1 makefile入门

Windows CE的构建系统大量使用了Nmake工具和makfile。在大多数微软的软件和驱动开发包中都会包含Nmake工具。因此,这里有必要介绍一下makefile和Nmake工具。

1.1 makefile简介

对于许多Windows下的程序员来说,makefile可能还是个陌生的名词。因为Windows下的许多集成开发环境(例如:Microsoft Visual Studio和Borland C++ Builder等)可以帮助开发人员完成makefile需要完成的功能。通常只需要在集成开发环境中按个按钮,工具就可自动帮助我们编译、链接整个项目。想象如果没有了集成开发环境,那么就需要有另外一种方式来管理对项目的构建。

简单的来说,makefile负责帮助开发人员简化代码的编译、链接等构建工作。对于只包含几个文件的简单的项目,开发人员完全可以通过手动控制编译器、链接器来完成对项目的构建。但是想象一下对于一个拥有几百个、甚至几千个文件的大型项目,如果每次构建都是通过手动完成,那消耗的工作量和复杂程度是不可想象的。在这种情况下,makefile就有了它的用武之地。

makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数,其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中,makefile定义了一系列的规则来指定,哪些文件需要先编译,哪些文件需要后编译,哪些文件需要重新编译,甚至于进行更复杂的功能操作,因为makefile就像一个自动化脚本一样,其中也可以执行操作系统的命令。

makefile带来的最大的好处是“自动化构建”。写好makefile之后,在编译的时候只需要一个命令,整个工程完全自动编译、链接,极大的提高了软件开发的效率。

makefile本质上只是一个文本文件,本身并不能运行。在运行makefile的时候还是需要外部程序来对makefile进行解释执行。NMake.exe就是用来解析并执行makefile的工具。

当用户输入nmake命令后,首先nmake会读取makefile,然后解析makefile,并根据makefile的规则来确定要编译哪些代码。然后nmake会调用编译器、链接器等一些开发工具,完成对代码的编译链接。最终会生成可执行文件。

图:makefile的工作流程

值得一提的是makefile既不是Windows CE特有的工具也不是微软的发明创造。makefile是一种通用的自动化构建手段。在UNIX/Linux平台下有着广泛而众多的应用。许多开发工具都会提供NMake类似的工具。比如:Delphi的make,Visual C++的nmake,Linux下GNU的make等等。

1.2 makefile的编

写规则

makefile是由一个个推导和规则构成的,在NMake中这也被叫做描述块(Description Blocks)。一个最基本的推导规则的语法如下。

targets… : dependents…

commands…

targets也就是一个目标文件,可以是Object File,也可以是可执行文件。还可以是一个标签(Label)。targets必须在一行的顶格写,前面不能有空格。

dependents就是要生成target所需要的文件或是目标依赖项。dependents与targets之间用冒号间隔。一个targets可以有多个dependents。

command也就是NMake需要执行的命令。其中commands可以是任意的Windows命令行命令。

这是一个文件的依赖关系,也就是说,target这一个或多个的目标文件依赖于dependents中的文件,其生成规则定义在command中。也就是说,dependents中如果有一个以上的文件比targets文件要新的话,command所定义的命令就会被执行。这就是makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。

掌握了makefile最核心的内容,就可以尝试编写第一个makefile了。但是仅仅知道了这一点还远远不够。makefile还有很多细节的内容,下面会一点一点地介绍。在此之前,先看一个可以实际运行的makefile。以便读者对makefile有个感性的认识。

1.3 一个实际可以运行的makefile

在%_WINCEROOT%PBWorkspacesMyPlatform下新建立一个目录hello,然后在hello目录下创建hello.cpp,内容如下:

include

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance,

                 HINSTANCE hPrevInstance,

                 LPTSTR     lpCmdLine,

                 int       nCmdShow)

{

MessageBox(NULL, L"Hello", L"bb", 0);

}

本部分内容的目的就是使用NMake工具来把Hello.cpp构建为Hello.exe可执行文件。

为此,在hello目录下再创建一个文本文件,名为makefile(没有扩展名)。然后用文本编辑器在makefile中输入如下内容:

This is a demo makefile

hello.exe: hello.obj

@echo linking…

link -MACHINE:x86 -NODEFAULTLIB -subsystem:windowsce,5.00 -entry:WinMainCRTStartup -LIBPATH:E:WINCE500PBWorkspacesMyPlatformprojrootcesysgensdklibx86 etail hello.obj coredll.lib corelibc.lib

hello.obj: hello.cpp

@echo compiling…

cl -nologo -c -I. -IE:WINCE500publiccommonsdkinc -DUNICODE -D\_UNICODE -DUNDER\_CE=500 -D\_WIN32\_WCE=500 -DWIN32 -DSTRICT -Dx86 -D\_X86\_ -DINTERNATIONAL -DL0804 -DINTLMSG_CODEPAGE=1252 hello.cpp

clean:

del hello.obj, hello.exe

第一行是注释,在makefile中,用#表示该行内容是注释。

按照上文介绍的推导规则,这段makefile定义了两个依赖规则。hello.exe依赖于hello.obj,hello.obj又依赖于hello.cpp。

要从hello.cpp生成hello.obj,需要经过编译过程,执行编译命令。上文makefile代码中定义了两个命令,一个是操作系统的内部命令echo,作用是输出一个字符串,另外一个是调用C++编译器cl.exe,并用-c指示它只进行编译工作而不进行链接。对于从hello.obj生成hello.exe的过程也是一样的。中间调用了链接器link.exe把几个库文件链接成hello.exe。

为了简单起见,用到的路径都直接采用了写死的绝对路径。

从“开始”  “程序”  “Microsoft Windows CE 5.0” 菜单打开Windows CE的控制台。然后cd到hello目录,输入nmake命令,控制台的输出结果如下:

E:WINCE500PBWorkspacesMyPlatformhello>nmake

compiling…

Windows CE Version (Release) (Built on Mar 1 2004 21:46:39)

cl -nologo -c -I. -IE:WINCE500publiccommonsdkinc -DUNICODE -D_UNICODE -DUNDER_CE=500 -D_WIN32_WCE=500 -DWIN32 -DSTRICT -Dx86 -D_X86_ -DINTERNATIONAL -DL0804 -DINTLMSG_CODEPAGE=1252 hello.cpp

hello.cpp

linking…

link -MACHINE:x86 -NODEFAULTLIB -subsystem:windowsce,5.00 -entry:WinMainCRTStartup -LIBPATH:E:WINCE500PBWorkspacesMyPlatformprojrootcesysgensdklibx86 etail hello.obj coredll.lib corelibc.lib

M icrosoft (R) Incremental Linker Version 7.10.4017

Copyright (C) Microsoft Corporation. All rights reserved.

这是使用dir命令查看hello目录,可以看到多了hello.obj和hello.cpp两个文件。这说明nmake已经帮我们生成了目标文件。

对于这个makefile,还有最后要介绍的一点。makefile中的clean是一个标签,通常所有的makefile中都会有clean这样一个标签,用来清理生成的文件,以便重新编译。为了调用这个标签可以在命令行下输入如下指令

nmake clean

这样,nmake就会帮我们调用系统的del命令,删除构建时生成的hello.obj和hello.exe文件了。

1.4 使用变量

让我们再回头来看看上一节中的示例makefile。如果我们希望把生成的文件由hello.exe改变为nihao.exe,那么仅仅这一丁点改动,在makefile中需要修改的地方就多达五处。这对于makefile的维护非常不方便。如果能有一种类似于C语言中宏或者变量的机制,就可以解决这个问题了。

为了makefile的易维护,在makefile中我们可以使用变量。makefile的变量也就是一个字符串,理解成C语言中的宏可能会更好。

比如,我们声明一个变量,叫TARGETNAME,在makefile一开始就这样定义:

TARGETNAME = hello

于是,我们就可以很方便地在我们的makefile中以“$(TARGETNAME)”的方式来使用这个变量了,于是我们的改良版makefile就变成下面这个样子:

TARGETNAME = hello

SOURCES = hello.cpp

TARGETLIBS = $(TARGETNAME).obj coredll.lib corelibc.lib

LINK = link

CPPFLAGS = -nologo -c -I. -IE:WINCE500publiccommonsdkinc -DUNICODE -D_UNICODE -DUNDER_CE=500 -D_WIN32_WCE=500 -DWIN32 -DSTRICT -Dx86 -D_X86_ -DINTERNATIONAL -DL0804 -DINTLMSG_CODEPAGE=1252

LFLAGS = -MACHINE:x86 -NODEFAULTLIB -subsystem:windowsce,5.00 -entry:WinMainCRTStartup -LIBPATH:E:WINCE500PBWorkspacesMyPlatformprojrootcesysgensdklibx86 etail

$(TARGETNAME).exe: $(TARGETNAME).obj

@echo linking…

$(LINK) $(LFLAGS) $(TARGETLIBS)

$(TARGETNAME).obj: $(SOURCES)

@echo compiling…

$(CPP) $(CPPFLAGS) $(SOURCES)

clean:

del \*.obj, \*.exe

在这一版本的makefile中,我们在makefile的最开始定义了六个变量。TARGETNAME表示要生成的文件名,SOURCES表示源代码列表。TARGETLIBS表示要链接的库列表。LINK表示链接器的名称。CPPFLAGS和LFLAGS分别表示编译器和链接器的命令行参数。

有了这些变量定义之后,编译和链接的命令就可以写的非常简洁了,例如编译源代码的命令就可以写成:$(CPP) $(CPPFLAGS) $(SOURCES)。nmake工具会自动用变量替换这些标记,最终的结果与第一个版本还是一样的。

如果读者细心的话,可以发现我们在makefile中并没有定义CPP这个变量,但是在makefile中我们依然使用了CPP变量。这又是为什么呢?其实nmake工具默认会设置一些变量的值,对于C++编译器,nmake会默认定义CPP变量,并把它的值赋为cl,因此,在使用的时候,makefile代码中就不需要重复定义了。

1.5 使用预处理

经过上一节的改动,namefile已经有了很大的灵活性。但是,依然达不到尽善尽美的地步。如果我们要把EXE文件的入口点从WinMainCRTStartup()函数修改到WinMain(),那么依然需要修改makefile。

使用预处理可以很好的解决上面的问题。在makefile中,NMake工具允许使用预处理机制来完成如下功能:

 按条件处理makefile

 显示错误信息

 包含其它的makefile

 打开/关闭某些nmake工具的命令行开关

预处理指令以“!”开头,必须出现在每行的最开始。最常用的预处理指令是条件处理。Nmake支持如下的条件预处理指令:

!IF

!IFDEF

!IFNDEF

!ELSE

!ELSEIF

!ELSEIFDEF

!ELSEIFNDEF

!ENDIF

它们的用法与C语言的预处理宏类似,相信读者可以很容易的理解它们的含义。

使用预处理机制来修改上一个版本的makefile,得到的新makefile如下所示:

TARGETNAME = hello

SOURCES = hello.cpp

EXEENTRY = WinMain

TARGETLIBS = $(TARGETNAME).obj coredll.lib corelibc.lib

LINK = link

!IFDEF EXEENTRY

! MESSAGE EXEENTRY: $(EXEENTRY)

EXEENTRYOPTION=-entry:$(EXEENTRY)

!ELSE

EXEENTRYOPTION=-entry:WinMainCRTStartup

!ENDIF

CPPFLAGS = -nologo -c -I. -IE:WINCE500publiccommonsdkinc -DUNICODE -D_UNICODE -DUNDER_CE=500 -D_WIN32_WCE=500 -DWIN32 -DSTRICT -Dx86 -D_X86_ -DINTERNATIONAL -DL0804 -DINTLMSG_CODEPAGE=1252

LFLAGS = $(EXEENTRYOPTION) -MACHINE:x86 -NODEFAULTLIB -subsystem:windowsce,5.00 -LIBPATH:E:WINCE500PBWorkspacesMyPlatformprojrootcesysgensdklibx86 etail

$(TARGETNAME).exe: $(TARGETNAME).obj

@echo linking…

$(LINK) $(LFLAGS) $(TARGETLIBS)

$(TARGETNAME).obj: $(SOURCES)

@echo compiling…

$(CPP) $(CPPFLAGS) $(SOURCES)

clean:

del \*.obj, \*.exe

在这个版本中,主要的改动是新增加了一个变量EXEENTRY,并且增加了对于这个变量的预处理判断。如果用户定义了EXEENTRY变量,则把变量EXEENTRYOPTION的值设置成-entry:EXEENTRY,否则就设置成默认的CRT入口函数-entry:WinMainCRTStartup。修改相应的LFLAGS,把EXEENTRYOPTION加到LFLAGS中,修改就生效了。

这样,其实新增加的EXEENTRY是一个可选的变量,如果用户没有定义这个变量的值,构建也不会出错。使用预处理技术对于维护makefile,保持它的向下兼容非常有效。

注意,代码中出现的!MESSAGE也是一个宏,用来向标准输出stdout输出一个字符串。

1.6 包含其它文件

经过上面的修改,makefile中的有些模块已经非常通用了,对于每个项目都建立一个makefile也是比较复杂的。为了增强代码的重用性,可以考虑把makefile代码中通用的部分抽取出来,放在一个独立的文件中。以便在多个项目中公用。

预处理的另外一个作用是包含其它makefile文件。语法是:

! INCLUDE [<] 文件名 [>]

使用这个功能,可以实现把makefile拆分的目的。

这次,我们把makefile拆分成三个文件,名字分别叫:sources、makefile和makefile.def,都放在hello目录中。三个文件的内容分别如下:

sources文件的内容:

This is a demo sources file

TARGETNAME = hello

SOURCES = hello.cpp

EXEENTRY = WinMain

TARGETLIBS = coredll.lib

            corelibc.lib

makefile文件的内容:

! INCLUDE makefile.def

makefile.inc文件的内容:

! INCLUDE .sources

TARGETLIBS = $(TARGETLIBS)

         & nbsp;  $(TARGETNAME).obj

LINK = link

!IFDEF EXEENTRY

! MESSAGE EXEENTRY: $(EXEENTRY)

EXEENTRYOPTION=-entry:$(EXEENTRY)

!ELSE

EXEENTRYOPTION=-entry:WinMainCRTStartup

!ENDIF

CPPFLAGS = -nologo -c -I. -IE:WINCE500publiccommonsdkinc -DUNICODE -D_UNICODE -DUNDER_CE=500 -D_WIN32_WCE=500 -DWIN32 -DSTRICT -Dx86 -D_X86_ -DINTERNATIONAL -DL0804 -DINTLMSG_CODEPAGE=1252

LFLAGS = $(EXEENTRYOPTION) -MACHINE:x86 -NODEFAULTLIB -subsystem:windowsce,5.00 -LIBPATH:E:WINCE500PBWorkspacesMyPlatformprojrootcesysgensdklibx86 etail

$(TARGETNAME).exe: $(TARGETNAME).obj

@echo linking&#8230;

$(LINK) $(LFLAGS) $(TARGETLIBS)

$(TARGETNAME).obj: $(SOURCES)

@echo compiling&#8230;

$(CPP) $(CPPFLAGS) $(SOURCES)

clean:

del \*.obj, \*.exe

在sources文件中我们只存放一些变量的定义,如果需要更改某些设置,只需要改动sources文件就好了。在makefile中,仅有简单的一行,把makefile.def文件导入进来。在makefile.def文件中包含所有关联推导和变量使用,并且还会把sources文件导入进来。

在控制台下输入nmake和nmake clean,同样可以顺利地对hello.exe进行构建和清除。

好了,sources、makefile和makefile.def。至此为止,一个具体而微的Windows CE构建系统就这么被我们给模拟出来了。Windows CE构建系统中的DIRS文件是build.exe在进行处理,NMake工具不会处理DIRS。

有了这些知识,读者在学习Windows CE的构建系统时,遇到makefile相关的内容应该不会再手足无措了。但是对于makefile本身的功能和作用而言,我们才刚刚开始。