GNU Makeでいく - 関数を知る（シェルコマンドを実行する）

Makefileで使える関数の解説は、今回取り上げるshell関数が最後だ。この関数はほかの関数とは異なり、シェルプロセスを起動してそちらで処理を行わせ、その出力を結果として利用する。レシピで行われている処理を明示的に行うようなイメージだ。強力な関数で何かと便利なのでつい使いたくなるが、乱用はしない方が良い。

shell関数

Makefileでは、Makefileに用意されている機能を使って処理を行い、レシピの部分だけがシェルで処理される。基本的にレシピ以外の部分はmakeが処理を行っており、シェルスクリプトのようにシェルコマンドは処理されない。

しかし、Makefileに用意されている機能だけでは記述ができないことがある。シェルやコマンドを使いたいケースがあるのだ。そうした場合に使えるのがshell関数である。同関数は、シェルで言うところのコマンド置換のような動きをする。shell関数の動作を簡単にまとめると次のようになる。

shell関数はシェルを起動し、そちらへ処理を依頼する。そして、その処理結果がshell関数の結果として使われる仕組みだ。ただし、結果に含まれている改行だけは空白に置換され、実行結果の最後に含まれている改行は削除される。

shell関数は呼ばれるたびに新しくシェルを生成する。そのため、再帰的に何度も呼び出されるような書き方の末端に書いてあると、処理が重くなる可能性もある。現在のマシンスペックやシステムコールの実装を考えると、これはもう無視しても良い程度の負荷かなという気もするが、一応心に留めておくと良いだろう。

shell関数を実行してみよう

shell関数はシェルが得意なユーザーであれば扱いやすい関数だ。まず、次のようなMakefileを用意して実行してみよう。

test:
    cal

実行結果は以下の通りだ。

% make
cal
      7月 2022
日 月 火 水 木 金 土
                1  2
 3  4  5  6  7  8  9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31
% 

レシピに書いてあるコマンドが実行され、その結果が表示されていることがわかる。

次に、同じコマンドの出力をshell関数で実行し、いったん変数に格納してから表示するようにMakefileを書き換えてみる。

cal:=   $(shell cal)

test:
    echo $(cal)

実行すると次のようになる。

% make
echo       7月 2022       日 月 火 水 木 金 土                 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
7月 2022 日 月 火 水 木 金 土 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
% 

shell関数の仕様の通り、改行が削除されて空白になっていることがわかる。これがshell関数の基本的な動作だ。

shell関数はどんなときに使うのか

Makefileに用意されている機能でシンプルに記述できるのであれば、その方が良い。だが、それができないことがある。また、レシピに書けばどんなこともできるわけだが、それだとMakefileの仕組み(依存関係と再帰処理)の恩恵が受けられなくなる。そうした場合に、shell関数が必要になる。

例えば、次のコマンドの実行結果を見てみよう。

% ls
20210101  20210223  20210417  20210609  20210801  20210923  20211115
20210102  20210224  20210418  20210610  20210802  20210924  20211116
20210103  20210225  20210419  20210611  20210803  20210925  20211117
20210104  20210226  20210420  20210612  20210804  20210926  20211118
20210105  20210227  20210421  20210613  20210805  20210927  20211119
20210106  20210228  20210422  20210614  20210806  20210928  20211120
20210107  20210301  20210423  20210615  20210807  20210929  20211121
20210108  20210302  20210424  20210616  20210808  20210930  20211122
20210109  20210303  20210425  20210617  20210809  20211001  20211123
20210110  20210304  20210426  20210618  20210810  20211002  20211124
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20210207  20210401  20210524  20210716  20210907  20211030  20211222
20210208  20210402  20210525  20210717  20210908  20211031  20211223
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20210212  20210406  20210529  20210721  20210912  20211104  20211227
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20210216  20210410  20210602  20210725  20210916  20211108  20211231
20210217  20210411  20210603  20210726  20210917  20211109  Makefile
20210218  20210412  20210604  20210727  20210918  20211110
20210219  20210413  20210605  20210728  20210919  20211111
20210220  20210414  20210606  20210729  20210920  20211112
20210221  20210415  20210607  20210730  20210921  20211113
20210222  20210416  20210608  20210731  20210922  20211114
% 

このディレクトリには、2021年の日付がディレクトリとして作成されている。各ディレクトリ以下には、それぞれ必要なデータが配置されている。

ここで、指定した期間のディレクトリをディレクトリリストとして取得して処理を行いたいとしよう。「make start=20210701 end=20210707」のように期間を指定するイメージだ。ここでshell関数を利用する。

例えばディレクトリリストを取得するのに、次のようなMakefileを記述する。

dirs:=  $(shell                          \
    ls                          |\
    grep    ^20                     |\
    awk '                        \
        $(start)<=$$1 && $$1<=$(end)             \
        {                        \
            print                    \
        }                        \
    '                            \
    )

test:
    @echo $(dirs)

「ls」と「grep」でディレクトリの一覧を取得し、awkコマンドで指定された日付の範囲にあるディレクトリだけを抽出している。これをshell関数経由で取得してリストとして変数に代入するという処理を行っている。

実行すると次のようになる。

実行結果その1

% make start=20210701 end=20210707
20210701 20210702 20210703 20210704 20210705 20210706 20210707
% 

指定する日付を変更すれば、次のように出力される内容も変化する。

実行結果その2

% make start=20211010 end=20211120
20211010 20211011 20211012 20211013 20211014 20211015 20211016 20211017 20211018 20211019 20211020 20211021 20211022 20211023 20211024 20211025 20211026 20211027 20211028 20211029 20211030 20211031 20211101 20211102 20211103 20211104 20211105 20211106 20211107 20211108 20211109 20211110 20211111 20211112 20211113 20211114 20211115 20211116 20211117 20211118 20211119 20211120
% 

• 

  実行結果その2

shell関数を使うと、こういったことをシンプルに記述できるようになる。当然、shell関数を使うだけではなくシェルのスキルも必要になるが、知っているのと知っていないのとでは大きな違いだ。

関数を知り、関数を使いこなす

これまでに取り上げてきた関数によって、ワイルドカード展開、文字列の操作、ファイルの操作、条件付き展開、繰り返し展開、ファイルの読み書き、関数の定義、変数種類の確認、makeの終了、そしてシェルコマンドの実行ができるようになったはずだ。

そもそもMakefile自体は、ビルド用のツールとして生まれたものだが、用意されている機能を組み合わせて考えると、これ自体をプログラミング言語と言っても良さそうなくらいのボリュームにはなっている。

Makefileは汎用的に使えて便利なツールだ。本連載で取り上げてきた関数は、GNU makeで実装されている全ての関数というわけではないのだが、とりあえず紹介したものは押さえておいていただきたい。

参考

• Make - GNU Project - Free Software Foundation
• GNU make
• GNU make [PDF]