無(wú)論是在Linux還是在Unix環(huán)境中，make都是一個(gè)非常重要的編譯命令。不管是自己進(jìn)行項目開(kāi)發(fā)還是安裝應用軟件，我們都經(jīng)常要用到make或makeinstall。利用make工具，我們可以將大型的開(kāi)發(fā)項目分解成為多個(gè)更易于管理的模塊，對于一個(gè)包括幾百個(gè)源文件的應用程序，使用make和makefile工具就可以簡(jiǎn)潔明快地理順各個(gè)源文件之間紛繁復雜的相互關(guān)系。而且如此多的源文件，如果每次都要鍵入gcc命令進(jìn)行編譯的話(huà)，那對程序員來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是一場(chǎng)災難。而make工具則可自動(dòng)完成編譯工作，并且可以只對程序員在上次編譯后修改過(guò)的部分進(jìn)行編譯。因此，有效的利用make和makefile工具可以大大提高項目開(kāi)發(fā)的效率。同時(shí)掌握make和makefile之后，您也不會(huì )再面對著(zhù)Linux下的應用軟件手足無(wú)措了。
但令人遺憾的是，在許多講述Linux應用的書(shū)籍上都沒(méi)有詳細介紹這個(gè)功能強大但又非常復雜的編譯工具。在這里我就向大家詳細介紹一下make及其描述文件makefile。
Makefile文件
Make工具最主要也是最基本的功能就是通過(guò)makefile文件來(lái)描述源程序之間的相互關(guān)系并自動(dòng)維護編譯工作。而makefile文件需要按照某種語(yǔ)法進(jìn)行編寫(xiě)，文件中需要說(shuō)明如何編譯各個(gè)源文件并連接生成可執行文件，并要求定義源文件之間的依賴(lài)關(guān)系。makefile文件是許多編譯器--包括 Windows NT 下的編譯器--維護編譯信息的常用方法，只是在集成開(kāi)發(fā)環(huán)境中，用戶(hù)通過(guò)友好的界面修改makefile 文件而已。
在 UNIX 系統中，習慣使用 Makefile 作為 makfile 文件。如果要使用其他文件作為 makefile，則可利用類(lèi)似下面的 make 命令選項指定 makefile 文件：
$ make -f Makefile.debug
例如，一個(gè)名為prog的程序由三個(gè)C源文件filea.c、fileb.c和filec.c以及庫文件LS編譯生成，這三個(gè)文件還分別包含自己的頭文件a.h、b.h和c.h。通常情況下，C編譯器將會(huì )輸出三個(gè)目標文件filea.o、fileb.o和filec.o。假設filea.c和fileb.c都要聲明用到一個(gè)名為defs的文件，但filec.c不用。即在filea.c和fileb.c里都有這樣的聲明：
#include "defs"
那么下面的文檔就描述了這些文件之間的相互聯(lián)系:
---------------------------------------------------------
#It is a example for describing makefile
prog : filea.o fileb.o filec.o
cc filea.o fileb.o filec.o -LS -o prog
filea.o : filea.c a.h defs
cc -c filea.c
fileb.o : fileb.c b.h defs
cc -c fileb.c
filec.o : filec.c c.h
cc -c filec.c
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這個(gè)描述文檔就是一個(gè)簡(jiǎn)單的makefile文件。
從上面的例子注意到，第一個(gè)字符為 #的行為注釋行。第一個(gè)非注釋行指定prog由三個(gè)目標文件filea.o、fileb.o和filec.o鏈接生成。第三行描述了如何從prog所依賴(lài)的文件建立可執行文件。接下來(lái)的4、6、8行分別指定三個(gè)目標文件，以及它們所依賴(lài)的.c和.h文件以及defs文件。而5、7、9行則指定了如何從目標所依賴(lài)的文件建立目標。
當filea.c或a.h文件在編譯之后又被修改，則 make工具可自動(dòng)重新編譯filea.o，如果在前后兩次編譯之間，filea.C 和a.h 均沒(méi)有被修改，而且 test.o還存在的話(huà)，就沒(méi)有必要重新編譯。這種依賴(lài)關(guān)系在多源文件的程序編譯中尤其重要。通過(guò)這種依賴(lài)關(guān)系的定義，make工具可避免許多不必要的編譯工作。當然，利用 Shell 腳本也可以達到自動(dòng)編譯的效果，但是，Shell腳本將全部編譯任何源文件，包括哪些不必要重新編譯的源文件，而 make工具則可根據目標上一次編譯的時(shí)間和目標所依賴(lài)的源文件的更新時(shí)間而自動(dòng)判斷應當編譯哪個(gè)源文件。
Makefile文件作為一種描述文檔一般需要包含以下內容:
◆ 宏定義
◆ 源文件之間的相互依賴(lài)關(guān)系
◆ 可執行的命令
Makefile中允許使用簡(jiǎn)單的宏指代源文件及其相關(guān)編譯信息，在Linux中也稱(chēng)宏為變量。在引用宏時(shí)只需在變量前加$符號，但值得注意的是，如果變量名的長(cháng)度超過(guò)一個(gè)字符，在引用時(shí)就必須加圓括號（）。
下面都是有效的宏引用：
$(CFLAGS)
ū
$Z
$(Z)
其中最后兩個(gè)引用是完全一致的。
需要注意的是一些宏的預定義變量，在Unix系統中，$*、$@、$?和$<四個(gè)特殊宏的值在執行命令的過(guò)程中會(huì )發(fā)生相應的變化，而在GNU make中則定義了更多的預定義變量。關(guān)于預定義變量的詳細內容，
宏定義的使用可以使我們脫離那些冗長(cháng)乏味的編譯選項，為編寫(xiě)makefile文件帶來(lái)很大的方便。
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# Define a macro for the object files
OBJECTS= filea.o fileb.o filec.o
# Define a macro for the library file
LIBES= -LS
# use macros rewrite makefile
prog: $(OBJECTS)
cc $(OBJECTS) $(LIBES) -o prog
……
---------------------------------------------------------
此時(shí)如果執行不帶參數的make命令，將連接三個(gè)目標文件和庫文件LS；但是如果在make命令后帶有新的宏定義：
make "LIBES= -LL -LS"
則命令行后面的宏定義將覆蓋makefile文件中的宏定義。若LL也是庫文件，此時(shí)make命令將連接三個(gè)目標文件以及兩個(gè)庫文件LS和LL。
在Unix系統中沒(méi)有對常量NULL作出明確的定義，因此我們要定義NULL字符串時(shí)要使用下述宏定義：
STRINGNAME=
Make命令
在make命令后不僅可以出現宏定義，還可以跟其他命令行參數，這些參數指定了需要編譯的目標文件。其標準形式為：
target1 [target2 …]:[:][dependent1 …][;commands][#…]
[(tab) commands][#…]
方括號中間的部分表示可選項。Targets和dependents當中可以包含字符、數字、句點(diǎn)和"/"符號。除了引用，commands中不能含有"#",也不允許換行。
在通常的情況下命令行參數中只含有一個(gè)":"，此時(shí)command序列通常和makefile文件中某些定義文件間依賴(lài)關(guān)系的描述行有關(guān)。如果與目標相關(guān)連的那些描述行指定了相關(guān)的command序列，那么就執行這些相關(guān)的command命令，即使在分號和(tab)后面的aommand字段甚至有可能是NULL。如果那些與目標相關(guān)連的行沒(méi)有指定command，那么將調用系統默認的目標文件生成規則。
如果命令行參數中含有兩個(gè)冒號"::"，則此時(shí)的command序列也許會(huì )和makefile中所有描述文件依賴(lài)關(guān)系的行有關(guān)。此時(shí)將執行那些與目標相關(guān)連的描述行所指向的相關(guān)命令。同時(shí)還將執行build-in規則。
如果在執行command命令時(shí)返回了一個(gè)非"0"的出錯信號，例如makefile文件中出現了錯誤的目標文件名或者出現了以連字符打頭的命令字符串，make操作一般會(huì )就此終止，但如果make后帶有"-i"參數，則make將忽略此類(lèi)出錯信號。
Make命本身可帶有四種參數：標志、宏定義、描述文件名和目標文件名。其標準形式為：
Make [flags] [macro definitions] [targets]
Unix系統下標志位flags選項及其含義為：
-f file指定file文件為描述文件，如果file參數為"-"符，那么描述文件指向標準輸入。如果沒(méi)有"-f"參數，則系統將默認當前目錄下名為makefile或者名為Makefile的文件為描述文件。在Linux中， GNU make工具在當前工作目錄中按照GNUmakefile、makefile、Makefile的順序搜索 makefile文件。
-i 忽略命令執行返回的出錯信息。
-s 沉默模式，在執行之前不輸出相應的命令行信息。
-r 禁止使用build-in規則。
-n 非執行模式，輸出所有執行命令，但并不執行。
-t 更新目標文件。
-q make操作將根據目標文件是否已經(jīng)更新返回"0"或非"0"的狀態(tài)信息。
-p 輸出所有宏定義和目標文件描述。
-d Debug模式，輸出有關(guān)文件和檢測時(shí)間的詳細信息。
Linux下make標志位的常用選項與Unix系統中稍有不同，下面我們只列出了不同部分：
-c dir 在讀取 makefile 之前改變到指定的目錄dir。
-I dir 當包含其他 makefile文件時(shí)，利用該選項指定搜索目錄。
-h help文擋，顯示所有的make選項。
-w 在處理 makefile 之前和之后，都顯示工作目錄。
通過(guò)命令行參數中的target ，可指定make要編譯的目標，并且允許同時(shí)定義編譯多個(gè)目標，操作時(shí)按照從左向右的順序依次編譯target選項中指定的目標文件。如果命令行中沒(méi)有指定目標，則系統默認target指向描述文件中第一個(gè)目標文件。
通常，makefile 中還定義有 clean 目標，可用來(lái)清除編譯過(guò)程中的中間文件，例如：
clean:
rm -f *.o
運行 make clean 時(shí)，將執行 rm -f *.o 命令，最終刪除所有編譯過(guò)程中產(chǎn)生的所有中間文件。
隱含規則
在make工具中包含有一些內置的或隱含的規則，這些規則定義了如何從不同的依賴(lài)文件建立特定類(lèi)型的目標。Unix系統通常支持一種基于文件擴展名即文件名后綴的隱含規則。這種后綴規則定義了如何將一個(gè)具有特定文件名后綴的文件（例如.c文件），轉換成為具有另一種文件名后綴的文件（例如.o文件）：
.c:.o
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<
系統中默認的常用文件擴展名及其含義為：
.o 目標文件
.c C源文件
.f FORTRAN源文件
.s 匯編源文件
.y Yacc-C源語(yǔ)法
.l Lex源語(yǔ)法
在早期的Unix系統系統中還支持Yacc-C源語(yǔ)法和Lex源語(yǔ)法。在編譯過(guò)程中，系統會(huì )首先在makefile文件中尋找與目標文件相關(guān)的.C文件，如果還有與之相依賴(lài)的.y和.l文件，則首先將其轉換為.c文件后再編譯生成相應的.o文件；如果沒(méi)有與目標相關(guān)的.c文件而只有相關(guān)的.y文件，則系統將直接編譯.y文件。
而GNU make除了支持后綴規則外還支持另一種類(lèi)型的隱含規則--模式規則。這種規則更加通用，因為可以利用模式規則定義更加復雜的依賴(lài)性規則。模式規則看起來(lái)非常類(lèi)似于正則規則，但在目標名稱(chēng)的前面多了一個(gè) % 號，同時(shí)可用來(lái)定義目標和依賴(lài)文件之間的關(guān)系，例如下面的模式規則定義了如何將任意一個(gè) file.c文件轉換為 file.o 文件：
%.c:%.o
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<
#EXAMPLE#
下面將給出一個(gè)較為全面的示例來(lái)對makefile文件和make命令的執行進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明，其中make命令不僅涉及到了C源文件還包括了Yacc語(yǔ)法。本例選自"Unix Programmer‘s Manual 7th Edition, Volume 2A" Page 283-284
下面是描述文件的具體內容：
---------------------------------------------------------
#De<I>script</I>ion file for the Make command
#Send to print
P=und -3 | opr -r2
#The source files that are needed by object files
FILES= Makefile version.c defs main.c donamc.c misc.c file.c \
dosys.c gram.y lex.c gcos.c
#The definitions of object files
OBJECTS= vesion.o main.o donamc.o misc.o file.o dosys.o gram.o
LIBES= -LS
LINT= lnit -p
CFLAGS= -O
make: $(OBJECTS)
cc $(CFLAGS) $(OBJECTS) $(LIBES) -o make
size make
$(OBJECTS): defs
gram.o: lex.c
cleanup:
-rm *.o gram.c
install:
@size make /usr/bin/make
cp make /usr/bin/make ; rm make
#print recently changed files
print: $(FILES)
pr $? | $P
touch print
test:
make -dp | grep -v TIME>1zap
/usr/bin/make -dp | grep -v TIME>2zap
diff 1zap 2zap
rm 1zap 2zap
lint: dosys.c donamc.c file.c main.c misc.c version.c gram.c
$(LINT) dosys.c donamc.c file.c main.c misc.c version.c \
gram.c
rm gram.c
arch:
ar uv /sys/source/s2/make.a $(FILES)
----------------------------------------------------------
通常在描述文件中應象上面一樣定義要求輸出將要執行的命令。在執行了make命令之后，輸出結果為：
$ make
cc -c version.c
cc -c main.c
cc -c donamc.c
cc -c misc.c
cc -c file.c
cc -c dosys.c
yacc gram.y
mv y.tab.c gram.c
cc -c gram.c
cc version.o main.o donamc.o misc.o file.o dosys.o gram.o \
-LS -o make
13188+3348+3044=19580b=046174b
最后的數字信息是執行"@size make"命令的輸出結果。之所以只有輸出結果而沒(méi)有相應的命令行，是因為"@size make"命令以"@"起始，這個(gè)符號禁止打印輸出它所在的命令行。
描述文件中的最后幾條命令行在維護編譯信息方面非常有用。其中"print"命令行的作用是打印輸出在執行過(guò)上次"makeprint"命令后所有改動(dòng)過(guò)的文件名稱(chēng)。系統使用一個(gè)名為print的0字節文件來(lái)確定執行print命令的具體時(shí)間，而宏$?則指向那些在print文件改動(dòng)過(guò)之后進(jìn)行修改的文件的文件名。如果想要指定執行print命令后，將輸出結果送入某個(gè)指定的文件，那么就可修改P的宏定義：
make print "P= cat>zap"
在Linux中大多數軟件提供的是源代碼，而不是現成的可執行文件，這就要求用戶(hù)根據自己系統的實(shí)際情況和自身的需要來(lái)配置、編譯源程序后，軟件才能使用。只有掌握了make工具，才能讓我們真正享受到到Linux這個(gè)自由軟件世界的帶給我們無(wú)窮樂(lè )趣。
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