Make 和 Makefile快速入门

前言

一个项目，拥有成百上千的源程序文件，编译链接这些源文件都是有规则的。Makefile是整个工程的编译规则集合，只需要一个make命令，就可以实现“自动化编译”。make是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。

涉及到的编译（严格上讲是4个过程，预处理、编译、汇编、链接）在之前的文章中都有介绍。

make和makefile什么关系？

Make这个词，英语的意思是"制作"。Make命令直接用了这个意思，就是要做出某个文件。比如，要做出汽车（car），就可以执行下面的命令。

make car

但是，如果你真的输入这条命令，它并不会起作用。因为Make命令本身并不知道，如何做出汽车，需要有人告诉它，如何调用其他命令完成这个目标。

car: wheel engine gasoline
    echo wheel > car
    echo engine > car
    echo gasoline > car

也就是说，make car这条命令的背后，实际上分成两步：第一步，确认 wheel 、engine 和 gasoline必须已经存在，第二步使用echo 命令将汽车需要的轮子、发动机、汽油写入car内部。

像这样的规则，都写在一个叫做Makefile的文件中，Make命令依赖这个文件进行构建。Makefile文件也可以写为makefile， 或者用命令行参数指定为其他文件名。

$ make -f rules.txt
# 或者
$ make --file=rules.txt

因此可见，make是大多数Linux采用的构建工具。make规则存放的文件通常情况下叫Makefile，这只是一个大家都遵守的习惯而已。

make用法

make [options] [targets] ...

-b, -m                      忽略兼容性。
-B, --always-make           无条件 make 所有目标。
-C DIRECTORY, --directory=DIRECTORY 在执行前先切换到 DIRECTORY 目录。
-d                          打印大量调试信息。
--debug[=FLAGS]             打印各种调试信息。
-e, --environment-overrides 环境变量覆盖 makefile 中的变量。
-f FILE, --file=FILE, --makefile=FILE 从 FILE 中读入 makefile。
-h, --help                  打印该消息并退出。
-i, --ignore-errors         Ignore errors from commands. //和-k参数结合使用能够得到所有的编译错误信息
-I DIRECTORY, --include-dir=DIRECTORY 在 DIRECTORY 中搜索被包含的 makefile。           
-j [N], --jobs[=N]          同时允许 N 个任务；无参数表明允许无限个任务。
-k, --keep-going            当某些目标无法创建时仍然继续。
-l [N], --load-average[=N], --max-load[=N]
                            在系统负载高于 N 时不启动多任务。
-L, --check-symlink-times   使用软链接及软链接目标中修改时间较晚的一个。
-n, --just-print, --dry-run, --recon 不要实际运行任何命令;仅仅输出他们
-o FILE, --old-file=FILE, --assume-old=FILE 将 FILE 当做很旧，不必重新生成。
-p, --print-data-base       打印 make 的内部数据库。
-q, --question              不运行任何命令；退出状态说明是否已全部更新。
-r, --no-builtin-rules      禁用内置隐含规则。
-R, --no-builtin-variables   禁用内置变量设置。
-s, --silent, --quiet       不显示命令。
-S, --no-keep-going, --stop 关闭 -k。
-t, --touch                 touch 目标而不是重新创建它们。
-v, --version               打印 make 的版本号并退出。
-w, --print-directory       打印当前目录。
--no-print-directory        关闭 -w，即使 -w 默认开启。
-W FILE, --what-if=FILE, --new-file=FILE, --assume-new=FILE 将 FILE 当做最新。
--warn-undefined-variables  当引用未定义变量的时候发出警告。

Makefile文件怎么生成的？

　　对于小型项目，文件数量不多，这种情况你可以自己写makefile。但对于像Nginx这样的大项目，做法是由一个configure脚本根据用户提供的参数自动生成的。configure会检测你当前环境是否满足该软件的要求，然后根据你提供的选项参数自动生成makefile文件。一下是安装Nginx时的部分操作过程

[root@localhost nginx-1.14.1]# ./configure 
> --prefix=/usr/local/nginx 
> --with-http_ssl_module
执行完这个命令会自动生成makefile
[root@localhost nginx-1.14.1]# make && make install

对于采用CMake构建的项目来说，假如项目运行在Linux下，CMake可以根据当先环境的generator（Linux下就是gcc，g++）生成其构建所需要的makefile。

Makefile格式

概述

要想使make按照预期造出相应的东西，就要制定相应规则，而这些规则我们通常放在Makefile里面。规则的定义格式相当简单，如下

<target> : <prerequisites> 
[tab]  <commands>

第一行冒号前面的部分，叫做"目标"（target），冒号后面的部分叫做"前置条件"（prerequisites）

第二行必须由一个tab键起首，后面跟着"命令"（commands）。

target是必需的，不可省略；prerequisites 和 commands都是可选的，但是两者之中必须至少存在一个。

每条规则就明确两件事：构建目标的前置条件是什么，以及如何构建。下面就详细讲解，每条规则的这三个组成部分。

目标（target）

一个target就构成一条规则，target指明Make命令所要构建的对象。target可以是如下3种形式

①单个文件名

②多个文件名，使用空格分隔

③某个操作的名字，这也称为"伪目标"（phony target）

前置条件（prerequisites）

prerequisites通常是一组文件名，之间用空格分隔。它指定了target是否重新构建的判断标准：只要prerequisites在时间上新于target，即target过期了，就重新构建target

命令（commands）

命令（commands）表示如何更新目标文件，由一行或多行的Shell命令组成。它是构建"目标"的具体指令，它的运行结果通常就是生成目标文件。

每行命令之前必须有一个tab键。如果想用其他键，可以用内置变量.RECIPEPREFIX声明。

.RECIPEPREFIX = >
car:
> echo wheel engine gasoline > car

上面代码用.RECIPEPREFIX指定，大于号（>）替代tab键。所以，每一行命令的起首变成了大于号，而不是tab键。

需要注意的是，每行命令在一个单独的shell中执行。这些Shell之间没有继承关系。

var-lost:
    export foo=bar
    echo "foo=[$$foo]"

上面代码执行后（make var-lost），取不到foo的值。因为两行命令在两个不同的进程执行。一个解决办法是将两行命令写在一行，中间用分号分隔。

var-kept:
    export foo=bar; echo "foo=[$$foo]"

另一个解决办法是在换行符前加反斜杠转义。

var-kept:
    export foo=bar; 
    echo "foo=[$$foo]"

最后一个方法是加上.ONESHELL:命令。

.ONESHELL:
var-kept:
    export foo=bar; 
    echo "foo=[$$foo]"

参考资料

Isaac Schlueter的《Makefile文件教程

《GNU Make手册》。

Make 命令教程