ffmpeg-makefile编译分析

本文以 ffmpeg-n4.4.1 的版本为准，主要分析 ffmpeg 项目中 Makefile 的逻辑。

我的环境是window10 + msys2 ，以这个环境为基础进行讲解。

《ffmpeg-configure编译分析》之前已经讲解了 configure 的作用，就是根据不同的编译环境，生成了相应的 configure.h 跟 config.mak。例如如果指定 --toolchain=msvc ，makefile里面的规则就会使用vs2019的 cl.exe 跟 link.exe 来编译跟链接 C代码。如果没指定 toolchain，就会默认使用 msys2 里面的 gcc.exe 来编译跟链接 C代码。

msys2 里面执行./configure --toolchain=msvc 跟 ./configure 生成的 config.mak 差异如下。

从上图可以看到，configure 的时候可以通过 --toolchain 影响编译的时候使用什么样的编译器。

常见错误：

1，Makefile:25: *** missing separator. Stop.

上面的错误基本上是因为 makefile 中要执行的命令，前面不是tab键，而是几个空格，编辑器问题。

在开始分析之前，讲一个 makefile 的调试技巧，推荐阅读《如何调试MAKEFILE变量》

make -f Makefile -f vars.mk HOSTPROGS

这里我对 vars.mk 做了点修改，因为源 vars.mk 没处理特殊字符，直接echo 会报错。ffmpeg makefile 的变量很多特殊字符。我用了 warning 来输出，就不会报错。

vars.mk 文件内容如下：

%:
    $(warning '$*=$($*)')

d-%:
#   @printf "%s =888 %s\n" "abc" $($*)
    $(warning '$*=$($*)')
#   @echo '$*=$($*)'

#   @echo '  origin = $(origin $*)'
#   @echo '   value = $(value  $*)'
#   @echo '  flavor = $(flavor $*)'

现在从第一行代码开始分析 ffmpeg 里 Makefile 文件的逻辑。不熟悉 makefile 的可以先看一遍《跟我一起写 makefile》

第1~2行代码如下：

MAIN_MAKEFILE=1
include ffbuild/config.mak

定义 MAIN_MAKEFILE ，然后把 config.mak include进来。config.mak 文件里面全是一些变量的定义。

PS：MAIN_MAKEFILE 可以影响改变 config.mak 的 SRC_PATH 变量，估计是处理不同目录的情况。

第4~16行代码如下：

vpath %.c    $(SRC_PATH)
vpath %.cpp  $(SRC_PATH)
vpath %.h    $(SRC_PATH)
vpath %.inc  $(SRC_PATH)
省略

这个其实就是指导make 的时候文件搜索路径，vpath 的用法请阅读《跟我一起写 Makefile（四）》

第18~19行代码如下：

TESTTOOLS   = audiogen videogen rotozoom tiny_psnr tiny_ssim base64 audiomatch
HOSTPROGS  := $(TESTTOOLS:%=tests/%) doc/print_options

上面的代码只是声明变量，推荐阅读《Makefile 中:= ?= += =的区别》

第37~39行代码如下：

# first so "all" becomes default target
all: all-yes

上面定义了第一个 target （编译目标），makefile的语法是，make的时候如果不指定target ，第一个不以 . 开头的target 就是默认target。推荐阅读《makefile default target》

最后把 all all-yes 定义为伪目标。伪目标可以防止生成文件。

.PHONY: all all-yes alltools build check config testprogs

这里剧透一下，因为此时 all 这个 target 依赖于 all-yes ，所以make会去找 all-yes 的target，all-yes 的 target 定义在 ffbuild/library.mak 里，如下

all-$(CONFIG_STATIC): $(SUBDIR)$(LIBNAME)  $(SUBDIR)lib$(FULLNAME).pc
all-$(CONFIG_SHARED): $(SUBDIR)$(SLIBNAME) $(SUBDIR)lib$(FULLNAME).pc

第40~41行代码如下：

include $(SRC_PATH)/tools/Makefile
include $(SRC_PATH)/ffbuild/common.mak

引入了两个 Makefile 文件，首先 tools/Makefile 有以下重点：

1，tools\Makefile 里面的有个变量 COMPILE_C 比较复杂，用来编译 tool 目录下的C代码的。

我在shell 里执行了这个命令，make tools/target_dec_tiff_fuzzer.o，上图中的 $* 是 % 匹配到的内容，所以$* = tiff

下面是 COMPILE_C 这个变量的具体的值

可以看到 COMPILE_C 实际上执行了3个命令。

用 cl.exe 编译器生成内容，传递给 awk，再输出给 tools/target_dec_tiff_fuzzer.d，在后面会把这个 .d 后缀文件 include 进去。
printf 打印一下提示信息。
正式用 cl.exe 编译 target_dec_fuzer.c 的代码,

2，-include $(wildcard tools/*.d) 前面带一个 - 是防止报错，推荐阅读《Difference between "include" and "-include" in a makefile》

重要知识点：

gcc.exe 或 cl.exe 后面 -D 代表定义一个宏，传递进去C代码里面。例如 -DFFMPEG_DECODER=tiff
makefile 语法，$* 是 % 匹配到的内容，所以$* = tiff

还有一个比较重要的知识点，tools/Makefile 里面使用 COMPILE_C 变量，是 ffbuild/common.mak 里面定义的，但是 tools/Makefile 缺是在 ffbuild/common.mak 前面 include 进去的。

这个要注意一下，makefile的语法先后顺序比较模糊的，他是先把所有的 makefile 展开再求值，推荐阅读《Makefile 中:= ?= += =的区别》，里面的 = 跟 := 充分表明了，makefile 是展开后再求值。

接下来分析引入的 ffbuild/common.mak 文件，部分代码如下：

#
# common bits used by all libraries
#

DEFAULT_X86ASMD=.dbg

ifeq ($(DBG),1)
X86ASMD=$(DEFAULT_X86ASMD)
else
X86ASMD=
endif

ifndef SUBDIR

ifndef V
Q      = @
ECHO   = printf "$(1)\t%s\n" $(2)
BRIEF  = CC CXX OBJCC HOSTCC HOSTLD AS X86ASM AR LD STRIP CP WINDRES NVCC

makefile 的调试非常麻烦，这里介绍个方法，例如我想知道有没跑进去 ifndef SUBDIR 这个条件，可以使用这个命令 make -f Makefile -f vars.mk d-ECHO 打印出 ECHO 变量。

common.mak 文件都是一些通用的变量定义，不太容易理解的地方有以下：

1，请看下面代码，他这些规则，command 里面只有一个 $(COMPILE_MMI) ，后面没有接上文件名，看上去不知道要编译什么文件，实际上，要编译的文件名就在 $(COMPILE_MMI) 变量里面，通过上面的 % 匹配到的字符，传递进去给 $(COMPILE_MMI) ，可以把 $(COMPILE_MMI) 打印出来，就能知道具体逻辑。

%_mmi.o: %_mmi.c
   $(COMPILE_MMI)

%_msa.o: %_msa.c
   $(COMPILE_MSA)

%.o: %.c
   $(COMPILE_C)

2，请看下面代码，target 后面带一个 | ，我也不知道是做什么用的。

$(OBJS):     | $(sort $(dir $(OBJS)))
$(HOBJS):    | $(sort $(dir $(HOBJS)))
$(HOSTOBJS): | $(sort $(dir $(HOSTOBJS)))
$(SLIBOBJS): | $(sort $(dir $(S

第98~107行代码如下：

define DOSUBDIR
$(foreach V,$(SUBDIR_VARS),$(eval $(call RESET,$(V))))
SUBDIR := $(1)/
include $(SRC_PATH)/$(1)/Makefile
-include $(SRC_PATH)/$(1)/$(ARCH)/Makefile
-include $(SRC_PATH)/$(1)/$(INTRINSICS)/Makefile
include $(SRC_PATH)/ffbuild/library.mak
endef

$(foreach D,$(FFLIBS),$(eval $(call DOSUBDIR,lib$(D))))

上面这段代码特别重要，有一个命令包DOSUBDIR。在该命令包通过包含libavXXX/Makefile和library.mak等文件，定义了FFmpeg类库（例如libavformat，libavcodec，libavutil等）的依赖关系。

注意看最后一个 ffbuild/library.mak 这个makefile 是最后包含进来的，专门处理之前 include进来的文件。DOSUBDIR 的调用是在一个 foreach 循环里面的，举个例子：

libavdevice\Makefile 文件里面定义了 DESC = FFmpeg device handling library ,

然后 library.mak 里面就会使用这个 DESC 变量，把他展开，如下，library.mak 第 42 行代码。

$(SUBDIR)lib$(FULLNAME).pc: $(SUBDIR)version.h ffbuild/config.sh | $(SUBDIR)
    $$(M) $$(SRC_PATH)/ffbuild/pkgconfig_generate.sh $(NAME) "$(DESC)"

不同的类库有不同的 DESC 定义。libavformat\Makefile 的 DESC 定义如下：

DESC = FFmpeg container format library

ffbuild/library.mak 是最重要的一个文件，他就是 make 命令的入口，你可以理解为 main() 函数入口函数，第一个编译命令就是从这里运行的，具体流程是怎样的？请继续看，之前说过，根目录的 Makefile 在入口定义了 all: all-yes ，所以 all 就是make的默认 target，默认目标。

all 依赖 all-yes，所以就会导致 ffbuild/library.mak 下面这段代码被执行。

all-$(CONFIG_STATIC): $(SUBDIR)$(LIBNAME)  $(SUBDIR)lib$(FULLNAME).pc
all-$(CONFIG_SHARED): $(SUBDIR)$(SLIBNAME) $(SUBDIR)lib$(FULLNAME).pc

上面的 $(CONFIG_STATIC) 展开后是 yes 或者 no，就是 all-yes ，可以看到，他后面有一堆的 prerequisites ，这一堆 prerequisites 就会导致后面继续去找依赖，找 .o 文件，.o 文件没有找到，就会执行 cl.exe 或者gcc.exe 从 C代码编译出来 .o 文件。大概就是这样一个逻辑。可以用make -n 查看具体的编译命令。

所以说 ffbuild/library.mak 是最重要的一个文件

入口找到了，其他的一些编译规则自行查看即可， makefile 分析完毕。

资源下载：

1，带本人注释的 Makefile 下载地址，百度网盘，提取码：f5aj

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