我们也说说Android.mk(4) - 依赖：目标编程的模式

女爷i 2022-06-05 01:45 178阅读 0赞

https://yq.aliyun.com/articles/37401

*摘要：* 我一直觉得，Makefile确实是C/C++程序员的良配，因为Makefile所使用的两种范式都是C/C++程序员不熟悉的，一种是函数式的思想，一种是依赖构成的目标链的模式。

# 我们也说说Android.mk(4) - 依赖：目标编程的模式 #

## 另一种范式 ##

我一直觉得，Makefile确实是C/C++程序员的良配，因为Makefile所使用的两种范式都是C/C++程序员不熟悉的，一种是函数式的思想，一种是依赖构成的目标链的模式。

Makefile从最基本上来说，可以抽象成下面这样的：

target ... : prerequisites ...
                command
                ...
                ...

如大家所熟悉的，这段的意义是：当prerequisites有更新的时候，执行command命令。如果target是一个真实的目标，也就是对应一个真实的文件，那么就生成这个文件。如果是伪目标，可以被用来做为一个入口，比如clean，也可以成为一个真实目标的依赖。  
可以明显地分为两个部分：一个是target依赖链的范式，这与过程式语言的C语言非常不同。用蒋军的话讲，跟Prolog有点像。有着它自己的一套逻辑系统。  
后面的command，我们前面讲了不少了，我个人是希望大家以函数式的思想来写。

我们落地到一个实际的例子中：

$(BUILT_SYSTEMIMAGE): $(FULL_SYSTEMIMAGE_DEPS) $(INSTALLED_FILES_FILE)
        $(call build-systemimage-target,$@)

这个$(BUILT\_SYSTEMIMAGE),是个真实的目标，对应了要生成的文件system.img，如下：

BUILT_SYSTEMIMAGE := $(systemimage_intermediates)/system.img

下面来看看，system.img所依赖目标，先看第一个，结果这一个实际上又是两个：

FULL_SYSTEMIMAGE_DEPS := $(INTERNAL_SYSTEMIMAGE_FILES) $(INTERNAL_USERIMAGES_DEPS)

然后，我们发现这个依赖在一层层地扩张：

INTERNAL_SYSTEMIMAGE_FILES := $(filter $(TARGET_OUT)/%, \
        $(ALL_PREBUILT) \
        $(ALL_COPIED_HEADERS) \
        $(ALL_GENERATED_SOURCES) \
        $(ALL_DEFAULT_INSTALLED_MODULES) \
        $(PDK_FUSION_SYSIMG_FILES) \
        $(RECOVERY_RESOURCE_ZIP))

扩张还在继续，比如，对于ALL\_PREBUILT，各个模块不断地把自己的东西增加进去：

ALL_PREBUILT += $(TARGET_OUT)/bin/monkey

其他的目标原理相通，这里就不多浪费篇幅了。  
总而言之，这一大套目标中，只要有任何一个有变化，system.img就要重新生成了。如何生成？在下一行中写着呢：调用build-systemimage-target啊。

## Makefile写作指南 ##

目标式和函数式两种范式都学好了，下面是我们如何组织材料来完成我们的工程的时候了。

1.  先定义总目标Makefile的总的目的是输出一个或多个结果文件，先把总的目标定义好。然后假设子目标都已经构建好了，下面写一个将这些中间产品变成最终目标的脚本。比如编译一个简单的C程序，总的目标是一个可执行文件，最终加工时的材料是已经编译好的.o文件和输入的第三方的库文件等，我们先不管它们是如何编译的，假设它们已经做好了，我们只要写一个链接的脚本就好了。像我们上面的system.img的例子，反正依赖多，就分门别类的列吧，最终我们只需要把它们打个包就好了。
2.  层层分解，逐步完成然后去寻找，构成这个大目标的第一层的构件是什么，像上面我们所看过的一样，逐层扩张。对于C文件，这时候才考虑每一个.o是如何从源文件编译的。
3.  模块化、函数化上面两步都是目标模式的，这一步开始搞函数模式了。将各目标中可重用的函数抽象出来，该分文件就分文件，该整理代码就整理代码等
4.  测试调优当一个工程大到一定程度的时候，Makefile的可读性会严重下降。这时候我们还是按目标式和函数式两条主线来降低复杂度。目标是层次式的，我们可以一层一层地调试，比如先调从.c到.o的编译过程，再调将.o链接起来的总装部分.哪一个子模块出问题，就专门调那一部分的。对于功能部分，我们一直强调函数式思想就是希望，对于某一个确实性的输入，能有一个确定性的输出，没有副作用，这样能够将调试的难度降低，我们可以一个函数一个函数地调试。Makefile的调试以打日志为主，还可以通过make -p来输出完整的变量和目标列表。

## make -p，看看make都做了些什么 ##

下面是我在cygwin下的make -p的输出结果的节选

### Make工具的信息 ###

首先是Make工具汇报下自己的基础情况：

The files is:main.cpp
    # GNU Make 4.1
    # Built for x86_64-unknown-cygwin
    # Copyright (C) 1988-2014 Free Software Foundation, Inc.
    # License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
    # This is free software: you are free to change and redistribute it.
    # There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
    
    # make 数据基础，打印在 Tue May 3 17:54:36 2016

### 变量 ###

下面是变量的列表，包含我们自己定义的，也包含make自动为我们生成的。

# 变量
    
    # 'override' directive
    GNUMAKEFLAGS := 
    # 自动
    <D = $(patsubst %/,%,$(dir $<))
    # 自动
    ?F = $(notdir $?)
    # 默认
    .SHELLFLAGS := -c
    # makefile (from 'Makefile', line 30)
    result_findString2 := 
    # makefile
    MAKEFLAGS = p
    # 默认
    CWEAVE = cweave
    # 自动
    ?D = $(patsubst %/,%,$(dir $?))
    # 环境
    !:: = ::\
    # 自动
    @D = $(patsubst %/,%,$(dir $@))
    # 环境
    HOMEDRIVE = C:
    # 自动
    @F = $(notdir $@)
    # 自动
    ^D = $(patsubst %/,%,$(dir $^))
    # makefile
    CURDIR := /cygdrive/d/working/codeBlocks/Hello
    # makefile
    SHELL = /bin/sh
    # 默认
    RM = rm -f
    # 默认
    CO = co
    ...

### 目录信息 ###

# 目录
    
    # SCCS：无法对其进行 stat 操作。
    # . (设备 114478965，i-节点 1688849860268365)：10 文件， 19 不可能.
    # RCS：无法对其进行 stat 操作。
    
    # 10 文件， 19 不可能在 3 目录中。

### 隐含规则信息 ###

# 隐含规则。
    
    %.out:
    
    %.a:
    
    %.ln:
    
    %.o:
    
    %: %.o
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINK.o) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@
    
    %.c:
    
    %: %.c
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINK.c) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@
    
    %.ln: %.c
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINT.c) -C$* $<
    
    %.o: %.c
    #  recipe to execute (内置)：
        $(COMPILE.c) $(OUTPUT_OPTION) $<
    
    %.cc:
    
    %: %.cc
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINK.cc) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@
    
    %.o: %.cc
    #  recipe to execute (内置)：
        $(COMPILE.cc) $(OUTPUT_OPTION) $<
    
    %.C:
    
    %: %.C
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINK.C) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@
    
    %.o: %.C
    #  recipe to execute (内置)：
        $(COMPILE.C) $(OUTPUT_OPTION) $<
    
    %.cpp:
    
    %: %.cpp
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINK.cpp) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@
    
    %.o: %.cpp
    #  recipe to execute (内置)：
        $(COMPILE.cpp) $(OUTPUT_OPTION) $<
    
    %.p:
    
    %: %.p
    #  recipe to execute (内置)：
        $(LINK.p) $^ $(LOADLIBES) $(LDLIBS) -o $@
    
    %.o: %.p
    #  recipe to execute (内置)：
        $(COMPILE.p) $(OUTPUT_OPTION) $<
    ...

### 文件目标和假目标 ###

# 文件
    
    # 不是一个目标：
    .web.p:
    # Builtin rule
    # 对隐含规则的搜索尚未完成。
    # 从不检查修改时间。
    # 文件尚未被更新。
    # recipe to execute (内置)：
        $(TANGLE) $<
    
    # 不是一个目标：
    .l.r:
    # Builtin rule
    # 对隐含规则的搜索尚未完成。
    # 从不检查修改时间。
    # 文件尚未被更新。
    # recipe to execute (内置)：
        $(LEX.l) $< > $@ 
         mv -f lex.yy.r $@
    
    all8:
    # 假目标 (.PHONY的前提)。
    # 对隐含规则的搜索尚未完成。
    # 文件不存在。
    # 文件尚未被更新。
    # recipe to execute (from 'Makefile', line 66):
        @echo $(filter-out default interpreter jit optimizing,xoc)
        @echo $(filter-out default interpreter jit optimizing,default)
    
    all9:
    # 假目标 (.PHONY的前提)。
    # 对隐含规则的搜索尚未完成。
    # 文件不存在。
    # 文件尚未被更新。
    # recipe to execute (from 'Makefile', line 75):
        $(eval ARCH_OF_BOOT_OAT := $(lastword $(subst /, ,$(dir $(BOOT_ART_SRC)))))
        $(eval OAT_TEMP := $(PRODUCT_OUT)/data/dalvik-cache/temp-oat/system/framework/$(ARCH_OF_BOOT_OAT))
        $(eval OAT_SRC := $(patsubst %.art,%.oat,$(BOOT_ART_SRC)))
        $(eval OAT_DIST := $(patsubst %.art,%.oat,$(BOOT_ART_DST)))
        @echo $(ARCH_OF_BOOT_OAT)
        @echo $(OAT_TEMP)
        @echo $(OAT_SRC)
        @echo $(OAT_DIST)
    ...

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