tl;dr
makefile
faz a expansão de suas variáveis e comandos trabalhando com substituição de texto;
- arquivos incluídos podem ser gerados novamente e, nesse caso, a leitura do
makefile
é reiniciada;
- um alvo pode ter múltiplas dependências, inclusive dependências escritas em momentos distintos;
makefile
é mágico, as vezes até demais, e isso é confuso ;-)
Um exemplo do item 3, que indica que Fraction.o
depende ao mesmo tempo de Fraction.cpp
e Fraction.h
:
Fraction.o: Fraction.cpp
<TAB> g++ -c $< $(CPPFLAGS) -o $@
Fraction.o: Fraction.cpp Fraction.h
Primeiramente, gostaria de falar que conhecia o include file
do makefile
, mas esse -include file
me intrigou.
O include
sem o traço na frente força o makefile
a inserir, ipsis litteris, o conteúdo do arquivo dentro do makefile
atual. Obviamente que isso gera encrenca caso o arquivo não exista (e não seja possível criá-lo), então o make
explode de maneira catastrófica.
Já o -include
funciona de modo quase igual ao include
, a única diferença está na ausência do arquivo incluído (e na incapacidade de gerá-lo novamente também). Nesse caso, o -include
passa silenciosamente sem alertar erros. Mais detalhes pode ser encontrada na documentação do Include do GNU Makefile.
Aí vamos para o mistério dos arquivos .d
. Segundo nota na documentação do GNU Makefile, arquivos .d
são arquivos makefile
normais. Nesse caso e em casos mais mundanos, o arquivo .d
é um makefile
gerado dinamicamente que é atualizado sob demanda, contendo regras de dependência implícitas. Note que você colocou o jeito como ele cria esse arquivos em seu próprio exemplo:
%.d: %.cpp
<TAB> g++ $< -MM -MT '$*.o $*.d ' -MD $(CPPFLAGS)
Aqui, você está dizendo que qualquer arquivo que termine em .d
pode ser gerado a partir de um arquivo de mesmo prefixo porém extensão .cpp
.
Agora vem a mágica. Você precisa compilar para um arquivo objeto .o
uma fonte qualquer .cpp
. Eu particularmente não lembro como o makefile
lida com múltiplas regras de criação, mas eu me lembro como ele lida com dependências.
Vou focar aqui apenas nos arquivo Fraction
, ignorando os outros por hora.
No começo, makefile
irá ler seu arquivo e expandir todas as variáveis e comandos que ele encontrar (e que for possível). Eu vou ignorar algumas variáveis que são específicas suas, como $(INCLUDE_DIR)
, $(LIBS)
e tantas outras. Então, a primeira expansão que ele irá se preocupar é CPPSOURCES = $(wildcard *.cpp)
. Como estamos agora focando só no Fraction
, isso irá expandir para CPPSOURCES = Fraction.cpp
. Até então, não há nenhuma linha de dependência no seu makefile
, apenas variáveis.
Logo em seguida, ele encontra a primeira regra: all: ftest
. Então, efetivamente, o seu makefile
nesse momento tem o seguinte conteúdo:
all: ftest
Um alvo .PHONY
, que não será gerado um arquivo com seu nome, mas tem um identificador para ajudar na hora de realizar o build.
A próxima linha com conteúdo é ftest: $(CPPSOURCES:.cpp=.o)
. Note que a variável CPPSOURCES
está sofrendo uma expansão em que a string .cpp
é trocada pela string .o
. Como seu conteúdo nesse momento é Fraction.cpp
, essa expansão retorna Fraction.o
. O estado atual do makefile
é:
all: ftest
ftest: Fraction.o
<TAB> g++ -o $@ $^ $(LDFLAGS)
A variável especial automática $@
expande para o alvo, portanto na hora de rodar o comando ela se chamará ftest
; já a variável especial automática $^
expande para todas as dependências diretas de ftest
, que no nosso caso é Fraction.o
; note que, ao ter mais de um arquivo .cpp
, a variável CPPSOURCES
irá expandir para ter mútiplas valores .o
na dependência de ftest
. Como elas são variáveis especiais que dependem somente do target
e das dependencies
, irei deixar aqui. Mais sobre variáveis automáticas na documentação do GNU Makefile
Logo em seguida, encontra-se a regra %.o: %.cpp
, que transforma um arquivo .cpp
em um arquivo .o
.
%.o: %.cpp
<TAB> g++ -c $< $(CPPFLAGS) -o $@
Aqui há o uso da variável especial automática $<
. Diferente da $^
, somente a primeira dependência é usada. Portanto, não importa quais outras dependências haja para gerar o arquivo .o
, só será substituído em $<
o nome do arquivo .cpp
. Assim, temos que seu arquivo agora contém 3 dependências, com duas regras de criação:
all: ftest
ftest: Fraction.o
<TAB> g++ -o $@ $^ $(LDFLAGS)
%.o: %.cpp
<TAB> g++ -c $< $(CPPFLAGS) -o $@
Em seguida, entram mais dois alvos .PHONY
antes de chegar no -include
:
all: ftest
ftest: Fraction.o
<TAB> g++ -o $@ $^ $(LDFLAGS)
%.o: %.cpp
<TAB> g++ -c $< $(CPPFLAGS) -o $@
clean:
<TAB> -rm -f *.o ftest *~
remade:
<TAB> $(MAKE) clean
<TAB> $(MAKE)
Aqui, então, o makefile
entra na linha da inclusão dos outros arquivos de makefile
. Os arquivos são dados pela expansão $(CPPSOURCES:.cpp=.d)
. No nosso caso, essa expansão gera Fraction.d
. Então, temos que o makefile
irá interpretar o seguinte comando: -include Fraction.d
. Aqui as coisas ficam interessantes.
Neste caso, existem 5 alternativas possíveis:
- o arquivo não existe, mas existe uma regra de criação para ele;
- o arquivo não existe, nem tampouco há regra de criação para ele;
- o arquivo existe, mas há uma regra para ele indicando que ele está desatualizado;
- o arquivo existe, e ele está atualizado de acordo com a regra;
- o arquivo existe, porém não há regra para ele.
Até o momento, não é possível distinguir se o arquivo está nas alternativas 1,2
ou se está nas 2,3,4
, pois não chegamos no final do arquivo e não encontramos regras de criação para ele. Vamos supor no momento que o arquivo exista, e que foi feita alguma alteração em Fraction.cpp
. Nesse ponto, com essa suposição, o conteúdo do makefile
é o seguinte:
all: ftest
ftest: Fraction.o
<TAB> g++ -o $@ $^ $(LDFLAGS)
%.o: %.cpp
<TAB> g++ -c $< $(CPPFLAGS) -o $@
clean:
<TAB> -rm -f *.o ftest *~
remade:
<TAB> $(MAKE) clean
<TAB> $(MAKE)
Fraction.o: Fraction.cpp Fraction.h
Logo em seguida, ele encontra uma regra para atualizar os arquivos .d
, %.d: %.cpp
. Como estamos na suposição de que o arquivo .cpp
está mais atualizado do que o .d
. Neste caso, os seguintes passos vão acontecer:
- é usada a regra de geração para
Fraction.d
, pois ele é um arquivo incluído e, portanto, dependência deste makefile
atual;
- o
makefile
é lido novamente, do zero, desde o começo.
Se o arquivo Fraction.d
não existisse a priori, ele também seguiria os mesmos passos de criar o arquivo e ler novamente o makefile
. Mais você encontra na documentação do GNU Makefile.
Após o arquivo ser regerado, ele seguirá todos os passos de leitura e expansões do makefile
novamente, até que finalmente ele termina no seguinte formato:
all: ftest
ftest: Fraction.o
<TAB> g++ -o $@ $^ $(LDFLAGS)
%.o: %.cpp
<TAB> g++ -c $< $(CPPFLAGS) -o $@
clean:
<TAB> -rm -f *.o ftest *~
remade:
<TAB> $(MAKE) clean
<TAB> $(MAKE)
Fraction.o: Fraction.cpp Fraction.h
%.d: %.cpp
<TAB> g++ $< -MM -MT '$*.o $*.d ' -MD $(CPPFLAGS)
Aqui, o arquivo Fraction.d
está mais atualizado do que Fraction.cpp
, pois acabou de ser gerado, portanto ele não precisará se preocupar novamente com a criação do Fraction.d
. A partir daqui, o makefile
irá executar as construções; até então ele só estava se preparando.
Estou assumindo que você não passou nenhum parâmetro e que não exista nenhum arquivo chamado all
no seu diretório de trabalho (para evitar que um arquivo chamado all
impeça sua compilação, leia sobre alvos.PHONY
). all
depende de ftest
e de nada mais.
Para executar ftest
, você precisa de Fraction.o
.
Existe uma regra de criação implícita para Fraction.o
e, além disso, também há uma outra dependência declarada para ele. Ao todo, o conjunto dependências de Fraction.o
é a união das dependências declaradas; no caso, temos Fraction.o: Fraction.cpp Fraction.h
e %.o: %.cpp
(que expande em Fraction.o: Fraction.cpp
), daí a união é Fraction.o: Fraction.cpp Fraction.h
(não se aceita repetições na união). Portanto, dado que o arquivo Fraction.cpp
ou o Fraction.h
seja atualizado, o arquivo Fraction.o
precisa ser gerado.
Não há regras de criação nem para Fraction.cpp
nem para Fraction.h
, portanto o arquivo Fraction.o
já está pronto para ser gerado com o comando g++ -c Fraction.cpp $(CPPFLAGS) -o Fraction.o
.
Tendo todas as suas dependências geradas, ftest
está pronto para ser gerado com o comando g++ -o ftest Fraction.o $(LDFLAGS)
.
Após ftest
ser gerado, não há mais dependência para all
, portanto o alvo foi gerado com sucesso.