ソフトウェア設計及び演習2015

Makefileの書き方

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!!! Makefileのごく簡単な解説

Makefileは，一見すると複雑ですが，ルールさえ分かれば構造は単純です．

!! Makefileの基本構造

6<
8<
(作りたいもの): (その元になる材料)
__[TAB]__(実際の作り方)   <-- 先頭が空白ではなくTAB
>8
>9
(作りたいもの) の後にコロン(:)を書き，続いて(その元になる材料)を記述します．

次の行に，'''先頭にTAB'''，続いて(実際の作り方)を記述します．

!! 具体例

main.c，sub.cの二つのソースファイルから exe という実行バイナリを作成するには，

8<
% gcc main.c sub.c -o exe
>8

とすることは既に習っていると思いますが，これでは，どちらか一方のソースだけを修正した場合でも
両方をコンパイルし直さなければなりません．

したがって，普通は

8<
% gcc -c main.c
% gcc -c sub.c
% gcc main.o sub.o -o exe
>8

のように，別々に'''オブジェクトファイル'''を生成して，最後にリンクします．

さて，ソースファイルの数が増えてくると（例えば，20個とか），これらを手動で入力・管理していくことが面倒になります
（し，間違いのもとにもなります）．そこで，Makefileを利用します．

6<
8<
exe: main.o sub.o
        gcc -o exe main.o sub.o

main.o: main.c
        gcc -c main.c

sub.o: sub.c
        gcc -c sub.c
>8
* gccの前はTABであることに注意しましょう．
>9

makeコマンドは，

8<
% make (作りたいもの)
>8
として実行するのが基本ですが，(作りたいもの)を省略した場合には，一番最初の(作りたいもの)が作成されます．つまり，
8<
% make
>8
とすれば，exeを作成することになります．

この際，makeコマンドは，exeの元材料であるオブジェクトファイル（main.o と sub.o）を使って，gcc -o exe main.o sub.oを実行しようとします．

ただし，main.o，sub.o についても，それぞれMakefileに材料と作り方が記述されていますので，次のような順序で動作します．

* まず，main.oとmain.cのタイムスタンプを比較して，main.oの方が古ければ（main.cに編集が加えられていることになるので）gcc -c main.cを実行してmain.oを作り直します．もちろん，main.oが存在しないときも同様にコンパイルされます．

* sub.oとsub.cについても同様に動作します．（もしsub.cが編集されていなければ何も起こりません）

* このように，main.o，sub.oを最新に更新した上で，一番上のgcc -o exe main.o sub.oが実行され，exeが出来上がります．

以上のように，ある実行形式を作りたいとき，その材料がどれなのか，どうやって作るのか，といった'''「各ファイルの依存関係」を記述したものがMakefile'''です．

!! 一般的な例

一般的なMakefileの例
8<
CC            = gcc
CFLAGS        = -O4 -Wall -I../include
DEST          = ~/bin
LDFLAGS       = -L../lib
LIBS          = -lm
OBJS          = main.o sub.o
PROGRAM       = exe

all:            $(PROGRAM)

$(PROGRAM):     $(OBJS)
                $(CC) $(OBJS) $(LDFLAGS) $(LIBS) -o $(PROGRAM)

clean:
                rm -f *.o *~ $(PROGRAM)

install:        $(PROGRAM)
                install -s $(PROGRAM) $(DEST)
>8

はじめの方の「○＝○」という記述は，単に後で使う変数の定義です．

実行バイナリを作成する部分は以下です．基本に忠実に，作りたいもの，その元となる材料，実際の作り方が書かれているだけです．

8<
$(PROGRAM):     $(OBJS)
                $(CC) $(OBJS) $(LDFLAGS) $(LIBS) -o $(PROGRAM)
>8

以下の部分は make install と実行したときにのみ，参照されます．若干変則的ですが，makeコマンドは「installの作成には材料$(PROGRAM)が必要で，実際の作り方は実行バイナリを所定のディレクトリにコピーすること」と解釈します．つまり，'''installというファイルは作成されません'''が，installコマンドを実行した時点でmakeは終了します．

8<
install:        $(PROGRAM)
                install -s $(PROGRAM) $(DEST)
>8

以下の部分も少々変則的です．作りたいもの（all）とその材料は示されてますが，実際の作り方が記述されていません．

8<
all:            $(PROGRAM)
>8

allを作りたければ，まず$(PROGRAM)を作れ，という意味になります．

!! 注意点

■先頭のTAB

(実際の作り方)は，'''必ずTABの後に書く必要があります'''．コピー＆ペースト等でMakefileを作成すると，TABがスペースに置き換わってしまって動かない！というトラブルがよく起こります．注意しましょう．

■暗黙のルール

先ほどのMakefileには「main.cとsub.cから，それぞれmain.oとsub.oを作成する」ための方法が書かれていません．

このように，*.cから*.oを作成する手順は省略することも可能です．

ただし，コンパイル時には，最適化オプション-Oやインクルードファイルの所在を明示する-Iオプションが使われることが普通ですので，CFLAGSにその内容を定義しておきます．（*.cから*.oが自動作成される際には，CFLAGSをオプションとみなします）

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