當(dāng)你需要在一些源文件改變后運(yùn)行或更新一個(gè)任務(wù)時(shí)，通常會(huì)用到 make 工具。make 工具需要讀取一個(gè) Makefile（或 makefile）文件，在該文件中定義了一系列需要執(zhí)行的任務(wù)。你可以使用 make 來(lái)將源代碼編譯為可執(zhí)行程序。大部分開(kāi)源項(xiàng)目會(huì)使用 make 來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的二進(jìn)制文件的編譯，然后使用 make install 命令來(lái)執(zhí)行安裝。

本文將通過(guò)一些基礎(chǔ)和進(jìn)階的示例來(lái)展示 make 和 Makefile 的使用方法。在開(kāi)始前，請(qǐng)確保你的系統(tǒng)中安裝了 make。

基礎(chǔ)示例

依然從打印 “Hello World” 開(kāi)始。首先創(chuàng)建一個(gè)名字為 myproject 的目錄，目錄下新建 Makefile 文件，文件內(nèi)容為：

say_hello:
        echo "Hello World"

在 myproject 目錄下執(zhí)行 make，會(huì)有如下輸出：

$ make
echo "Hello World"
Hello World

在上面的例子中，“say_hello” 類似于其他編程語(yǔ)言中的函數(shù)名。這被稱之為目標(biāo)target。在該目標(biāo)之后的是預(yù)置條件或依賴。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們?cè)谶@個(gè)示例中沒(méi)有定義預(yù)置條件。echo ‘Hello World' 命令被稱為步驟recipe。這些步驟基于預(yù)置條件來(lái)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。目標(biāo)、預(yù)置條件和步驟共同構(gòu)成一個(gè)規(guī)則。

總結(jié)一下，一個(gè)典型的規(guī)則的語(yǔ)法為：

目標(biāo): 預(yù)置條件
<TAB> 步驟

作為示例，目標(biāo)可以是一個(gè)基于預(yù)置條件（源代碼）的二進(jìn)制文件。另一方面，預(yù)置條件也可以是依賴其他預(yù)置條件的目標(biāo)。

final_target: sub_target final_target.c
        Recipe_to_create_final_target
        
sub_target: sub_target.c
        Recipe_to_create_sub_target

目標(biāo)并不要求是一個(gè)文件，也可以只是步驟的名字，就如我們的例子中一樣。我們稱之為“偽目標(biāo)”。

再回到上面的示例中，當(dāng) make 被執(zhí)行時(shí)，整條指令 echo "Hello World" 都被顯示出來(lái)，之后才是真正的執(zhí)行結(jié)果。如果不希望指令本身被打印處理，需要在 echo 前添加 @。

say_hello:
        @echo "Hello World"

重新運(yùn)行 make，將會(huì)只有如下輸出：

$ make
Hello World

接下來(lái)在 Makefile 中添加如下偽目標(biāo)：generate 和 clean：

say_hello:
        @echo "Hello World"
generate:
        @echo "Creating empty text files..."
        touch file-{1..10}.txt
clean:
        @echo "Cleaning up..."
        rm *.txt

隨后當(dāng)我們運(yùn)行 make 時(shí)，只有 say_hello 這個(gè)目標(biāo)被執(zhí)行。這是因?yàn)镸akefile 中的第一個(gè)目標(biāo)為默認(rèn)目標(biāo)。通常情況下會(huì)調(diào)用默認(rèn)目標(biāo)，這就是你在大多數(shù)項(xiàng)目中看到 all 作為第一個(gè)目標(biāo)而出現(xiàn)。all 負(fù)責(zé)來(lái)調(diào)用它他的目標(biāo)。我們可以通過(guò) .DEFAULT_GOAL 這個(gè)特殊的偽目標(biāo)來(lái)覆蓋掉默認(rèn)的行為。

在 Makefile 文件開(kāi)頭增加 .DEFAULT_GOAL：

.DEFAULT_GOAL := generate

make 會(huì)將 generate 作為默認(rèn)目標(biāo)：

$ make
Creating empty text files...
touch file-{1..10}.txt

顧名思義，.DEFAULT_GOAL 偽目標(biāo)僅能定義一個(gè)目標(biāo)。這就是為什么很多 Makefile 會(huì)包括 all 這個(gè)目標(biāo)，這樣可以調(diào)用多個(gè)目標(biāo)。

下面刪除掉 .DEFAULT_GOAL，增加 all 目標(biāo)：

all: say_hello generate
say_hello:
        @echo "Hello World"
generate:
        @echo "Creating empty text files..."
        touch file-{1..10}.txt
clean:
        @echo "Cleaning up..."
        rm *.txt

運(yùn)行之前，我們?cè)僭黾右恍┨厥獾膫文繕?biāo)。.PHONY 用來(lái)定義這些不是文件的目標(biāo)。make 會(huì)默認(rèn)調(diào)用這些偽目標(biāo)下的步驟，而不去檢查文件名是否存在或最后修改日期。完整的 Makefile如下：

.PHONY: all say_hello generate clean
all: say_hello generate
say_hello:
        @echo "Hello World"
generate:
        @echo "Creating empty text files..."
        touch file-{1..10}.txt
clean:
        @echo "Cleaning up..."
        rm *.txt

make 命令會(huì)調(diào)用 say_hello 和 generate：

$ make
Hello World
Creating empty text files...
touch file-{1..10}.txt

clean 不應(yīng)該被放入 all 中，或者被放入第一個(gè)目標(biāo)中。clean 應(yīng)當(dāng)在需要清理時(shí)手動(dòng)調(diào)用，調(diào)用方法為 make clean。

$ make clean
Cleaning up...
rm *.txt

現(xiàn)在你應(yīng)該已經(jīng)對(duì) Makefile 有了基礎(chǔ)的了解，接下來(lái)我們看一些進(jìn)階的示例。

進(jìn)階示例

變量

在之前的實(shí)例中，大部分目標(biāo)和預(yù)置條件是已經(jīng)固定了的，但在實(shí)際項(xiàng)目中，它們通常用變量和模式來(lái)代替。

定義變量最簡(jiǎn)單的方式是使用 = 操作符。例如，將命令 gcc 賦值給變量 CC：

CC = gcc

這被稱為遞歸擴(kuò)展變量，用于如下所示的規(guī)則中：

hello: hello.c
    ${CC} hello.c -o hello

你可能已經(jīng)想到了，這些步驟將會(huì)在傳遞給終端時(shí)展開(kāi)為：

gcc hello.c -o hello

${CC} 和 $(CC) 都能對(duì) gcc 進(jìn)行引用。但如果一個(gè)變量嘗試將它本身賦值給自己，將會(huì)造成死循環(huán)。讓我們驗(yàn)證一下：

CC = gcc
CC = ${CC}
all:
    @echo ${CC}

此時(shí)運(yùn)行 make 會(huì)導(dǎo)致：

$ make
Makefile:8: *** Recursive variable 'CC' references itself (eventually).  Stop.

為了避免這種情況發(fā)生，可以使用 := 操作符（這被稱為簡(jiǎn)單擴(kuò)展變量）。以下代碼不會(huì)造成上述問(wèn)題：

CC := gcc
CC := ${CC}
all:
    @echo ${CC}

模式和函數(shù)

下面的 Makefile 使用了變量、模式和函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)所有 C 代碼的編譯。我們來(lái)逐行分析下：

# Usage:
# make        # compile all binary
# make clean  # remove ALL binaries and objects
.PHONY = all clean
CC = gcc                        # compiler to use
LINKERFLAG = -lm
SRCS := $(wildcard *.c)
BINS := $(SRCS:%.c=%)
all: ${BINS}
%: %.o
        @echo "Checking.."
        ${CC} ${LINKERFLAG} $< -o $@
%.o: %.c
        @echo "Creating object.."
        ${CC} -c $<
clean:
        @echo "Cleaning up..."
        rm -rvf *.o ${BINS}

規(guī)則：

%: %.o
  @echo "Checking.."
  ${CC} ${LINKERFLAG} $< -o $@

下面通過(guò)一個(gè)示例來(lái)理解這條規(guī)則。假定 foo 是變量 ${BINS} 中的一個(gè)值。% 會(huì)匹配到 foo（%匹配任意一個(gè)目標(biāo)）。下面是規(guī)則展開(kāi)后的內(nèi)容：

foo: foo.o
  @echo "Checking.."
  gcc -lm foo.o -o foo

如上所示，% 被 foo 替換掉了。$< 被 foo.o 替換掉。$<用于匹配預(yù)置條件，$@ 匹配目標(biāo)。對(duì) ${BINS} 中的每個(gè)值，這條規(guī)則都會(huì)被調(diào)用一遍。

規(guī)則：

%.o: %.c
  @echo "Creating object.."
  ${CC} -c $<

之前規(guī)則中的每個(gè)預(yù)置條件在這條規(guī)則中都會(huì)都被作為一個(gè)目標(biāo)。下面是展開(kāi)后的內(nèi)容：

foo.o: foo.c
  @echo "Creating object.."
  gcc -c foo.c

最后，在 clean 目標(biāo)中，所有的二進(jìn)制文件和編譯文件將被刪除。

下面是重寫(xiě)后的 Makefile，該文件應(yīng)該被放置在一個(gè)有 foo.c 文件的目錄下：

# Usage:
# make        # compile all binary
# make clean  # remove ALL binaries and objects
.PHONY = all clean
CC = gcc                        # compiler to use
LINKERFLAG = -lm
SRCS := foo.c
BINS := foo
all: foo
foo: foo.o
        @echo "Checking.."
        gcc -lm foo.o -o foo
foo.o: foo.c
        @echo "Creating object.."
        gcc -c foo.c
clean:
        @echo "Cleaning up..."
        rm -rvf foo.o foo