跟我一起寫makefile(一)
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這份東東我覺得不錯. 是CSDN上轉(zhuǎn)載過來.
跟我一起寫 Makefile
陳皓 (CSDN)
概述
什么是makefile？或許很多Winodws的程序員都不知道這個東西，因?yàn)槟切￤indows的IDE都為你做了這個工作，但我覺得要作一個好的和professional的程序員，makefile還是要懂。這就好像現(xiàn)在有這么多的HTML的編輯器，但如果你想成為一個專業(yè)人士，你還是要了解HTML的標(biāo)識的含義。特別在Unix下的軟件編譯，你就不能不自己寫makefile了，會不會寫makefile，從一個側(cè)面說明了一個人是否具備完成大型工程的能力。
因?yàn)?，makefile關(guān)系到了整個工程的編譯規(guī)則。一個工程中的源文件不計(jì)數(shù)，其按類型、功能、模塊分別放在若干個目錄中，makefile定義了一系列的規(guī)則來指定，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至于進(jìn)行更復(fù)雜的功能操作，因?yàn)閙akefile就像一個Shell腳本一樣，其中也可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令。
makefile帶來的好處就是——“自動化編譯”，一旦寫好，只需要一個make命令，整個工程完全自動編譯，極大的提高了軟件開發(fā)的效率。make是一個命令工具，是一個解釋makefile中指令的命令工具，一般來說，大多數(shù)的IDE都有這個命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make?？梢?，makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。
現(xiàn)在講述如何寫makefile的文章比較少，這是我想寫這篇文章的原因。當(dāng)然，不同產(chǎn)商的make各不相同，也有不同的語法，但其本質(zhì)都是在“文件依賴性”上做文章，這里，我僅對GNU的make進(jìn)行講述，我的環(huán)境是RedHat Linux 8.0，make的版本是3.80。必竟，這個make是應(yīng)用最為廣泛的，也是用得最多的。而且其還是最遵循于IEEE 1003.2-1992 標(biāo)準(zhǔn)的（POSIX.2）。
在這篇文檔中，將以C/C++的源碼作為我們基礎(chǔ)，所以必然涉及一些關(guān)于C/C++的編譯的知識，相關(guān)于這方面的內(nèi)容，還請各位查看相關(guān)的編譯器的文檔。這里所默認(rèn)的編譯器是UNIX下的GCC和CC。
關(guān)于程序的編譯和鏈接
在此，我想多說關(guān)于程序編譯的一些規(guī)范和方法，一般來說，無論是C、C++、還是pas，首先要把源文件編譯成中間代碼文件，在Windows下也就是 .obj 文件，UNIX下是 .o 文件，即 Object File，這個動作叫做編譯（compile）。然后再把大量的Object File合成執(zhí)行文件，這個動作叫作鏈接（link）。
編譯時，編譯器需要的是語法的正確，函數(shù)與變量的聲明的正確。對于后者，通常是你需要告訴編譯器頭文件的所在位置（頭文件中應(yīng)該只是聲明，而定義應(yīng)該放在C/C++文件中），只要所有的語法正確，編譯器就可以編譯出中間目標(biāo)文件。一般來說，每個源文件都應(yīng)該對應(yīng)于一個中間目標(biāo)文件（O文件或是OBJ文件）。
鏈接時，主要是鏈接函數(shù)和全局變量，所以，我們可以使用這些中間目標(biāo)文件（O文件或是OBJ文件）來鏈接我們的應(yīng)用程序。鏈接器并不管函數(shù)所在的源文件，只管函數(shù)的中間目標(biāo)文件（Object File），在大多數(shù)時候，由于源文件太多，編譯生成的中間目標(biāo)文件太多，而在鏈接時需要明顯地指出中間目標(biāo)文件名，這對于編譯很不方便，所以，我們要給中間目標(biāo)文件打個包，在Windows下這種包叫“庫文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，在UNIX下，是Archive File，也就是 .a 文件。
總結(jié)一下，源文件首先會生成中間目標(biāo)文件，再由中間目標(biāo)文件生成執(zhí)行文件。在編譯時，編譯器只檢測程序語法，和函數(shù)、變量是否被聲明。如果函數(shù)未被聲明，編譯器會給出一個警告，但可以生成Object File。而在鏈接程序時，鏈接器會在所有的Object File中找尋函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，如果找不到，那到就會報鏈接錯誤碼（Linker Error），在VC下，這種錯誤一般是：Link 2001錯誤，意思說是說，鏈接器未能找到函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。你需要指定函數(shù)的Object File.
好，言歸正傳，GNU的make有許多的內(nèi)容，閑言少敘，還是讓我們開始吧。
Makefile 介紹
make命令執(zhí)行時，需要一個 Makefile 文件，以告訴make命令需要怎么樣的去編譯和鏈接程序。
首先，我們用一個示例來說明Makefile的書寫規(guī)則。以便給大家一個感興認(rèn)識。這個示例來源于GNU的make使用手冊，在這個示例中，我們的工程有8個C文件，和3個頭文件，我們要寫一個Makefile來告訴make命令如何編譯和鏈接這幾個文件。我們的規(guī)則是：
1）如果這個工程沒有編譯過，那么我們的所有C文件都要編譯并被鏈接。
2）如果這個工程的某幾個C文件被修改，那么我們只編譯被修改的C文件，并鏈接目標(biāo)程序。
3）如果這個工程的頭文件被改變了，那么我們需要編譯引用了這幾個頭文件的C文件，并鏈接目標(biāo)程序。
只要我們的Makefile寫得夠好，所有的這一切，我們只用一個make命令就可以完成，make命令會自動智能地根據(jù)當(dāng)前的文件修改的情況來確定哪些文件需要重編譯，從而自己編譯所需要的文件和鏈接目標(biāo)程序。
一、Makefile的規(guī)則
在講述這個Makefile之前，還是讓我們先來粗略地看一看Makefile的規(guī)則。
target ... : prerequisites ...
command
...
...
target也就是一個目標(biāo)文件，可以是Object File，也可以是執(zhí)行文件。還可以是一個標(biāo)簽（Label），對于標(biāo)簽這種特性，在后續(xù)的“偽目標(biāo)”章節(jié)中會有敘述。
prerequisites就是，要生成那個target所需要的文件或是目標(biāo)。
command也就是make需要執(zhí)行的命令。（任意的Shell命令）
這是一個文件的依賴關(guān)系，也就是說，target這一個或多個的目標(biāo)文件依賴于prerequisites中的文件，其生成規(guī)則定義在command中。說白一點(diǎn)就是說，prerequisites中如果有一個以上的文件比target文件要新的話，command所定義的命令就會被執(zhí)行。這就是Makefile的規(guī)則。也就是Makefile中最核心的內(nèi)容。
說到底，Makefile的東西就是這樣一點(diǎn)，好像我的這篇文檔也該結(jié)束了。呵呵。還不盡然，這是Makefile的主線和核心，但要寫好一個Makefile還不夠，我會以后面一點(diǎn)一點(diǎn)地結(jié)合我的工作經(jīng)驗(yàn)給你慢慢到來。內(nèi)容還多著呢。：）
二、一個示例
正如前面所說的，如果一個工程有3個頭文件，和8個C文件，我們?yōu)榱送瓿汕懊嫠龅哪侨齻€規(guī)則，我們的Makefile應(yīng)該是下面的這個樣子的。
edit : main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
反斜杠（）是換行符的意思。這樣比較便于Makefile的易讀。我們可以把這個內(nèi)容保存在文件為“Makefile”或“makefile”的文件中，然后在該目錄下直接輸入命令“make”就可以生成執(zhí)行文件edit。如果要刪除執(zhí)行文件和所有的中間目標(biāo)文件，那么，只要簡單地執(zhí)行一下“make clean”就可以了。
在這個makefile中，目標(biāo)文件（target）包含：執(zhí)行文件edit和中間目標(biāo)文件（*.o），依賴文件（prerequisites）就是冒號后面的那些 .c 文件和 .h文件。每一個 .o 文件都有一組依賴文件，而這些 .o 文件又是執(zhí)行文件 edit 的依賴文件。依賴關(guān)系的實(shí)質(zhì)上就是說明了目標(biāo)文件是由哪些文件生成的，換言之，目標(biāo)文件是哪些文件更新的。
在定義好依賴關(guān)系后，后續(xù)的那一行定義了如何生成目標(biāo)文件的操作系統(tǒng)命令，一定要以一個Tab鍵作為開頭。記住，make并不管命令是怎么工作的，他只管執(zhí)行所定義的命令。make會比較targets文件和prerequisites文件的修改日期，如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新，或者target不存在的話，那么，make就會執(zhí)行后續(xù)定義的命令。
這里要說明一點(diǎn)的是，clean不是一個文件，它只不過是一個動作名字，有點(diǎn)像C語言中的lable一樣，其冒號后什么也沒有，那么，make就不會自動去找文件的依賴性，也就不會自動執(zhí)行其后所定義的命令。要執(zhí)行其后的命令，就要在make命令后明顯得指出這個lable的名字。這樣的方法非常有用，我們可以在一個makefile中定義不用的編譯或是和編譯無關(guān)的命令，比如程序的打包，程序的備份，等等。
三、make是如何工作的
在默認(rèn)的方式下，也就是我們只輸入make命令。那么，
1、make會在當(dāng)前目錄下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
2、如果找到，它會找文件中的第一個目標(biāo)文件（target），在上面的例子中，他會找到“edit”這個文件，并把這個文件作為最終的目標(biāo)文件。
3、如果edit文件不存在，或是edit所依賴的后面的 .o 文件的文件修改時間要比edit這個文件新，那么，他就會執(zhí)行后面所定義的命令來生成edit這個文件。
4、如果edit所依賴的.o文件也存在，那么make會在當(dāng)前文件中找目標(biāo)為.o文件的依賴性，如果找到則再根據(jù)那一個規(guī)則生成.o文件。（這有點(diǎn)像一個堆棧的過程）
5、當(dāng)然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make會生成 .o 文件，然后再用 .o 文件生命make的終極任務(wù)，也就是執(zhí)行文件edit了。
這就是整個make的依賴性，make會一層又一層地去找文件的依賴關(guān)系，直到最終編譯出第一個目標(biāo)文件。在找尋的過程中，如果出現(xiàn)錯誤，比如最后被依賴的文件找不到，那么make就會直接退出，并報錯，而對于所定義的命令的錯誤，或是編譯不成功，make根本不理。make只管文件的依賴性，即，如果在我找了依賴關(guān)系之后，冒號后面的文件還是不在，那么對不起，我就不工作啦。
通過上述分析，我們知道，像clean這種，沒有被第一個目標(biāo)文件直接或間接關(guān)聯(lián)，那么它后面所定義的命令將不會被自動執(zhí)行，不過，我們可以顯示要make執(zhí)行。即命令——“make clean”，以此來清除所有的目標(biāo)文件，以便重編譯。
于是在我們編程中，如果這個工程已被編譯過了，當(dāng)我們修改了其中一個源文件，比如file.c，那么根據(jù)我們的依賴性，我們的目標(biāo)file.o會被重編譯（也就是在這個依性關(guān)系后面所定義的命令），于是file.o的文件也是最新的啦，于是file.o的文件修改時間要比edit要新，所以edit也會被重新鏈接了（詳見edit目標(biāo)文件后定義的命令）。
而如果我們改變了“command.h”，那么，kdb.o、command.o和files.o都會被重編譯，并且，edit會被重鏈接。
四、makefile中使用變量
在上面的例子中，先讓我們看看edit的規(guī)則：
edit : main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
我們可以看到[.o]文件的字符串被重復(fù)了兩次，如果我們的工程需要加入一個新的[.o]文件，那么我們需要在兩個地方加（應(yīng)該是三個地方，還有一個地方在clean中）。當(dāng)然，我們的makefile并不復(fù)雜，所以在兩個地方加也不累，但如果makefile變得復(fù)雜，那么我們就有可能會忘掉一個需要加入的地方，而導(dǎo)致編譯失敗。所以，為了makefile的易維護(hù)，在makefile中我們可以使用變量。makefile的變量也就是一個字符串，理解成C語言中的宏可能會更好。
比如，我們聲明一個變量，叫objects, OBJECTS, objs, OBJS, obj, 或是 OBJ，反正不管什么啦，只要能夠表示obj文件就行了。我們在makefile一開始就這樣定義：
objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
于是，我們就可以很方便地在我們的makefile中以“$(objects)”的方式來使用這個變量了，于是我們的改良版makefile就變成下面這個樣子：
objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit $(objects)
于是如果有新的 .o 文件加入，我們只需簡單地修改一下 objects 變量就可以了。
關(guān)于變量更多的話題，我會在后續(xù)給你一一道來。
五、讓make自動推導(dǎo)
GNU的make很強(qiáng)大，它可以自動推導(dǎo)文件以及文件依賴關(guān)系后面的命令，于是我們就沒必要去在每一個[.o]文件后都寫上類似的命令，因?yàn)椋覀兊膍ake會自動識別，并自己推導(dǎo)命令。
只要make看到一個[.o]文件，它就會自動的把[.c]文件加在依賴關(guān)系中，如果make找到一個whatever.o，那么whatever.c，就會是whatever.o的依賴文件。并且 cc -c whatever.c 也會被推導(dǎo)出來，于是，我們的makefile再也不用寫得這么復(fù)雜。我們的是新的makefile又出爐了。
objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : defs.h
kbd.o : defs.h command.h
command.o : defs.h command.h
display.o : defs.h buffer.h
insert.o : defs.h buffer.h
search.o : defs.h buffer.h
files.o : defs.h buffer.h command.h
utils.o : defs.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)
這種方法，也就是make的“隱晦規(guī)則”。上面文件內(nèi)容中，“.PHONY”表示，clean是個偽目標(biāo)文件。
關(guān)于更為詳細(xì)的“隱晦規(guī)則”和“偽目標(biāo)文件”，我會在后續(xù)給你一一道來。
六、另類風(fēng)格的makefile
即然我們的make可以自動推導(dǎo)命令，那么我看到那堆[.o]和[.h]的依賴就有點(diǎn)不爽，那么多的重復(fù)的[.h]，能不能把其收攏起來，好吧，沒有問題，這個對于make來說很容易，誰叫它提供了自動推導(dǎo)命令和文件的功能呢？來看看最新風(fēng)格的makefile吧。
objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
$(objects) : defs.h
kbd.o command.o files.o : command.h
display.o insert.o search.o files.o : buffer.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)
這種風(fēng)格，讓我們的makefile變得很簡單，但我們的文件依賴關(guān)系就顯得有點(diǎn)凌亂了。魚和熊掌不可兼得。還看你的喜好了。我是不喜歡這種風(fēng)格的，一是文件的依賴關(guān)系看不清楚，二是如果文件一多，要加入幾個新的.o文件，那就理不清楚了。
七、清空目標(biāo)文件的規(guī)則
每個Makefile中都應(yīng)該寫一個清空目標(biāo)文件（.o和執(zhí)行文件）的規(guī)則，這不僅便于重編譯，也很利于保持文件的清潔。這是一個“修養(yǎng)”（呵呵，還記得我的《編程修養(yǎng)》嗎）。一般的風(fēng)格都是：
clean:
rm edit $(objects)
更為穩(wěn)健的做法是：
.PHONY : clean
clean :
-rm edit $(objects)
前面說過，.PHONY意思表示clean是一個“偽目標(biāo)”，。而在rm命令前面加了一個小減號的意思就是，也許某些文件出現(xiàn)問題，但不要管，繼續(xù)做后面的事。當(dāng)然，clean的規(guī)則不要放在文件的開頭，不然，這就會變成make的默認(rèn)目標(biāo)，相信誰也不愿意這樣。不成文的規(guī)矩是——“clean從來都是放在文件的最后”。
上面就是一個makefile的概貌，也是makefile的基礎(chǔ)，下面還有很多makefile的相關(guān)細(xì)節(jié)，準(zhǔn)備好了嗎？準(zhǔn)備好了就來。
Makefile 總述
———————
一、Makefile里有什么？
Makefile里主要包含了五個東西：顯式規(guī)則、隱晦規(guī)則、變量定義、文件指示和注釋。
1、顯式規(guī)則。顯式規(guī)則說明了，如何生成一個或多的的目標(biāo)文件。這是由Makefile的書寫者明顯指出，要生成的文件，文件的依賴文件，生成的命令。
2、隱晦規(guī)則。由于我們的make有自動推導(dǎo)的功能，所以隱晦的規(guī)則可以讓我們比較粗糙地簡略地書寫Makefile，這是由make所支持的。
3、變量的定義。在Makefile中我們要定義一系列的變量，變量一般都是字符串，這個有點(diǎn)你C語言中的宏，當(dāng)Makefile被執(zhí)行時，其中的變量都會被擴(kuò)展到相應(yīng)的引用位置上。
4、文件指示。其包括了三個部分，一個是在一個Makefile中引用另一個Makefile，就像C語言中的include一樣；另一個是指根據(jù)某些情況指定Makefile中的有效部分，就像C語言中的預(yù)編譯#if一樣；還有就是定義一個多行的命令。有關(guān)這一部分的內(nèi)容，我會在后續(xù)的部分中講述。
5、注釋。Makefile中只有行注釋，和UNIX的Shell腳本一樣，其注釋是用“#”字符，這個就像C/C++中的“//”一樣。如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框進(jìn)行轉(zhuǎn)義，如：“#”。
最后，還值得一提的是，在Makefile中的命令，必須要以[Tab]鍵開始。
二、Makefile的文件名
默認(rèn)的情況下，make命令會在當(dāng)前目錄下按順序找尋文件名為“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件，找到了解釋這個文件。在這三個文件名中，最好使用“Makefile”這個文件名，因?yàn)?，這個文件名第一個字符為大寫，這樣有一種顯目的感覺。最好不要用“GNUmakefile”，這個文件是GNU的make識別的。有另外一些make只對全小寫的“makefile”文件名敏感，但是基本上來說，大多數(shù)的make都支持“makefile”和“Makefile”這兩種默認(rèn)文件名。
當(dāng)然，你可以使用別的文件名來書寫Makefile，比如：“Make.Linux”，“Make.Solaris”，“Make.AIX”等，如果要指定特定的Makefile，你可以使用make的“-f”和“--file”參數(shù)，如：make -f Make.Linux或make --file Make.AIX。
三、引用其它的Makefile
在Makefile使用include關(guān)鍵字可以把別的Makefile包含進(jìn)來，這很像C語言的#include，被包含的文件會原模原樣的放在當(dāng)前文件的包含位置。include的語法是：
include filename>
filename可以是當(dāng)前操作系統(tǒng)Shell的文件模式（可以保含路徑和通配符）
在include前面可以有一些空字符，但是絕不能是[Tab]鍵開始。include和filename>可以用一個或多個空格隔開。舉個例子，你有這樣幾個Makefile：a.mk、b.mk、c.mk，還有一個文件叫foo.make，以及一個變量$(bar)，其包含了e.mk和f.mk，那么，下面的語句：
include foo.make *.mk $(bar)
等價于：
include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk
make命令開始時，會把找尋include所指出的其它Makefile，并把其內(nèi)容安置在當(dāng)前的位置。就好像C/C++的#include指令一樣。如果文件都沒有指定絕對路徑或是相對路徑的話，make會在當(dāng)前目錄下首先尋找，如果當(dāng)前目錄下沒有找到，那么，make還會在下面的幾個目錄下找：
1、如果make執(zhí)行時，有“-I”或“--include-dir”參數(shù)，那么make就會在這個參數(shù)所指定的目錄下去尋找。
2、如果目錄prefix>/include（一般是：/usr/local/bin或/usr/include）存在的話，make也會去找。
如果有文件沒有找到的話，make會生成一條警告信息，但不會馬上出現(xiàn)致命錯誤。它會繼續(xù)載入其它的文件，一旦完成makefile的讀取，make會再重試這些沒有找到，或是不能讀取的文件，如果還是不行，make才會出現(xiàn)一條致命信息。如果你想讓make不理那些無法讀取的文件，而繼續(xù)執(zhí)行，你可以在include前加一個減號“-”。如：
-include filename>
其表示，無論include過程中出現(xiàn)什么錯誤，都不要報錯繼續(xù)執(zhí)行。和其它版本make兼容的相關(guān)命令是sinclude，其作用和這一個是一樣的。
四、環(huán)境變量 MAKEFILES
如果你的當(dāng)前環(huán)境中定義了環(huán)境變量MAKEFILES，那么，make會把這個變量中的值做一個類似于include的動作。這個變量中的值是其它的Makefile，用空格分隔。只是，它和include不同的是，從這個環(huán)境變中引入的Makefile的“目標(biāo)”不會起作用，如果環(huán)境變量中定義的文件發(fā)現(xiàn)錯誤，make也會不理。
但是在這里我還是建議不要使用這個環(huán)境變量，因?yàn)橹灰@個變量一被定義，那么當(dāng)你使用make時，所有的Makefile都會受到它的影響，這絕不是你想看到的。在這里提這個事，只是為了告訴大家，也許有時候你的Makefile出現(xiàn)了怪事，那么你可以看看當(dāng)前環(huán)境中有沒有定義這個變量。
五、make的工作方式
GNU的make工作時的執(zhí)行步驟入下：（想來其它的make也是類似）
1、讀入所有的Makefile。
2、讀入被include的其它Makefile。
3、初始化文件中的變量。
4、推導(dǎo)隱晦規(guī)則，并分析所有規(guī)則。
5、為所有的目標(biāo)文件創(chuàng)建依賴關(guān)系鏈。
6、根據(jù)依賴關(guān)系，決定哪些目標(biāo)要重新生成。
7、執(zhí)行生成命令。
1-5步為第一個階段，6-7為第二個階段。第一個階段中，如果定義的變量被使用了，那么，make會把其展開在使用的位置。但make并不會完全馬上展開，make使用的是拖延戰(zhàn)術(shù)，如果變量出現(xiàn)在依賴關(guān)系的規(guī)則中，那么僅當(dāng)這條依賴被決定要使用了，變量才會在其內(nèi)部展開。
當(dāng)然，這個工作方式你不一定要清楚，但是知道這個方式你也會對make更為熟悉。有了這個基礎(chǔ)，后續(xù)部分也就容易看懂了。
書寫規(guī)則
————
規(guī)則包含兩個部分，一個是依賴關(guān)系，一個是生成目標(biāo)的方法。
在Makefile中，規(guī)則的順序是很重要的，因?yàn)?，Makefile中只應(yīng)該有一個最終目標(biāo)，其它的目標(biāo)都是被這個目標(biāo)所連帶出來的，所以一定要讓make知道你的最終目標(biāo)是什么。一般來說，定義在Makefile中的目標(biāo)可能會有很多，但是第一條規(guī)則中的目標(biāo)將被確立為最終的目標(biāo)。如果第一條規(guī)則中的目標(biāo)有很多個，那么，第一個目標(biāo)會成為最終的目標(biāo)。make所完成的也就是這個目標(biāo)。
好了，還是讓我們來看一看如何書寫規(guī)則。
一、規(guī)則舉例
foo.o : foo.c defs.h # foo模塊
cc -c -g foo.c
看到這個例子，各位應(yīng)該不是很陌生了，前面也已說過，foo.o是我們的目標(biāo)，foo.c和defs.h是目標(biāo)所依賴的源文件，而只有一個命令“cc -c -g foo.c”（以Tab鍵開頭）。這個規(guī)則告訴我們兩件事：
1、文件的依賴關(guān)系，foo.o依賴于foo.c和defs.h的文件，如果foo.c和defs.h的文件日期要比foo.o文件日期要新，或是foo.o不存在，那么依賴關(guān)系發(fā)生。
2、如果生成（或更新）foo.o文件。也就是那個cc命令，其說明了，如何生成foo.o這個文件。（當(dāng)然foo.c文件include了defs.h文件）
二、規(guī)則的語法
targets : prerequisites
command
...
或是這樣：
targets : prerequisites ; command
command
...
targets是文件名，以空格分開，可以使用通配符。一般來說，我們的目標(biāo)基本上是一個文件，但也有可能是多個文件。
command是命令行，如果其不與“target rerequisites”在一行，那么，必須以[Tab鍵]開頭，如果和prerequisites在一行，那么可以用分號做為分隔。（見上）
prerequisites也就是目標(biāo)所依賴的文件（或依賴目標(biāo)）。如果其中的某個文件要比目標(biāo)文件要新，那么，目標(biāo)就被認(rèn)為是“過時的”，被認(rèn)為是需要重生成的。這個在前面已經(jīng)講過了。
如果命令太長，你可以使用反斜框（‘’）作為換行符。make對一行上有多少個字符沒有限制。規(guī)則告訴make兩件事，文件的依賴關(guān)系和如何成成目標(biāo)文件。
一般來說，make會以UNIX的標(biāo)準(zhǔn)Shell，也就是/bin/sh來執(zhí)行命令。
三、在規(guī)則中使用通配符
如果我們想定義一系列比較類似的文件，我們很自然地就想起使用通配符。make支持三各通配符：“*”，“?”和“[...]”。這是和Unix的B-Shell是相同的。
波浪號（“~”）字符在文件名中也有比較特殊的用途。如果是“~/test”，這就表示當(dāng)前用戶的$HOME目錄下的test目錄。而“~hchen/test”則表示用戶hchen的宿主目錄下的test目錄。（這些都是Unix下的小知識了，make也支持）而在Windows或是MS-DOS下，用戶沒有宿主目錄，那么波浪號所指的目錄則根據(jù)環(huán)境變量“HOME”而定。
通配符代替了你一系列的文件，如“*.c”表示所以后綴為c的文件。一個需要我們注意的是，如果我們的文件名中有通配符，如：“*”，那么可以用轉(zhuǎn)義字符“”，如“*”來表示真實(shí)的“*”字符，而不是任意長度的字符串。
好吧，還是先來看幾個例子吧：
clean:
rm -f *.o
上面這個例子我不不多說了，這是操作系統(tǒng)Shell所支持的通配符。這是在命令中的通配符。
print: *.c
lpr -p $?
touch print
上面這個例子說明了通配符也可以在我們的規(guī)則中，目標(biāo)print依賴于所有的[.c]文件。其中的“$?”是一個自動化變量，我會在后面給你講述。
objects = *.o
上面這個例子，表示了，通符同樣可以用在變量中。并不是說[*.o]會展開，不！objects的值就是“*.o”。Makefile中的變量其實(shí)就是C/C++中的宏。如果你要讓通配符在變量中展開，也就是讓objects的值是所有[.o]的文件名的集合，那么，你可以這樣：
objects := $(wildcard *.o)
這種用法由關(guān)鍵字“wildcard”指出，關(guān)于Makefile的關(guān)鍵字，我們將在后面討論。
四、文件搜尋
在一些大的工程中，有大量的源文件，我們通常的做法是把這許多的源文件分類，并存放在不同的目錄中。所以，當(dāng)make需要去找尋文件的依賴關(guān)系時，你可以在文件前加上路徑，但最好的方法是把一個路徑告訴make，讓make在自動去找。
Makefile文件中的特殊變量“VPATH”就是完成這個功能的，如果沒有指明這個變量，make只會在當(dāng)前的目錄中去找尋依賴文件和目標(biāo)文件。如果定義了這個變量，那么，make就會在當(dāng)當(dāng)前目錄找不到的情況下，到所指定的目錄中去找尋文件了。
VPATH = src:../headers
上面的的定義指定兩個目錄，“src”和“../headers”，make會按照這個順序進(jìn)行搜索。目錄由“冒號”分隔。（當(dāng)然，當(dāng)前目錄永遠(yuǎn)是最高優(yōu)先搜索的地方）
另一個設(shè)置文件搜索路徑的方法是使用make的“vpath”關(guān)鍵字（注意，它是全小寫的），這不是變量，這是一個make的關(guān)鍵字，這和上面提到的那個VPATH變量很類似，但是它更為靈活。它可以指定不同的文件在不同的搜索目錄中。這是一個很靈活的功能。它的使用方法有三種：
1、vpath pattern> directories>
為符合模式pattern>的文件指定搜索目錄directories>。
2、vpath pattern>
清除符合模式pattern>的文件的搜索目錄。
3、vpath
清除所有已被設(shè)置好了的文件搜索目錄。
vapth使用方法中的pattern>需要包含“%”字符。“%”的意思是匹配零或若干字符，例如，“%.h”表示所有以“.h”結(jié)尾的文件。pattern>指定了要搜索的文件集，而directories>則指定了pattern>的文件集的搜索的目錄。例如：
vpath %.h ../headers
該語句表示，要求make在“../headers”目錄下搜索所有以“.h”結(jié)尾的文件。（如果某文件在當(dāng)前目錄沒有找到的話）
我們可以連續(xù)地使用vpath語句，以指定不同搜索策略。如果連續(xù)的vpath語句中出現(xiàn)了相同的pattern>，或是被重復(fù)了的pattern>，那么，make會按照vpath語句的先后順序來執(zhí)行搜索。如：
vpath %.c foo
vpath % blish
vpath %.c bar
其表示“.c”結(jié)尾的文件，先在“foo”目錄，然后是“blish”，最后是“bar”目錄。
vpath %.c foo:bar
vpath % blish
而上面的語句則表示“.c”結(jié)尾的文件，先在“foo”目錄，然后是“bar”目錄，最后才是“blish”目錄。
五、偽目標(biāo)
最早先的一個例子中，我們提到過一個“clean”的目標(biāo)，這是一個“偽目標(biāo)”，
clean:
rm *.o temp
正像我們前面例子中的“clean”一樣，即然我們生成了許多文件編譯文件，我們也應(yīng)該提供一個清除它們的“目標(biāo)”以備完整地重編譯而用。 （以“make clean”來使用該目標(biāo)）
因?yàn)椋覀儾⒉簧?ldquo;clean”這個文件。“偽目標(biāo)”并不是一個文件，只是一個標(biāo)簽，由于“偽目標(biāo)”不是文件，所以make無法生成它的依賴關(guān)系和決定它是否要執(zhí)行。我們只有通過顯示地指明這個“目標(biāo)”才能讓其生效。當(dāng)然，“偽目標(biāo)”的取名不能和文件名重名，不然其就失去了“偽目標(biāo)”的意義了。
當(dāng)然，為了避免和文件重名的這種情況，我們可以使用一個特殊的標(biāo)記“.PHONY”來顯示地指明一個目標(biāo)是“偽目標(biāo)”，向make說明，不管是否有這個文件，這個目標(biāo)就是“偽目標(biāo)”。
.PHONY : clean
只要有這個聲明，不管是否有“clean”文件，要運(yùn)行“clean”這個目標(biāo)，只有“make clean”這樣。于是整個過程可以這樣寫：
.PHONY: clean
clean:
rm *.o temp
偽目標(biāo)一般沒有依賴的文件。但是，我們也可以為偽目標(biāo)指定所依賴的文件。偽目標(biāo)同樣可以作為“默認(rèn)目標(biāo)”，只要將其放在第一個。一個示例就是，如果你的Makefile需要一口氣生成若干個可執(zhí)行文件，但你只想簡單地敲一個make完事，并且，所有的目標(biāo)文件都寫在一個Makefile中，那么你可以使用“偽目標(biāo)”這個特性：
all : prog1 prog2 prog3
.PHONY : all
prog1 : prog1.o utils.o
cc -o prog1 prog1.o utils.o
prog2 : prog2.o
cc -o prog2 prog2.o
prog3 : prog3.o sort.o utils.o
cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o
我們知道，Makefile中的第一個目標(biāo)會被作為其默認(rèn)目標(biāo)。我們聲明了一個“all”的偽目標(biāo)，其依賴于其它三個目標(biāo)。由于偽目標(biāo)的特性是，總是被執(zhí)行的，所以其依賴的那三個目標(biāo)就總是不如“all”這個目標(biāo)新。所以，其它三個目標(biāo)的規(guī)則總是會被決議。也就達(dá)到了我們一口氣生成多個目標(biāo)的目的。“.PHONY : all”聲明了“all”這個目標(biāo)為“偽目標(biāo)”。
隨便提一句，從上面的例子我們可以看出，目標(biāo)也可以成為依賴。所以，偽目標(biāo)同樣也可成為依賴?？聪旅娴睦樱?
.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff
cleanall : cleanobj cleandiff
rm program
cleanobj :
rm *.o
cleandiff :
rm *.diff
“make clean”將清除所有要被清除的文件。“cleanobj”和“cleandiff”這兩個偽目標(biāo)有點(diǎn)像“子程序”的意思。我們可以輸入“make cleanall”和“make cleanobj”和“make cleandiff”命令來達(dá)到清除不同種類文件的目的。
六、多目標(biāo)
Makefile的規(guī)則中的目標(biāo)可以不止一個，其支持多目標(biāo)，有可能我們的多個目標(biāo)同時依賴于一個文件，并且其生成的命令大體類似。于是我們就能把其合并起來。當(dāng)然，多個目標(biāo)的生成規(guī)則的執(zhí)行命令是同一個，這可能會可我們帶來麻煩，不過好在我們的可以使用一個自動化變量“$@”（關(guān)于自動化變量，將在后面講述），這個變量表示著目前規(guī)則中所有的目標(biāo)的集合，這樣說可能很抽象，還是看一個例子吧。
bigoutput littleoutput : text.g
generate text.g -$(subst output,,$@) > $@
上述規(guī)則等價于：
bigoutput : text.g
generate text.g -big > bigoutput
littleoutput : text.g
generate text.g -little > littleoutput
其中，-$(subst output,,$@)中的“$”表示執(zhí)行一個Makefile的函數(shù)，函數(shù)名為subst，后面的為參數(shù)。關(guān)于函數(shù)，將在后面講述。這里的這個函數(shù)是截取字符串的意思，“$@”表示目標(biāo)的集合，就像一個數(shù)組，“$@”依次取出目標(biāo)，并執(zhí)于命令。
七、靜態(tài)模式
靜態(tài)模式可以更加容易地定義多目標(biāo)的規(guī)則，可以讓我們的規(guī)則變得更加的有彈性和靈活。我們還是先來看一下語法：
targets ...>: target-pattern>: prereq-patterns ...>
commands>
...
targets定義了一系列的目標(biāo)文件，可以有通配符。是目標(biāo)的一個集合。
target-parrtern是指明了targets的模式，也就是的目標(biāo)集模式。
prereq-parrterns是目標(biāo)的依賴模式，它對target-parrtern形成的模式再進(jìn)行一次依賴目標(biāo)的定義。
這樣描述這三個東西，可能還是沒有說清楚，還是舉個例子來說明一下吧。如果我們的target-parrtern>定義成“%.o”，意思是我們的target>集合中都是以“.o”結(jié)尾的，而如果我們的prereq-parrterns>定義成“%.c”，意思是對target-parrtern>所形成的目標(biāo)集進(jìn)行二次定義，其計(jì)算方法是，取target-parrtern>模式中的“%”（也就是去掉了[.o]這個結(jié)尾），并為其加上[.c]這個結(jié)尾，形成的新集合。
所以，我們的“目標(biāo)模式”或是“依賴模式”中都應(yīng)該有“%”這個字符，如果你的文件名中有“%”那么你可以使用反斜杠“”進(jìn)行轉(zhuǎn)義，來標(biāo)明真實(shí)的“%”字符。
看一個例子：
objects = foo.o bar.o
all: $(objects)
$(objects): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $ -o $@
上面的例子中，指明了我們的目標(biāo)從$object中獲取，“%.o”表明要所有以“.o”結(jié)尾的目標(biāo)，也就是“foo.o bar.o”，也就是變量$object集合的模式，而依賴模式“%.c”則取模式“%.o”的“%”，也就是“foo bar”，并為其加下“.c”的后綴，于是，我們的依賴目標(biāo)就是“foo.c bar.c”。而命令中的“$”和“$@”則是自動化變量，“$”表示所有的依賴目標(biāo)集（也就是“foo.c bar.c”），“$@”表示目標(biāo)集（也就是“foo.o bar.o”）。于是，上面的規(guī)則展開后等價于下面的規(guī)則：
foo.o : foo.c
$(CC) -c $(CFLAGS) foo.c -o foo.o
bar.o : bar.c
$(CC) -c $(CFLAGS) bar.c -o bar.o
試想，如果我們的“%.o”有幾百個，那種我們只要用這種很簡單的“靜態(tài)模式規(guī)則”就可以寫完一堆規(guī)則，實(shí)在是太有效率了。“靜態(tài)模式規(guī)則”的用法很靈活，如果用得好，那會一個很強(qiáng)大的功能。再看一個例子：
files = foo.elc bar.o lose.o
$(filter %.o,$(files)): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $ -o $@
$(filter %.elc,$(files)): %.elc: %.el
emacs -f batch-byte-compile $
$(filter %.o,$(files))表示調(diào)用Makefile的filter函數(shù)，過濾“$filter”集，只要其中模式為“%.o”的內(nèi)容。其的它內(nèi)容，我就不用多說了吧。這個例字展示了Makefile中更大的彈性。
八、自動生成依賴性
在Makefile中，我們的依賴關(guān)系可能會需要包含一系列的頭文件，比如，如果我們的main.c中有一句“#include defs.h”，那么我們的依賴關(guān)系應(yīng)該是：
main.o : main.c defs.h
但是，如果是一個比較大型的工程，你必需清楚哪些C文件包含了哪些頭文件，并且，你在加入或刪除頭文件時，也需要小心地修改Makefile，這是一個很沒有維護(hù)性的工作。為了避免這種繁重而又容易出錯的事情，我們可以使用C/C++編譯的一個功能。大多數(shù)的C/C++編譯器都支持一個“-M”的選項(xiàng)，即自動找尋源文件中包含的頭文件，并生成一個依賴關(guān)系。例如，如果我們執(zhí)行下面的命令：
cc -M main.c
其輸出是：
main.o : main.c defs.h
于是由編譯器自動生成的依賴關(guān)系，這樣一來，你就不必再手動書寫若干文件的依賴關(guān)系，而由編譯器自動生成了。需要提醒一句的是，如果你使用GNU的C/C++編譯器，你得用“-MM”參數(shù)，不然，“-M”參數(shù)會把一些標(biāo)準(zhǔn)庫的頭文件也包含進(jìn)來。
gcc -M main.c的輸出是：
main.o: main.c defs.h /usr/include/stdio.h /usr/include/features.h
/usr/include/sys/cdefs.h /usr/include/gnu/stubs.h
/usr/lib/gcc-lib/i486-suse-linux/2.95.3/include/stddef.h
/usr/include/bits/types.h /usr/include/bits/pthreadtypes.h
/usr/include/bits/sched.h /usr/include/libio.h
/usr/include/_G_config.h /usr/include/wchar.h
/usr/include/bits/wchar.h /usr/include/gconv.h
/usr/lib/gcc-lib/i486-suse-linux/2.95.3/include/stdarg.h
/usr/include/bits/stdio_lim.h
gcc -MM main.c的輸出則是：
main.o: main.c defs.h
那么，編譯器的這個功能如何與我們的Makefile聯(lián)系在一起呢。因?yàn)檫@樣一來，我們的Makefile也要根據(jù)這些源文件重新生成，讓Makefile自已依賴于源文件？這個功能并不現(xiàn)實(shí)，不過我們可以有其它手段來迂回地實(shí)現(xiàn)這一功能。GNU組織建議把編譯器為每一個源文件的自動生成的依賴關(guān)系放到一個文件中，為每一個“name.c”的文件都生成一個“name.d”的Makefile文件，[.d]文件中就存放對應(yīng)[.c]文件的依賴關(guān)系。
于是，我們可以寫出[.c]文件和[.d]文件的依賴關(guān)系，并讓make自動更新或自成[.d]文件，并把其包含在我們的主Makefile中，這樣，我們就可以自動化地生成每個文件的依賴關(guān)系了。
這里，我們給出了一個模式規(guī)則來產(chǎn)生[.d]文件：
%.d: %.c
@set -e; rm -f $@;
$(CC) -M $(CPPFLAGS) $ > $@.$$$$;
sed 's,($*).o[ :]*,1.o $@ : ,g' $@.$$$$ > $@;
rm -f $@.$$$$
這個規(guī)則的意思是，所有的[.d]文件依賴于[.c]文件，“rm -f $@”的意思是刪除所有的目標(biāo)，也就是[.d]文件，第二行的意思是，為每個依賴文件“$”，也就是[.c]文件生成依賴文件，“$@”表示模式“%.d”文件，如果有一個C文件是name.c，那么“%”就是“name”，“$$$$”意為一個隨機(jī)編號，第二行生成的文件有可能是“name.d.12345”，第三行使用sed命令做了一個替換，關(guān)于sed命令的用法請參看相關(guān)的使用文檔。第四行就是刪除臨時文件。
總而言之，這個模式要做的事就是在編譯器生成的依賴關(guān)系中加入[.d]文件的依賴，即把依賴關(guān)系：
main.o : main.c defs.h
轉(zhuǎn)成：
main.o main.d : main.c defs.h
于是，我們的[.d]文件也會自動更新了，并會自動生成了，當(dāng)然，你還可以在這個[.d]文件中加入的不只是依賴關(guān)系，包括生成的命令也可一并加入，讓每個[.d]文件都包含一個完賴的規(guī)則。一旦我們完成這個工作，接下來，我們就要把這些自動生成的規(guī)則放進(jìn)我們的主Makefile中。我們可以使用Makefile的“include”命令，來引入別的Makefile文件（前面講過），例如：
sources = foo.c bar.c
include $(sources:.c=.d)
上述語句中的“$(sources:.c=.d)”中的“.c=.d”的意思是做一個替換，把變量$(sources)所有[.c]的字串都替換成[.d]，關(guān)于這個“替換”的內(nèi)容，在后面我會有更為詳細(xì)的講述。當(dāng)然，你得注意次序，因?yàn)閕nclude是按次來載入文件，最先載入的[.d]文件中的目標(biāo)會成為默認(rèn)目標(biāo)。
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