Makefile 배우기

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Makefile은 C/C++ 빌드 자동화 및 의존성 관리를 간소화하는 도구임
타임스탬프를 활용한 변경 파일 검출 방식으로, 필요한 경우에만 컴파일 작업을 실행함
규칙(rule), 명령어(command), 의존성(prerequisite) 등 핵심 구조를 예제와 함께 설명함
자동 변수, 패턴 규칙, 변수 확장 같은 고급 기능도 실용적으로 다룸
중간 규모 프로젝트용 실전 Makefile 템플릿을 통한 확장성과 관리의 중요성 소개함

Makefile 튜토리얼 가이드 소개

Makefile은 프로젝트 빌드 자동화와 의존성 관리를 담당하는 핵심 도구임. 다양한 숨은 규칙과 기호로 인해 처음 접할 때 복잡하게 느낄 수 있으나, 이 가이드는 주요 내용을 간결하고 직접 실행 가능한 예제로 정리함. 각 섹션별로 실습 기반 예시를 통한 이해가 가능함.

시작하기

Makefile의 존재 목적

Makefile은 대형 프로그램에서 변경된 부분만 재컴파일하는 데 활용됨
C/C++ 이외에도 여러 언어별 전용 빌드 도구가 존재하지만, Make는 일반적인 빌드 시나리오 전반에 활용됨
변경된 파일을 감지해 필요한 작업만 실행하는 로직이 핵심임

Make의 대안 빌드 시스템

C/C++ 계열: SCons, CMake, Bazel, Ninja 등 여러 선택지가 있음
Java 계열: Ant, Maven, Gradle 등
Go, Rust, TypeScript 등도 자체 빌드 도구 제공
파이썬, Ruby, JavaScript 등 인터프리터 언어는 컴파일이 필요 없어 Makefile과 같은 별도 관리 필요성 낮음

Make의 버전과 종류

다양한 Make 구현체가 있으나, 본 가이드는 GNU Make(주로 Linux, MacOS에서 사용)에 최적화되어 있음
예제는 GNU Make 3, 4 버전에 모두 호환

예제 실행 방법

터미널에서 make 설치 후, 각 예시를 Makefile 파일로 저장 및 make 명령어 실행
Makefile 내의 명령어 줄은 반드시 탭 문자로 들여쓰기 필요

Makefile 기본 구문

규칙(Rule)의 구조

타겟: 의존성(들)
- 명령어
- 명령어
타겟: 빌드 결과 파일명(보통 하나)
명령어: 실제 동작하는 쉘 스크립트(탭으로 시작)
의존성: 타겟이 빌드되기 전에 반드시 준비되어야 할 파일 목록

Make의 본질

Hello World 예제

hello: echo "Hello, World" echo "This line will print if the file hello does not exist."

타겟 hello는 의존성이 없고, 커맨드 2개를 실행함
make hello 실행 시, 파일 hello가 존재하지 않으면 명령어가 실행됨. 이미 파일이 있다면 실행하지 않음
일반적으로 타겟=파일명이 일치하도록 작성됨

C 파일 컴파일 기본 예제

blah.c 파일 생성(int main() { return 0; } 내용)
다음 Makefile 작성

blah: cc blah.c -o blah

make 실행 시, blah 타겟이 없다면 컴파일이 실행되어 blah 파일 생성됨
blah.c 변경 후에도 자동 재컴파일 X → 의존성 추가 필요

의존성 추가 방식

blah: blah.c cc blah.c -o blah

이제 blah.c가 새로 변경됐다면, blah 타겟이 다시 빌드됨
파일 타임스탬프를 변경 검출의 기준으로 사용함
타임스탬프를 임의로 조작하면 의도와 다르게 작동할 수 있음

예제 추가

연결된 타겟 및 의존성 예제

blah: blah.o cc blah.o -o blah blah.o: blah.c cc -c blah.c -o blah.o blah.c: echo "int main() { return 0; }" > blah.c

트리 구조로 의존성을 따라가며 각 단계별 생성 과정이 자동화됨

반드시 실행되는 타겟 예제

some_file: other_file echo "This will always run, and runs second" touch some_file other_file: echo "This will always run, and runs first"

other_file이 실제 파일로 생성되지 않으므로, some_file 명령이 매번 실행됨

Make clean

clean 타겟은 빌드 산출물을 삭제하는 용도로 자주 사용됨
Make에서 특별한 예약어는 아니며, 직접 명령어로 정의 필요
만약 파일명이 clean이면 혼동될 수 있으므로, .PHONY 사용을 권장

예시:

some_file: touch some_file clean: rm -f some_file

변수 처리

변수는 항상 문자열.
보통 :=을 권장하며, =, ?=, += 등의 다양한 대입 방식 존재
사용 예시:

files := file1 file2 some_file: $(files) echo "Look at this variable: " $(files) touch some_file file1: touch file1 file2: touch file2 clean: rm -f file1 file2 some_file

변수 참조 방식: $(variable) 또는 ${variable}
Makefile 내 따옴표는 Make 자체에서는 의미 없음(단, 쉘 명령어에서는 필요)

타겟 관리

all 타겟

여러 타겟을 한꺼번에 실행하려면, 첫 번째(디폴트) 타겟에 속성 부여

all: one two three one: touch one two: touch two three: touch three clean: rm -f one two three

다중 타겟 및 자동 변수

다수 타겟에 대해 각자 개별 명령 실행 가능. $@는 현재 타겟명을 가짐

all: f1.o f2.o f1.o f2.o: echo $@

자동 변수와 와일드카드

* 와일드카드

*는 파일 시스템상 이름을 직접 탐색
반드시 wildcard 함수로 감싸서 사용 권장

print: $(wildcard *.c) ls -la $?

변수 정의에서 직접 * 사용 금지

thing_wrong := *.o thing_right := $(wildcard *.o)

% 와일드카드

주로 패턴 규칙에서 사용, 지정 패턴을 추출하여 확장 가능

Fancy Rules

암시적(Implicit) 규칙

Make는 C/C++ 빌드와 관련된 여러 숨은 기본 규칙을 내장함
대표 변수: CC, CXX, CFLAGS, CPPFLAGS, LDFLAGS 등
C 예제:

CC = gcc CFLAGS = -g blah: blah.o blah.c: echo "int main() { return 0; }" > blah.c clean: rm -f blah*

Static Pattern Rules

동일한 패턴을 따르는 다수 규칙을 간결하게 작성 가능

objects = foo.o bar.o all.o all: $(objects) $(CC) $^ -o all $(objects): %.o: %.c $(CC) -c $^ -o $@ all.c: echo "int main() { return 0; }" > all.c %.c: touch $@ clean: rm -f *.c *.o all

Static Pattern Rules + filter 함수

filter를 활용하면 특정 확장자 패턴에 맞는 대상만 선택 가능

obj_files = foo.result bar.o lose.o src_files = foo.raw bar.c lose.c all: $(obj_files) .PHONY: all $(filter %.o,$(obj_files)): %.o: %.c echo "target: $@ prereq: $<" $(filter %.result,$(obj_files)): %.result: %.raw echo "target: $@ prereq: $<" %.c %.raw: touch $@ clean: rm -f $(src_files)

패턴 규칙

%를 사용해 간편하게 규칙을 작성 가능

%.o : %.c $(CC) -c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o $@ %.c: touch $@

Double-Colon Rules

동일 타겟에 여러 규칙을 동시에 정의하고 각각 별도로 실행 가능

all: blah blah:: echo "hello" blah:: echo "hello again"

명령어와 실행

명령어 출력 제어

명령 앞에 @ 추가 시, 출력 생략
make에 -s 옵션 사용시 전체 명령 생략

각 명령어 실행 환경

각 makefile 내 명령어 줄은 별도의 쉘에서 독립적으로 실행

쉘 종류 지정

기본은 /bin/sh이며, 필요시 SHELL=/bin/bash 식으로 변경

달러 기호 이스케이프

Makefile 내부에서 쉘 변수를 쓰려면 $$로 이스케이프 필요

에러 처리

-k: 에러 발생 시 다음 작업 계속 진행
커맨드 앞에 - 추가 시 실패해도 무시
-i 옵션: 전체 명령이 실패해도 무시

make 중단 시 행동

Ctrl+C 등으로 강제 중단 시, Make가 만든 신규 타겟을 삭제

재귀 make

$(MAKE)를 사용하면 환경 변수와 플래그가 유지된 상태로 make 호출 가능

변수와 환경

환경 변수 자동 읽기

Make는 실행 시점의 환경 변수도 자동으로 import해서 사용함

export, .EXPORT_ALL_VARIABLES

export 키워드를 활용하여 shell 및 하위 make 명령에도 변수 전달 가능
.EXPORT_ALL_VARIABLES:를 추가하면 모든 변수를 한꺼번에 export

Variables Pt. 2

변수의 종류와 확장

Recursive(=) : 변수 사용 시점에 참조
Simply expanded(:=) : 변수 선언 시점에 값 확정

변수 초기화/추가/미정의

?=: 변수 미설정 시 최초 1회만 지정
+=: 기존 값에 내용 추가

undefined 변수는 빈 문자열로 처리됨

명령행 인자, override

override를 쓰면 명령행 인자로 들어온 값을 강제로 덮을 수 있음

define/endef로 여러 줄 명령 정의

여러 줄로 된 명령 집합을 변수처럼 저장/실행 가능

타겟별 변수, 패턴별 변수

특정 타겟이나 패턴에 한정하여 변수 값을 다르게 설정 가능

조건문

if/else/ifeq/ifdef/ifndef

조건에 따른 분기 처리 지원
strip, findstring 등과 결합하여 조건 작성

함수

내장 함수

텍스트 처리 중심: subst, patsubst, foreach, if, call, shell, filter 등
함수 호출 방식: $(함수이름, 인자)

예시:

bar := ${subst not,"totally", "I am not superman"}

첫 번째 인자(찾을 문자열), 두 번째(치환할 문자열), 세 번째(대상 텍스트)

filter, filter-out, nested filter

특정 리스트에서 패턴 매칭 요소만 남기거나 필터링에 활용

기타 고급 기능

include

외부 Makefile을 include 디렉티브로 포함 가능

vpath

특정 패턴 파일이 존재하는 디렉터리 지정

멀티라인 명령

백슬래시(\)로 여러 줄에 걸쳐 명령 작성 가능

.PHONY

명확하게 파일명이 아닌 대상 타겟임을 선언해 혼동 방지

.DELETE_ON_ERROR

Make에서 규칙 실패 시 해당 타겟 자동 삭제

Makefile Cookbook: 실전 예제

중간 규모 C/C++ 프로젝트에서 자동 의존성, 다중 소스 디렉터리, 효율적인 객체/빌드 디렉터리 관리에 최적화된 Makefile 템플릿임
C/C++ 소스 파일을 일괄적으로 src/ 폴더에 두면, 자동으로 객체 파일, 의존성 파일 및 최종 실행 파일을 관리함
예시 Makefile에는 -MMD -MP 옵션 기반의 의존성 자동 포함 기능, header/소스 폴더 자동 인식, 빌드 실패 시 파일 삭제, phony 타겟 선언 등 다양한 실전적 모범 패턴이 적용됨

TARGET_EXEC := final_program BUILD_DIR := ./build SRC_DIRS := ./src SRCS := $(shell find $(SRC_DIRS) -name '*.cpp' -or -name '*.c' -or -name '*.s') OBJS := $(SRCS:%=$(BUILD_DIR)/%.o) DEPS := $(OBJS:.o=.d) INC_DIRS := $(shell find $(SRC_DIRS) -type d) INC_FLAGS := $(addprefix -I,$(INC_DIRS)) CPPFLAGS := $(INC_FLAGS) -MMD -MP $(BUILD_DIR)/$(TARGET_EXEC): $(OBJS) $(CXX) $(OBJS) -o $@ $(LDFLAGS) $(BUILD_DIR)/%.c.o: %.c mkdir -p $(dir $@) $(CC) $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c $< -o $@ $(BUILD_DIR)/%.cpp.o: %.cpp mkdir -p $(dir $@) $(CXX) $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) -c $< -o $@ .PHONY: clean clean: rm -r $(BUILD_DIR) -include $(DEPS)

이 가이드는 Makefile에 대해 실제로 동작하며 이해할 수 있는 풍부한 예제와 함께 전체 동작 원리와 실무적인 작성법을 포괄적으로 설명함.

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