[GNU Make] Makefile 教學：使用條件編譯建立靈活的 Makefile

在前文中，我們將 Makefile 參數化，通用性改善一些，但仍然有一些小缺失，像是 CC 寫死在 Makefile 中，每次要換編譯器時都要修改檔案；另外，CFLAGS 無法靈活更動，像是我們想在編譯函式庫時想加入 -g 參數，也是要開設定檔來修改。我們希望 Makefile 保留足夠的彈性，不用時時修改 Makefile 就能夠符合我們的需求。

我們將前文的 Makefile 加入條件編譯及一些小的語法特性後修改如下：

# Clean the default value of CC.
CC=

ifndef CC
    CC=gcc
endif

ifndef CFLAGS
    ifeq ($(TARGET),Debug)
        CFLAGS=-Wall -Wextra -g -std=c99
    else
        CFLAGS=-Wall -Wextra -O2 -std=c99
    endif  # TARGET
endif  # CFLAGS

OBJS=test_deque_int.o deque_int.o
TEST_PROG=test_deque_int.out

# Pure targets.
.PHONY: all dynamic static test clean

all: dynamic

dynamic:
    $(CC) $(CFLAGS) -fPIC -c deque_int.c
    $(CC) $(CFLAGS) -shared -o libalgodeque.so deque_int.o

static: deque_int.o
    $(AR) rcs -o libalgodeque.a deque_int.o

test: $(TEST_PROG)
    ./$(TEST_PROG)
    echo $$?

$(TEST_PROG): $(OBJS)
    $(CC) $(CFLAGS) -o $(TEST_PROG) $(OBJS)

# Pattern rules.
%.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $<

clean:
    $(RM) $(TEST_PROG) *.o *.so *.a

在這個專案中，除了原先的使用方式外，新增的使用方式如下文所述。

在命令列中修改 CC 參數時，可指定所用的 C 編譯器：

$ make CC=clang static

在本指令中，我們用 Clang 製作靜態函式庫。

在命令列中指定 TARGET 為 Debug 時，會加入 -g 參數：

$ make CC=gcc-4.9 TARGET=Debug

在本指令中，我們用 GCC-4.9 製作帶有除錯訊息的動態函式庫。

我們可以直接在命令列修改 CFLAGS：

$ make CC=clang CFLAGS="-Wall -Wextra -g -Werror" test

在本指令中，我們使用 Clang 編譯後執行測試程式，並採用更嚴格的參數 (-Werror) 來測試。

接著，我們來看實作的部分。首先，來看 CC 的設定：

# Clean the default value of CC.
CC=

ifndef CC
    CC=gcc
endif

在 # 所在的位置之後的同一行內是註解，註解是給程式設計者閱讀的，這個部分不會影響實質的設定。

一開始我們以 CC= 將 CC 設為空值，因為 CC 預設為 cc，但我們不想使用這個預設值，故將其清空。接著，我們使用條件編譯在 CC 為空時將其設為 gcc，在類 Unix 系統上，這是一個合理的預設值。

如果我們在命令列加入 CC 的值，則 make 會按照該值所設定的 C 編譯器來編譯程式；反之，則使用 gcc 來編譯程式。在這樣的設置下，缺點在於使用者設定的環境變數會無效，因為在 Makefile 中清空了。

如果想使用先前設置的環境變數，可參考以下指令：

$ make CC=$CC

接著，來看 CFLAGS 的設定：

ifndef CFLAGS
    ifeq ($(TARGET),Debug)
        CFLAGS=-Wall -Wextra -g -std=c99
    else
        CFLAGS=-Wall -Wextra -O2 -std=c99
    endif  # TARGET
endif  # CFLAGS

在這裡，我們使用巢狀條件編譯。條件如下：

• 使用者在命令列設置 CFLAGS 則直接使用
• 如果使用者未自行設置 CFLAGS 時
  • 若使用者將 TARGET 設為 Debug，則使用適合於除錯的 CFLAGS，
  • 在其他情形，使用適合於發布的 CFLAGS

透過這樣的設置，我們就不會將 CFLAGS 寫死，較先前更靈活。

我們加入了一個先前沒有使用的設置：

# Pure targets.
.PHONY: all dynamic static test clean

.PHONY 的意思是說，該任務不代表某個檔案，所以一定會執行。基本上，非檔案名稱的任務都應設置此項目。如果刻意將某個檔案名稱設為 .PHONY 則該任務會強迫執行。

接下來，我們看一項 pattern rule，先前沒有此項設置：

# Pattern rules.
%.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $<

Pattern rule 算是 Makefile 中的通用規則；在本例中，代表每個 .o 檔案都對應到同名的 .c 檔案。在指令中，$< 指向某個來源檔案，在本例中即為某個 .c 檔。善用 pattern rules，可使 Makefile 更通用，但也會較難閱讀。

在加入一些新的語法特性後，這個 Makefile 比先前來得靈活一些，我們不需要每次都手動編輯 Makefile，可以直接透過命令列更改 make 的行為。如果專案有上版本控制，能在命令列動態修正 make 的行為是更合理的使用方式。