Makefile, make 기초
C에 주로 사용되지만 C에 국한되지만은 않는, 빌드 시스템 make에 대해 알아보자
목차
세 줄 요약
- make는 의존성 관리와 증분 빌드 기능을 지원하는 빌드 시스템이다
- 의존성 관리 = 빌드 순서 관리, 증분 빌드 = 바뀐 것만 빌드
- make는 원시적인 빌드 시스템이다. 웬만하면 그냥 CMake같은 거 쓰자
근데 문법은 세 줄 요약이 안 되네...
make
make는 의존성 관리와 증분 빌드 기능을 갖춘 빌드 시스템이다.
일단 이름 그대로 무언가를 만드는 데 사용된다.
의존성 관리
빌드 과정에서 의존성에 따른 빌드 순서는 무척 중요하다.
a.c로 a.o를 만들고, a.o로 a.out을 만드는 상황을 가정하면,
a.out을 빌드하기 위해서는 a.o가 필요하고, a.o를 빌드하기 위해서는 a.c가 필요하다.
여기서 a.out은 a.o에, a.o는 a.c에 의존성이 있다고 한다.
이 의존 관계를 의존성 그래프로 나타내면 이렇게 된다.
flowchart TD
a.c --> a.o
a.o --> a.out
최종적으로 만들고 싶은 파일은 a.out이고, 이를 만들기 위해서는...
a.c를 컴파일해서a.o를 만들고a.o를 링킹해서a.out을 만들면 된다.
작업 순서는 의존성 그래프를 위상정렬해서 구할 수 있다.
이 경우에는 의존성 그래프가 무척 간단했지만, 의존성 그래프는 그다지 간단하지 않을 수 있다.
flowchart TD
test_data.txt --> test_data.h
test_data.h.m4 --> test_data.h
tester.c --> tester.o
test_data.h --> tester.o
testee.c --> testee.o
lib.h --> testee.o
lib.h --> lib.o
lib.c --> lib.o
testee.o --> testee.exe
lib.o --> lib.a
lib.a --> testee.exe
tester.o --> tester.exe
tester.exe --> test.txt
testee.exe --> test.txt
하지만 위상정렬을 통해 간단히 작업 순서를 찾을 수 있다. (순환이 있다면 작업을 완료할 수 없다.)
make는 규칙을 정의하면 그 규칙에서 적절한 작업 순서를 찾아서, 그 순서대로 작업을 수행한다.
이것을 의존성 관리라고 한다.
증분 빌드
위의 의존성 그래프를 다시 보자.
testee.c를 바꾸고 다시 빌드한다면, 뭘 다시 만들어야 할까?
모든 것을 할 필요 없이, testee.c에 의존성이 있는 항목만 다시 만들면 된다.
testee.c -> testee.o -> testee.exe -> test.txt 순서로.
이렇게 필요한 것만 추려서 다시 만드는 과정은 사람이 하기에는 머리가 아픈 일이다.
make는 규칙을 잘 정의하면 무언가가 변경되었을 때, 변경이 필요한 것들만 다시 만들어준다.
이것을 증분 빌드라고 한다.
make의 버전
make의 규격은 POSIX에서 정의하고 있다.
하지만 대부분 make를 사용한다고 하면 기능이 풍부한 GNU Make를 사용한다.
이 글에서는 GNU Make를 사용하는 것으로 가정하고 GNU Make를 기준으로 설명한다.
POSIX에서 정의한 make와는 조금 다른 부분이 있다.
Makefile
앞선 make 소개에서 규칙을 정의하면 변경이 필요한 것만 만들어 준다고 했었는네,
그 규칙을 Makefile이라는 파일에 정의하게 된다.
Makefile만의 문법이 따로 있어서 그 문법에 맞게 규칙을 정의하게 되는데,
그 규칙은 의존 관계와 그 파일을 만드는 방법으로 나뉜다.
규칙
아까의 간단한 의존성 그래프를 다시 보자.
flowchart TD
a.c --> a.o
a.o --> a.out
여기서 a.c는 사람이 직접 만들 파일이다. a.c를 만드는 규칙은 필요하지 않디.
이 경우에는 아래의 두 가지 규칙이 필요하다.
a.c를 컴파일해서a.o를 만드는 규칙
- 의존성:
a.c - 만드는 방법:
cc -c a.c
a.o를 링킹해서a.out을 만드는 규칙
- 의존성:
a.o - 만드는 방법:
cc a.o -o a.out
이를 Makefile 문법으로 나타내면 이렇게 된다.
a.o: a.c
cc -c a.c
a.out: a.o
cc a.o -o a.out
우선 (만들 파일1) (만들 파일2) ...: (의존성1) (의존성2) ...처럼 의존 관계를 정의하고,
다음 줄부터 만드는 방법을 한 줄씩 탭으로 들여쓰기 해서 차례대로 쓰면 된다.
변수
같은 이름을 여러번 쓰는 것은 좋지 않다.
예를 들어 특정 파일의 이름을 여러 번 쓴다면, 파일 이름이 바뀔 때마다 그 파일 이름을 쓴 모든 곳을 수정해야 하고, 그 중 한 곳이라도 수정하는 것을 잊으면 제대로 동작하지 않을 수 있다.
그럴 때에는 변수를 쓸 수 있다.
변수는 변수명 = 값으로 정의하고, $(변수명)으로 사용할 수 있다.
# 변수 정의
CC = cc
A_C = a.c
A_O = a.o
TARGET = a.out
# 변수 사용
$(A_O): $(A_C)
$(CC) -c $(A_C)
$(TARGET): $(A_O)
$(CC) $(A_O) -o $(TARGET)
이렇게 변수를 정의해두면 파일명이나 컴파일러가 바뀌어도 그 파일명이나 컴파일러가 쓰인 모든 곳을 바꿀 필요 없이 변수를 정의한 곳만 바꾸면 된다.
자동 변수, 패턴
위처럼 모든 파일마다 규칙을 만들어야 한다면 Makefile을 쓰더라도 Makefile이 매우 길어질 것이다.
다행히도 (gnu make에는) 규칙에 패턴을 지정할 수 있다.
하지만 패턴에 대해 알아보기 전에 자동 변수를 먼저 간단히 알아보자.
자동 변수는 규칙 안에서 사용할 수 있는, 그때그때 자동으로 만들어지는 변수이다.
$@는 만들려는 파일 이름, $<는 의존성 중 첫번째, $^는 모든 의존성 등… 이 외에도 여러가지가 있다.
a.o: a.c
cc -c $<
a.out: a.o
cc $^ -o $@
이런 자동 변수와 패턴을 결합하면 여러 파일에 대한 규칙을, 규칙 하나로 커버할 수 있다.
EXECUTABLE_TARGETS = a.out
%.o: %.c
cc -c $<
$(EXECUTABLE_TARGETS):
cc $^ -o $@
a.out: a.o
규칙에 %가 있으면, 이 %에는 무엇이든 들어갈 수 있고, 만들려는 파일의 %에 들어간 부분이 의존성의 %에도 들어가게 된다.
.PHONY 규칙
무언가를 만들려는 건 아니지만 자주 쓰는 명령어를 make에 alias처럼 등록해서 쓰고 싶을 수 있다.
clean:
rm -f *.o
실제로 이런 식으로 등록해서 쓸 수 있지만, 이렇게 쓰는 경우에는 clean이라는 파일이 있으면 make clean이 아무것도 실행하지 않을 것이다.
그런 문제를 해결하기 위해 clean을 가짜를 의미하는 .PHONY 타겟으로 지정할 수 있다.
.PHONY: clean
clean:
rm -f *.o
이렇게 clean을 .PHONY 타겟으로 지정하면 clean이라는 파일이 있어도 make clean이 의도대로 동작한다.
마무리
make는 의존성 관리와 증분 빌드 기능을 갖춘, 무언가를 만드는 데 쓸 수 있는 빌드 시스템이다.
Makefile에 무언가를 만드는 방법을 정의할 수 있다.
이것만 알면 Makefile로 무엇이든 할 수 있...지만, make는 매우 원시적이다.
C나 C++을 위한 거라면, 그냥 CMake 쓰자.