действий: создание файла с переменными окружения, подготовка базы данных, генерация ключей, установка зависимостей и запуск проекта. Это невозможно понять из комментариев и названия цели, поэтому будет правильно разделить эти независимые команды на разные цели:

Теперь, когда команды разбиты на цели, можно отдельно установить зависимости командой make install или запустить приложение через make start . Но остальные цели нужны только при первом разворачивании проекта и выполнять их нужно в определённой последовательности. Говоря языком мейкфайла, цель имеет пререквизиты:

Задачи будут выполняться только в указанной последовательности и только в случае успеха предыдущей задачи. Значит, можно добавить цель setup , чтобы объединить в себе все необходимые действия:

Теперь развернуть и запустить проект достаточно двумя командами:

Благодаря проделанной работе Makefile, команды проекта вместе с флагами сведены в Makefile. Он обеспечивает правильный порядок выполнения и не важно, какие при этом задействованы языки и технологии.

Продвинутое использование

Фальшивая цель

Использование make в проекте однажды может привести к появлению ошибки make: is up to date. , хотя всё написано правильно. Зачастую, её появление связано с наличием каталога или файла, совпадающего с именем цели. Например:

Как уже говорилось ранее, изначально make предназначалась для сборок из исходного кода. Поэтому она ищет каталог или файл с указанным именем, и пытается собрать из него проект. Чтобы изменить это поведение, необходимо в конце мейкфайла добавить .PHONY указатель на цель:

Последовательный запуск команд и игнорирование ошибок

Запуск команд можно производить по одной: make setup , make start , make test или указывать цепочкой через пробел: make setup start test . Последний способ работает как зависимость между задачами, но без описания её в мейкфайле. Сложности могут возникнуть, если одна из команд возвращает ошибку, которую нужно игнорировать. В примерах ранее такой командой было создание .env-файла при разворачивании проекта:

Самый простой (но не единственный) способ «заглушить» ошибку — это сделать логическое ИЛИ прямо в мейкфайле:

Добавлять такие хаки стоит с осторожностью, чтобы не «выстрелить себе в ногу» в более сложных случаях.

Переменные

Зачастую в команды подставляют параметры для конфигурации, указания путей, переменные окружения и make тоже позволяет этим управлять. Переменные можно прописать прямо в команде внутри мейкфайла и передавать их при вызове:

Переменные могут быть необязательными и содержать значение по умолчанию. Обычно их объявляют в начале мейкфайла.

Некоторые переменные в Makefile имеют названия отличные от системных. Например, $PWD называется $CURDIR в мейкфайле:

Заключение

В рамках данного гайда было рассказано об основных возможностях Makefile и утилиты make . Более плотное знакомство с данным инструментом откроет множество других его полезных возможностей: условия, циклы, подключение файлов. В компаниях, где имеется множество проектов, написанных разными командами в разное время, мейкфайл станет отличным подспорьем в стандартизации типовых команд: setup start test deploy . .

Возможность описывать в мейкфале последовательно многострочные команды позволяет использовать его как «универсальный клей» между менеджерами языков и другими утилитами. Широкая распространённость этого инструмента и общая простота позволяют внедрить его в свой проект достаточно легко, без необходимости доработок. Но мейкфайл может быть по-настоящему большим и сложным, это можно увидеть на примере реальных проектов:

Дополнительные материалы

• Руководство по современному Make — «выжимка» из документации на русском языке;
• Утилита make: полезный универсальный инструмент программиста — видео-версия данного гайда.

Мейкфайлы, использованные при составлении гайда:

Источник

Просто о make

Меня всегда привлекал минимализм. Идея о том, что одна вещь должна выполнять одну функцию, но при этом выполнять ее как можно лучше, вылилась в создание UNIX. И хотя UNIX давно уже нельзя назвать простой системой, да и минимализм в ней узреть не так то просто, ее можно считать наглядным примером количество- качественной трансформации множества простых и понятных вещей в одну весьма непростую и не прозрачную. В своем развитии make прошел примерно такой же путь: простота и ясность, с ростом масштабов, превратилась в жуткого монстра (вспомните свои ощущения, когда впервые открыли мэйкфайл).

Мое упорное игнорирование make в течении долгого времени, было обусловлено удобством используемых IDE, и нежеланием разбираться в этом ‘пережитке прошлого’ (по сути — ленью). Однако, все эти надоедливые кнопочки, менюшки ит.п. атрибуты всевозможных студий, заставили меня искать альтернативу тому методу работы, который я практиковал до сих пор. Нет, я не стал гуру make, но полученных мною знаний вполне достаточно для моих небольших проектов. Данная статья предназначена для тех, кто так же как и я еще совсем недавно, желают вырваться из уютного оконного рабства в аскетичный, но свободный мир шелла.

Make- основные сведения

make — утилита предназначенная для автоматизации преобразования файлов из одной формы в другую. Правила преобразования задаются в скрипте с именем Makefile, который должен находиться в корне рабочей директории проекта. Сам скрипт состоит из набора правил, которые в свою очередь описываются:

1) целями (то, что данное правило делает);
2) реквизитами (то, что необходимо для выполнения правила и получения целей);
3) командами (выполняющими данные преобразования).

В общем виде синтаксис makefile можно представить так:

То есть, правило make это ответы на три вопроса:

Несложно заметить что процессы трансляции и компиляции очень красиво ложатся на эту схему:

Простейший Makefile

Предположим, у нас имеется программа, состоящая всего из одного файла:

Для его компиляции достаточно очень простого мэйкфайла:

Данный Makefile состоит из одного правила, которое в свою очередь состоит из цели — «hello», реквизита — «main.c», и команды — «gcc -o hello main.c». Теперь, для компиляции достаточно дать команду make в рабочем каталоге. По умолчанию make станет выполнять самое первое правило, если цель выполнения не была явно указана при вызове:

Компиляция из множества исходников

Предположим, что у нас имеется программа, состоящая из 2 файлов:
main.c

Makefile, выполняющий компиляцию этой программы может выглядеть так:

Он вполне работоспособен, однако имеет один значительный недостаток: какой — раскроем далее.

Инкрементная компиляция

Представим, что наша программа состоит из десятка- другого исходных файлов. Мы вносим изменения в один из них, и хотим ее пересобрать. Использование подхода описанного в предыдущем примере приведет к тому, что все без исключения исходные файлы будут снова скомпилированы, что негативно скажется на времени перекомпиляции. Решение — разделить компиляцию на два этапа: этап трансляции и этап линковки.

Теперь, после изменения одного из исходных файлов, достаточно произвести его трансляцию и линковку всех объектных файлов. При этом мы пропускаем этап трансляции не затронутых изменениями реквизитов, что сокращает время компиляции в целом. Такой подход называется инкрементной компиляцией. Для ее поддержки make сопоставляет время изменения целей и их реквизитов (используя данные файловой системы), благодаря чему самостоятельно решает какие правила следует выполнить, а какие можно просто проигнорировать:

Попробуйте собрать этот проект. Для его сборки необходимо явно указать цель, т.е. дать команду make hello.
После- измените любой из исходных файлов и соберите его снова. Обратите внимание на то, что во время второй компиляции, транслироваться будет только измененный файл.

После запуска make попытается сразу получить цель hello, но для ее создания необходимы файлы main.o и hello.o, которых пока еще нет. Поэтому выполнение правила будет отложено и make станет искать правила, описывающие получение недостающих реквизитов. Как только все реквизиты будут получены, make вернется к выполнению отложенной цели. Отсюда следует, что make выполняет правила рекурсивно.

Фиктивные цели

На самом деле, в качестве make целей могут выступать не только реальные файлы. Все, кому приходилось собирать программы из исходных кодов должны быть знакомы с двумя стандартными в мире UNIX командами:

Командой make производят компиляцию программы, командой make install — установку. Такой подход весьма удобен, поскольку все необходимое для сборки и развертывания приложения в целевой системе включено в один файл (забудем на время о скрипте configure). Обратите внимание на то, что в первом случае мы не указываем цель, а во втором целью является вовсе не создание файла install, а процесс установки приложения в систему. Проделывать такие фокусы нам позволяют так называемые фиктивные (phony) цели. Вот краткий список стандартных целей:

• all — является стандартной целью по умолчанию. При вызове make ее можно явно не указывать.
• clean — очистить каталог от всех файлов полученных в результате компиляции.
• install — произвести инсталляцию
• uninstall — и деинсталляцию соответственно.

Для того чтобы make не искал файлы с такими именами, их следует определить в Makefile, при помощи директивы .PHONY. Далее показан пример Makefile с целями all, clean, install и uninstall:

Теперь мы можем собрать нашу программу, произвести ее инсталлцию/деинсталляцию, а так же очистить рабочий каталог, используя для этого стандартные make цели.

Обратите внимание на то, что в цели all не указаны команды; все что ей нужно — получить реквизит hello. Зная о рекурсивной природе make, не сложно предположить как будет работать этот скрипт. Так же следует обратить особое внимание на то, что если файл hello уже имеется (остался после предыдущей компиляции) и его реквизиты не были изменены, то команда make ничего не станет пересобирать. Это классические грабли make. Так например, изменив заголовочный файл, случайно не включенный в список реквизитов, можно получить долгие часы головной боли. Поэтому, чтобы гарантированно полностью пересобрать проект, нужно предварительно очистить рабочий каталог:

Для выполнения целей install/uninstall вам потребуются использовать sudo.

Переменные

Все те, кто знакомы с правилом DRY (Don’t repeat yourself), наверняка уже заметили неладное, а именно — наш Makefile содержит большое число повторяющихся фрагментов, что может привести к путанице при последующих попытках его расширить или изменить. В императивных языках для этих целей у нас имеются переменные и константы; make тоже располагает подобными средствами. Переменные в make представляют собой именованные строки и определяются очень просто:

Существует негласное правило, согласно которому следует именовать переменные в верхнем регистре, например:

Так мы определили список исходных файлов. Для использования значения переменной ее следует разименовать при помощи конструкции $( ); например так:

Ниже представлен мэйкфайл, использующий две переменные: TARGET — для определения имени целевой программы и PREFIX — для определения пути установки программы в систему.

Это уже посимпатичней. Думаю, теперь вышеприведенный пример для вас в особых комментариях не нуждается.

Автоматические переменные

Автоматические переменные предназначены для упрощения мейкфайлов, но на мой взгляд негативно сказываются на их читабельности. Как бы то ни было, я приведу здесь несколько наиболее часто используемых переменных, а что с ними делать (и делать ли вообще) решать вам:

Источник

Makefile для самых маленьких

Не очень строгий перевод материала mrbook.org/tutorials/make Мне в свое время очень не хватило подобной методички для понимания базовых вещей о make. Думаю, будет хоть кому-нибудь интересно. Хотя эта технология и отмирает, но все равно используется в очень многих проектах. Кармы на хаб «Переводы» не хватило, как только появится возможность — добавлю и туда. Добавил в Переводы. Если есть ошибки в оформлении, то прошу указать на них. Буду исправлять.

Статья будет интересная прежде всего изучающим программирование на C/C++ в UNIX-подобных системах от самых корней, без использования IDE.

Компилировать проект ручками — занятие весьма утомительное, особенно когда исходных файлов становится больше одного, и для каждого из них надо каждый раз набивать команды компиляции и линковки. Но не все так плохо. Сейчас мы будем учиться создавать и использовать Мейкфайлы. Makefile — это набор инструкций для программы make, которая помогает собирать программный проект буквально в одно касание.

Для практики понадобится создать микроскопический проект а-ля Hello World из четырех файлов в одном каталоге:

Все скопом можно скачать отсюда
Автор использовал язык C++, знать который совсем не обязательно, и компилятор g++ из gcc. Любой другой компилятор скорее всего тоже подойдет. Файлы слегка подправлены, чтобы собирались gcc 4.7.1

Программа make

Если запустить
make
то программа попытается найти файл с именем по умолчание Makefile в текущем каталоге и выполнить инструкции из него. Если в текущем каталоге есть несколько мейкфайлов, то можно указать на нужный вот таким образом:
make -f MyMakefile
Есть еще множество других параметров, нам пока не нужных. О них можно узнать в ман-странице.

Процесс сборки

Компилятор берет файлы с исходным кодом и получает из них объектные файлы. Затем линковщик берет объектные файлы и получает из них исполняемый файл. Сборка = компиляция + линковка.

Компиляция руками

Самый простой способ собрать программу:
g++ main.cpp hello.cpp factorial.cpp -o hello
Каждый раз набирать такое неудобно, поэтому будем автоматизировать.

Самый простой Мейкфайл

В нем должны быть такие части:

Для нашего примера мейкфайл будет выглядеть так:

Обратите внимание, что строка с командой должна начинаться с табуляции! Сохраните это под именем Makefile-1 в каталоге с проектом и запустите сборку командой make -f Makefile-1
В первом примере цель называется all . Это цель по умолчанию для мейкфайла, которая будет выполняться, если никакая другая цель не указана явно. Также у этой цели в этом примере нет никаких зависимостей, так что make сразу приступает к выполнению нужной команды. А команда в свою очередь запускает компилятор.

Использование зависимостей

Использовать несколько целей в одном мейкфайле полезно для больших проектов. Это связано с тем, что при изменении одного файла не понадобится пересобирать весь проект, а можно будет обойтись пересборкой только измененной части. Пример:

Это надо сохранить под именем Makefile-2 все в том же каталоге

Теперь у цели all есть только зависимость, но нет команды. В этом случае make при вызове последовательно выполнит все указанные в файле зависимости этой цели.
Еще добавилась новая цель clean . Она традиционно используется для быстрой очистки всех результатов сборки проекта. Очистка запускается так: make -f Makefile-2 clean

Использование переменных и комментариев

Переменные широко используются в мейкфайлах. Например, это удобный способ учесть возможность того, что проект будут собирать другим компилятором или с другими опциями.

Это Makefile-3
Переменные — очень удобная штука. Для их использования надо просто присвоить им значение до момента их использования. После этого можно подставлять их значение в нужное место вот таким способом: $(VAR)

Что делать дальше

После этого краткого инструктажа уже можно пробовать создавать простые мейкфайлы самостоятельно. Дальше надо читать серьезные учебники и руководства. Как финальный аккорд можно попробовать самостоятельно разобрать и осознать такой универсальный мейкфайл, который можно в два касания адаптировать под практически любой проект:

Источник