makefile教程

转载：

http://www.ruanyifeng.com/blog/2015/02/make.html
http://www.cs.colby.edu/maxwell/courses/tutorials/maketutor/

Makefiles are a simple way to organize code compilation. This tutorial does not even scratch the surface of what is possible using make, but is intended as a starters guide so that you can quickly and easily create your own makefiles for small to medium-sized projects.

A Simple Example

Let’s start off with the following three files, hellomake.c, hellofunc.c, and hellomake.h, which would represent a typical main program, some functional code in a separate file, and an include file, respectively.

hellomake.c hellofunc.c hellomake.h

include

include

include

或者

$ make –file=rules.txt
上面代码指定make命令依据rules.txt文件中的规则，进行构建。
总之，make只是一个根据指定的Shell命令进行构建的工具。它的规则很简单，你规定要构建哪个文件、它依赖哪些源文件，当那些文件有变动时，如何重新构建它。
二、Makefile文件的格式
构建规则都写在Makefile文件里面，要学会如何Make命令，就必须学会如何编写Makefile文件。
2.1 概述
Makefile文件由一系列规则（rules）构成。每条规则的形式如下。

:
[tab]
上面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）。
“目标”是必需的，不可省略；”前置条件”和”命令”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。
2.2 目标（target）
一个目标（target）就构成一条规则。目标通常是文件名，指明Make命令所要构建的对象，比如上文的 a.txt 。目标可以是一个文件名，也可以是多个文件名，之间用空格分隔。
除了文件名，目标还可以是某个操作的名字，这称为”伪目标”（phony target）。

clean:
rm *.o
上面代码的目标是clean，它不是文件名，而是一个操作的名字，属于”伪目标 “，作用是删除对象文件。

$ make clean
但是，如果当前目录中，正好有一个文件叫做clean，那么这个命令不会执行。因为Make发现clean文件已经存在，就认为没有必要重新构建了，就不会执行指定的rm命令。
为了避免这种情况，可以明确声明clean是”伪目标”，写法如下。

.PHONY: clean
clean:
rm *.o temp
声明clean是”伪目标”之后，make就不会去检查是否存在一个叫做clean的文件，而是每次运行都执行对应的命令。像.PHONY这样的内置目标名还有不少，可以查看手册。
如果Make命令运行时没有指定目标，默认会执行Makefile文件的第一个目标。

$ make
上面代码执行Makefile文件的第一个目标。
2.3 前置条件（prerequisites）
前置条件通常是一组文件名，之间用空格分隔。它指定了”目标”是否重新构建的判断标准：只要有一个前置文件不存在，或者有过更新（前置文件的last-modification时间戳比目标的时间戳新），”目标”就需要重新构建。

result.txt: source.txt
cp source.txt result.txt
上面代码中，构建 result.txt 的前置条件是 source.txt 。如果当前目录中，source.txt 已经存在，那么make result.txt可以正常运行，否则必须再写一条规则，来生成 source.txt 。

source.txt:
echo “this is the source” > source.txt
上面代码中，source.txt后面没有前置条件，就意味着它跟其他文件都无关，只要这个文件还不存在，每次调用make source.txt，它都会生成。

makeresult.txt make result.txt
上面命令连续执行两次make result.txt。第一次执行会先新建 source.txt，然后再新建 result.txt。第二次执行，Make发现 source.txt 没有变动（时间戳晚于 result.txt），就不会执行任何操作，result.txt 也不会重新生成。
如果需要生成多个文件，往往采用下面的写法。

source: file1 file2 file3
上面代码中，source 是一个伪目标，只有三个前置文件，没有任何对应的命令。

$ make source
执行make source命令后，就会一次性生成 file1，file2，file3 三个文件。这比下面的写法要方便很多。

makefile1 make file2
$ make file3
2.4 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 = >
all:

echo Hello, world
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]”
三、Makefile文件的语法
3.1 注释
井号（#）在Makefile中表示注释。

这是注释

result.txt: source.txt
# 这是注释
cp source.txt result.txt # 这也是注释
3.2 回声（echoing）
正常情况下，make会打印每条命令，然后再执行，这就叫做回声（echoing）。

test:
# 这是测试
执行上面的规则，会得到下面的结果。

$ make test

这是测试

在命令的前面加上@，就可以关闭回声。

test:
@# 这是测试
现在再执行make test，就不会有任何输出。
由于在构建过程中，需要了解当前在执行哪条命令，所以通常只在注释和纯显示的echo命令前面加上@。

test:
@# 这是测试
@echo TODO
3.3 通配符
通配符（wildcard）用来指定一组符合条件的文件名。Makefile 的通配符与 Bash 一致，主要有星号（）、问号（？）和 […] 。比如， .o 表示所有后缀名为o的文件。

clean:
rm -f *.o
3.4 模式匹配
Make命令允许对文件名，进行类似正则运算的匹配，主要用到的匹配符是%。比如，假定当前目录下有 f1.c 和 f2.c 两个源码文件，需要将它们编译为对应的对象文件。

%.o: %.c
等同于下面的写法。

f1.o: f1.c
f2.o: f2.c
使用匹配符%，可以将大量同类型的文件，只用一条规则就完成构建。
3.5 变量和赋值符
Makefile 允许使用等号自定义变量。

txt = Hello World
test:
@echo (txt)上面代码中，变量txt等于HelloWorld。调用时，变量需要放在( ) 之中。
调用Shell变量，需要在美元符号前，再加一个美元符号，这是因为Make命令会对美元符号转义。

test:
@echo $$HOME
有时，变量的值可能指向另一个变量。

v1 = $(v2)
上面代码中，变量 v1 的值是另一个变量 v2。这时会产生一个问题，v1 的值到底在定义时扩展（静态扩展），还是在运行时扩展（动态扩展）？如果 v2 的值是动态的，这两种扩展方式的结果可能会差异很大。
为了解决类似问题，Makefile一共提供了四个赋值运算符 （=、:=、？=、+=），它们的区别请看StackOverflow。

VARIABLE = value

在执行时扩展，允许递归扩展。

VARIABLE := value

在定义时扩展。

VARIABLE ?= value

只有在该变量为空时才设置值。

VARIABLE += value

将值追加到变量的尾端。

3.6 内置变量（Implicit Variables）
Make命令提供一系列内置变量，比如，(CC)指向当前使用的编译器，(MAKE) 指向当前使用的Make工具。这主要是为了跨平台的兼容性，详细的内置变量清单见手册。

output:
(CC)−ooutputinput.c3.7自动变量（AutomaticVariables）Make命令还提供一些自动变量，它们的值与当前规则有关。主要有以下几个。（1）@
@指代当前目标，就是Make命令当前构建的那个目标。比如，makefoo的@ 就指代foo。

a.txt b.txt:
touch $@
等同于下面的写法。

a.txt:
touch a.txt
b.txt:
touch b.txt
（2）<< 指代第一个前置条件。比如，规则为 t: p1 p2，那么$< 就指代p1。

a.txt: b.txt c.txt
cp <@
等同于下面的写法。

a.txt: b.txt c.txt
cp b.txt a.txt
（3）?? 指代比目标更新的所有前置条件，之间以空格分隔。比如，规则为 t: p1 p2，其中 p2 的时间戳比 t 新，?就指代p2。（4）^
指代所有前置条件，之间以空格分隔。比如，规则为t:p1p2，那么^ 就指代 p1 p2 。
（5）∗* 指代匹配符 % 匹配的部分， 比如% 匹配 f1.txt 中的f1 ，∗就表示f1。（6）(@D) 和 (@F)(@D) 和 (@F)分别指向@ 的目录名和文件名。比如，@是src/input.c，那么(@D) 的值为 src ，(@F)的值为input.c。（7）(<D) 和 $(

等同于

all:
for i in one two three; do \
echo $i; \
done

上面代码的运行结果。

one
two
three
3.9 函数
Makefile 还可以使用函数，格式如下。

$(function arguments)

或者

${function arguments}
Makefile提供了许多内置函数，可供调用。下面是几个常用的内置函数。
（1）shell 函数
shell 函数用来执行 shell 命令

srcfiles := $(shell echo src/{00..99}.txt)
（2）wildcard 函数
wildcard 函数用来在 Makefile 中，替换 Bash 的通配符。

srcfiles := $(wildcard src/*.txt)
（3）subst 函数
subst 函数用来文本替换，格式如下。

$(subst from,to,text)
下面的例子将字符串”feet on the street”替换成”fEEt on the strEEt”。

$(subst ee,EE,feet on the street)
下面是一个稍微复杂的例子。

comma:= ,
empty:=

space变量用两个空变量作为标识符，当中是一个空格

space:= (empty)(empty)
foo:= a b c
bar:= (subst(space),(comma),(foo))

bar is now `a,b,c’.

（4）patsubst函数
patsubst 函数用于模式匹配的替换，格式如下。

$(patsubst pattern,replacement,text)
下面的例子将文件名”x.c.c bar.c”，替换成”x.c.o bar.o”。

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)
（5）替换后缀名
替换后缀名函数的写法是：变量名 + 冒号 + 后缀名替换规则。它实际上patsubst函数的一种简写形式。

min: $(OUTPUT:.js=.min.js)
上面代码的意思是，将变量OUTPUT中的后缀名 .js 全部替换成 .min.js 。
四、Makefile 的实例
（1）执行多个目标

.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff

cleanall : cleanobj cleandiff
rm program

cleanobj :
rm *.o

cleandiff :
rm *.diff
上面代码可以调用不同目标，删除不同后缀名的文件，也可以调用一个目标（cleanall），删除所有指定类型的文件。
（2）编译C语言项目

edit : main.o kbd.o command.o display.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.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
cc -c display.c

clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o

.PHONY: edit clean