make的详细用法

本来，以为make没什么重要性，随着在linux下开发的深入，发现了原来写makefile是一个必备技能。

无论是在Linux还是在Unix环境中，make都是一个非常重要的编译命令。不管是自己进行项目开发还是安装应用软件，我们都经常要用到make或make install。利用make工具，我们可以将大型的开发项目分解成为多个更易于管理的模块，对于一个包括几百个源文件的应用程序，使用make和makefile工具就可以简洁明快地理顺各个源文件之间纷繁复杂的相互关系。而且如此多的源文件，如果每次都要键入gcc命令进行编译的话，那对程序员来说简直就是一场灾难。而make工具则可自动完成编译工作，并且可以只对程序员在上次编译后修改过的部分进行编译。因此，有效的利用make和makefile工具可以大大提高项目开发的效率。同时掌握make和makefile之后，您也不会再面对着Linux下的应用软件手足无措了。

　　但令人遗憾的是，在许多讲述Linux应用的书籍上都没有详细介绍这个功能强大但又非常复杂的编译工具。在这里我就向大家详细介绍一下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过makefile文件来描述源程序之间的相互关系并自动维护编译工作。而makefile 文件需要按照某种语法进行编写，文件中需要说明如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并要求定义源文件之间的依赖关系。makefile 文件是许多编译器--包括 Windows NT 下的编译器--维护编译信息的常用方法，只是在集成开发环境中，用户通过友好的界面修改 makefile 文件而已。

　　在 UNIX 系统中，习惯使用 Makefile 作为 makfile 文件。如果要使用其他文件作为 makefile，则可利用类似下面的 make 命令选项指定 makefile 文件：

　$ make -f Makefile.debug 

　　例如，一个名为prog的程序由三个C源文件filea.c、fileb.c和filec.c以及库文件LS编译生成，这三个文件还分别包含自己的头文件a.h 、b.h和c.h。通常情况下，C编译器将会输出三个目标文件filea.o、fileb.o和filec.o。假设filea.c和fileb.c都要声明用到一个名为defs的文件，但filec.c不用。即在filea.c和fileb.c里都有这样的声明：

#include "defs" 

那么下面的文档就描述了这些文件之间的相互联系:

#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 

这个描述文档就是一个简单的makefile文件。

　　从上面的例子注意到，第一个字符为 # 的行为注释行。第一个非注释行指定prog由三个目标文件filea.o、fileb.o和filec.o链接生成。第三行描述了如何从prog所依赖的文件建立可执行文件。接下来的4、6、8行分别指定三个目标文件，以及它们所依赖的.c和.h文件以及defs文件。而5、7、9行则指定了如何从目标所依赖的文件建立目标。

　　当filea.c或a.h文件在编译之后又被修改，则 make 工具可自动重新编译filea.o，如果在前后两次编译之间，filea.C 和a.h 均没有被修改，而且 test.o 还存在的话，就没有必要重新编译。这种依赖关系在多源文件的程序编译中尤其重要。通过这种依赖关系的定义，make 工具可避免许多不必要的编译工作。当然，利用 Shell 脚本也可以达到自动编译的效果，但是，Shell 脚本将全部编译任何源文件，包括哪些不必要重新编译的源文件，而 make 工具则可根据目标上一次编译的时间和目标所依赖的源文件的更新时间而自动判断应当编译哪个源文件。

　　Makefile文件作为一种描述文档一般需要包含以下内容:

　　◆ 宏定义

　　◆ 源文件之间的相互依赖关系

　　◆ 可执行的命令

　　Makefile中允许使用简单的宏指代源文件及其相关编译信息，在Linux中也称宏为变量。在引用宏时只需在变量前加$符号，但值得注意的是，如果变量名的长度超过一个字符，在引用时就必须加圆括号（）。

下面都是有效的宏引用：

　　$(CFLAGS)

　　$2

　　$Z

　　$(Z)

　　其中最后两个引用是完全一致的。

　　需要注意的是一些宏的预定义变量，在Unix系统中，$*、$@、$?和$<四个特殊宏的值在执行命令的过程中会发生相应的变化，而在GNU make中则定义了更多的预定义变量。关于预定义变量的详细内容，宏定义的使用可以使我们脱离那些冗长乏味的编译选项，为编写makefile文件带来很大的方便。

GNU   make   的主要预定义变量    
  GNU   make   有许多预定义的变量，这些变量具有特殊的含义，可在规则中使用。表   1-5   给出了一些主要的    
  预定义变量，除这些变量外，GNU   make   还将所有的环境变量作为自己的预定义变量。    
   
                                                表   1-5     GNU   make   的主要预定义变量    
  预定义变量                                             含义    
  $*                             不包含扩展名的目标文件名称。    
  $+                             所有的依赖文件，以空格分开，并以出现的先后为序，可能包含重复的依赖文件。    
  $<                             第一个依赖文件的名称。    
  $?                             所有的依赖文件，以空格分开，这些依赖文件的修改日期比目标的创建日期晚。    
  $@                             目标的完整名称。    
  $^                             所有的依赖文件，以空格分开，不包含重复的依赖文件。    
  $%                             如果目标是归档成员，则该变量表示目标的归档成员名称。例如，如果目标名称  
                                为   mytarget.so(image.o)，则   $@   为   mytarget.so，而   $%   为   image.o。    
  AR                             归档维护程序的名称，默认值为   ar。    
  ARFLAGS                   归档维护程序的选项。    
  AS                             汇编程序的名称，默认值为   as。    
  ASFLAGS                   汇编程序的选项。    
  CC                             C   编译器的名称，默认值为   cc。    
  CCFLAGS                   C   编译器的选项。    
  CPP                           C   预编译器的名称，默认值为   $(CC)   -E。    
  CPPFLAGS                 C   预编译的选项。    
  CXX                           C++   编译器的名称，默认值为   g++。    
  CXXFLAGS                 C++   编译器的选项。    
  FC                             FORTRAN   编译器的名称，默认值为   f77。    
  FFLAGS                     FORTRAN   编译器的选项。    

  1.9.5     隐含规则    
  GNU   make   包含有一些内置的或隐含的规则，这些规则定义了如何从不同的依赖文件建立特定类型的目标。    
  GNU   make   支持两种类型的隐含规则：    
  *   后缀规则（Suffix   Rule）。后缀规则是定义隐含规则的老风格方法。后缀规则定义了将一个具有某个    
  后缀的文件（例如，.c   文件）转换为具有另外一种后缀的文件（例如，.o   文件）的方法。每个后缀规    
  则以两个成对出现的后缀名定义，例如，将   .c   文件转换为   .o   文件的后缀规则可定义为：     
   

 

 

  .c.o:     
  $(CC)   $(CCFLAGS)   $(CPPFLAGS)   -c   -o   $@   $<    

   
  *   模式规则（pattern   rules）。这种规则更加通用，因为可以利用模式规则定义更加复杂的依赖性规则。    
  模式规则看起来非常类似于正则规则，但在目标名称的前面多了一个   %   号，同时可用来定义目标和依赖    
  文件之间的关系，例如下面的模式规则定义了如何将任意一个   X.c   文件转换为   X.o   文件：     

  %.c:%.o     
  $(CC)   $(CCFLAGS)   $(CPPFLAGS)   -c   -o   $@   $<     

   
  1.9.6     makefile   范例    
   
  1.9.7     运行   make    
  我们知道，直接在   make   命令的后面键入目标名可建立指定的目标，如果直接运行   make，则建立第一个    
  目标。我们还知道可以用   make   -f   mymakefile   这样的命令指定   make   使用特定的   makefile，而不是    
  默认的   GNUmakefile、makefile   或   Makefile。但   GNU   make   命令还有一些其他选项，表   1-6   给出了    
  这些选项。    
   
                                                表   1-6     GNU   make   命令的常用命令行选项    
   
  命令行选项                             含义    
  -C   DIR                             在读取   makefile   之前改变到指定的目录   DIR。    
  -f   FILE                           以指定的   FILE   文件作为   makefile。    
  -h                                     显示所有的   make   选项。    
  -i                                     忽略所有的命令执行错误。    
  -I   DIR                             当包含其他   makefile   文件时，可利用该选项指定搜索目录。    
  -n                                     只打印要执行的命令，但不执行这些命令。    
  -p                                     显示   make   变量数据库和隐含规则。    
  -s                                     在执行命令时不显示命令。    
  -w                                     在处理   makefile   之前和之后，显示工作目录。    
  -W   FILE                           假定文件   FILE   已经被修改。  

　下面将给出一个较为全面的示例来对makefile文件和make命令的执行进行进一步的说明，其中make命令不仅涉及到了C源文件还包括了Yacc语法。本例选自"Unix Programmer's Manual 7th Edition, Volume 2A" Page 283-284

　　下面是描述文件的具体内容：

#Description 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) 

通常在描述文件中应象上面一样定义要求输出将要执行的命令。在执行了make命令之后，输出结果为：

$ 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 

最后的数字信息是执行"@size make"命令的输出结果。之所以只有输出结果而没有相应的命令行，是因为"@size make"命令以"@"起始，这个符号禁止打印输出它所在的命令行。

　　描述文件中的最后几条命令行在维护编译信息方面非常有用。其中"print"命令行的作用是打印输出在执行过上次"make print"命令后所有改动过的文件名称。系统使用一个名为print的0字节文件来确定执行print命令的具体时间，而宏$?则指向那些在print文件改动过之后进行修改的文件的文件名。如果想要指定执行print命令后，将输出结果送入某个指定的文件，那么就可修改P的宏定义：

make print "P= cat>zap" 

在Linux中大多数软件提供的是源代码，而不是现成的可执行文件，这就要求用户根据自己系统的实际情况和自身的需要来配置、编译源程序后，软件才能使用。只有掌握了make工具，才能让我们真正享受到到Linux这个自由软件世界的带给我们无穷乐趣。