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Makefile簡(jiǎn)介
在軟件開發(fā)中，make通常被視為一種軟件構(gòu)建工具。該工具主要經(jīng)由讀取一種名為“makefile”或“Makefile”的文件來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件的自動(dòng)化建構(gòu)。它會(huì)通過(guò)一種被稱之為“target”概念來(lái)檢查相關(guān)文件之間的依賴關(guān)系，這種依賴關(guān)系的檢查系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，主要通過(guò)對(duì)比文件的修改時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。在大多數(shù)情況下，我們主要用它來(lái)編譯源代碼，生成結(jié)果代碼，然后把結(jié)果代碼連接起來(lái)生成可執(zhí)行文件或者庫(kù)文件。
優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)
與大多數(shù)古老的Unix工具一樣，make也分別有著人數(shù)眾多的擁護(hù)者和反對(duì)者。它在適應(yīng)現(xiàn)代大型軟件項(xiàng)目方面有著許許多多的問(wèn)題。但是，依然有很多人堅(jiān)定地認(rèn)為（包括我）它能應(yīng)付絕大多數(shù)常見(jiàn)的情況，而且使用非常的簡(jiǎn)單，功能強(qiáng)大，表達(dá)清楚。無(wú)論如何，make如今仍然被用來(lái)編譯很多完整的操作系統(tǒng)，而且它的那些“更為現(xiàn)代”的替代品們?cè)诨静僮魃吓c它沒(méi)有太大差別。
當(dāng)然，隨著現(xiàn)代的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）的誕生，特別是非Unix的平臺(tái)上，很多程序員不再手動(dòng)管理依靠關(guān)系檢查，甚至不用去管哪些文件是這個(gè)項(xiàng)目的一部分，而是把這些任務(wù)交給了他們的開發(fā)環(huán)境去做。類似的，很多現(xiàn)代的編程語(yǔ)言有自己專屬的、能高效配置依賴關(guān)系的方法（譬如Ant）。
主要版本
make程序經(jīng)歷過(guò)各方多次的改寫與重寫，各方都依據(jù)自己的需要做了一些特定的改良。目前市面上主要流行有以下幾種版本：
GNU make：
GNU make對(duì)make的標(biāo)準(zhǔn)功能（通過(guò)clean-room工程）進(jìn)行了重新改寫，并加入作者自認(rèn)為值得加入的新功能，常和GNU編譯系統(tǒng)一起被使用，是大多數(shù)GNU Linux默認(rèn)安裝的工具。BSD make：
該版本是從Adam de Boor制作的版本上發(fā)展起來(lái)的。它在編譯目標(biāo)的時(shí)有并發(fā)計(jì)算的能力。主要應(yīng)用于FreeBSD，NetBSD和OpenBSD這些系統(tǒng)。Microsoft nmake：
該版本主要用于微軟的Windows系統(tǒng)中，需要注意的是，微軟的nmake與Unix項(xiàng)目中的nmake是兩種不同的東西，千萬(wàn)不要混淆。
從一個(gè)簡(jiǎn)單的例子開始
我們可以用K&R C中4.5那個(gè)例子來(lái)做個(gè)說(shuō)明。在這個(gè)例子中，我們會(huì)看到一份主程序代碼(main.c)、三份函數(shù)代碼(getop.c、stack.c、getch.c)以及一個(gè)頭文件(calc.h)。通常情況下，我們需要這樣編譯它：
gcc -o calc main.c getch.c getop.c stack.c
如果沒(méi)有makefile，在開發(fā)+調(diào)試程序的過(guò)程中，我們就需要不斷地重復(fù)輸入上面這條編譯命令，要不就是通過(guò)終端的歷史功能不停地按上下鍵來(lái)尋找最近執(zhí)行過(guò)的命令。這樣做兩個(gè)缺陷：
一旦終端歷史記錄被丟失，我們就不得不從頭開始；
任何時(shí)候只要我們修改了其中一個(gè)文件，上述編譯命令就會(huì)重新編譯所有的文件，當(dāng)文件足夠多時(shí)這樣的編譯會(huì)非常耗時(shí)。
那么Makefile又能做什么呢？我們先來(lái)看一個(gè)最簡(jiǎn)單的makefile文件：
calc: main.c getch.c getop.c stack.c
gcc -o calc main.c getch.c getop.c stack.c
現(xiàn)在你看到的就是一個(gè)最基本的Makefile語(yǔ)句，它主要分成了三個(gè)部分，第一行冒號(hào)之前的calc，我們稱之為目標(biāo)（target），被認(rèn)為是這條語(yǔ)句所要處理的對(duì)象，具體到這里就是我們所要編譯的這個(gè)程序calc。冒號(hào)后面的部分（main.c getch.c getop.c stack.c），我們稱之為依賴關(guān)系表，也就是編譯calc所需要的文件，這些文件只要有一個(gè)發(fā)生了變化，就會(huì)觸發(fā)該語(yǔ)句的第三部分，我們稱其為命令部分，相信你也看得出這就是一條編譯命令?，F(xiàn)在我們只要將上面這兩行語(yǔ)句寫入一個(gè)名為Makefile或者makefile的文件，然后在終端中輸入make命令，就會(huì)看到它按照我們的設(shè)定去編譯程序了。
請(qǐng)注意，在第二行的“gcc”命令之前必須要有一個(gè)tab縮進(jìn)。語(yǔ)法規(guī)定Makefile中的任何命令之前都必須要有一個(gè)tab縮進(jìn)，否則make就會(huì)報(bào)錯(cuò)。
接下來(lái)，讓我們來(lái)解決一下效率方面的問(wèn)題，先初步修改一下上面的代碼：
cc = gcc
prom = calc
src = main.c getch.c getop.c stack.c
$(prom): $(src)
$(cc) -o $(prom) $(src)
如你所見(jiàn)，我們?cè)谏鲜龃a中定義了三個(gè)常量cc、prom以及src。它們分別告訴了make我們要使用的編譯器、要編譯的目標(biāo)以及源文件。這樣一來(lái)，今后我們要修改這三者中的任何一項(xiàng)，只需要修改常量的定義即可，而不用再去管后面的代碼部分了。
請(qǐng)注意，很多教程將這里的cc、prom和src稱之為變量，個(gè)人認(rèn)為這是不妥當(dāng)?shù)?，因?yàn)樗鼈冊(cè)谡麄€(gè)文件的執(zhí)行過(guò)程中并不是可更改的，作用也僅僅是字符串替換而已，非常類似于C語(yǔ)言中的宏定義?；蛘哒f(shuō)，事實(shí)上它就是一個(gè)宏。
但我們現(xiàn)在依然還是沒(méi)能解決當(dāng)我們只修改一個(gè)文件時(shí)就要全部重新編譯的問(wèn)題。而且如果我們修改的是calc.h文件，make就無(wú)法察覺(jué)到變化了（所以有必要為頭文件專門設(shè)置一個(gè)常量，并將其加入到依賴關(guān)系表中）。下面，我們來(lái)想一想如何解決這個(gè)問(wèn)題?？紤]到在標(biāo)準(zhǔn)的編譯過(guò)程中，源文件往往是先被編譯成目標(biāo)文件，然后再由目標(biāo)文件連接成可執(zhí)行文件的。我們可以利用這一點(diǎn)來(lái)調(diào)整一下這些文件之間的依賴關(guān)系：
cc = gcc
prom = calc
deps = calc.h
obj = main.o getch.o getop.o stack.o
$(prom): $(obj)
$(cc) -o $(prom) $(obj)
main.o: main.c $(deps)
$(cc) -c main.c
getch.o: getch.c $(deps)
$(cc) -c getch.c
getop.o: getop.c $(deps)
$(cc) -c getop.c
stack.o: stack.c $(deps)
$(cc) -c stack.c
這樣一來(lái)，上面的問(wèn)題顯然是解決了，但同時(shí)我們又讓代碼變得非常啰嗦，啰嗦往往伴隨著低效率，是不祥之兆。經(jīng)過(guò)再度觀察，我們發(fā)現(xiàn)所有.c都會(huì)被編譯成相同名稱的.o文件。我們可以根據(jù)該特點(diǎn)再對(duì)其做進(jìn)一步的簡(jiǎn)化：
cc = gcc
prom = calc
deps = calc.h
obj = main.o getch.o getop.o stack.o
$(prom): $(obj)
$(cc) -o $(prom) $(obj)
%.o: %.c $(deps)
$(cc) -c $< -o $@
在這里，我們用到了幾個(gè)特殊的宏。首先是%.o:%.c，這是一個(gè)模式規(guī)則，表示所有的.o目標(biāo)都依賴于與它同名的.c文件（當(dāng)然還有deps中列出的頭文件）。再來(lái)就是命令部分的@，其中
^），具體到我們這里就是%.c。而$@代表的是當(dāng)前語(yǔ)句的目標(biāo)，即%.o。這樣一來(lái)，make命令就會(huì)自動(dòng)將所有的.c源文件編譯成同名的.o文件。不用我們一項(xiàng)一項(xiàng)去指定了。整個(gè)代碼自然簡(jiǎn)潔了許多。
到目前為止，我們已經(jīng)有了一個(gè)不錯(cuò)的makefile，至少用來(lái)維護(hù)這個(gè)小型工程是沒(méi)有什么問(wèn)題了。當(dāng)然，如果要進(jìn)一步增加上面這個(gè)項(xiàng)目的可擴(kuò)展性，我們就會(huì)需要用到一些Makefile中的偽目標(biāo)和函數(shù)規(guī)則了。例如，如果我們想增加自動(dòng)清理編譯結(jié)果的功能就可以為其定義一個(gè)帶偽目標(biāo)的規(guī)則；
cc = gcc
prom = calc
deps = calc.h
obj = main.o getch.o getop.o stack.o
$(prom): $(obj)
$(cc) -o $(prom) $(obj)
%.o: %.c $(deps)
$(cc) -c $< -o $@
clean:
rm -rf $(obj) $(prom)
有了上面最后兩行代碼，當(dāng)我們?cè)诮K端中執(zhí)行make clean命令時(shí)，它就會(huì)去刪除該工程生成的所有編譯文件。
另外，如果我們需要往工程中添加一個(gè).c或.h，可能同時(shí)就要再手動(dòng)為obj常量再添加第一個(gè).o文件，如果這列表很長(zhǎng)，代碼會(huì)非常難看，為此，我們需要用到Makefile中的函數(shù)，這里我們演示兩個(gè)：
cc = gcc
prom = calc
deps = $(shell find ./ -name "*.h")
src = $(shell find ./ -name "*.c")
obj = $(src:%.c=%.o)
$(prom): $(obj)
$(cc) -o $(prom) $(obj)
%.o: %.c $(deps)
$(cc) -c $< -o $@
clean:
rm -rf $(obj) $(prom)
其中，shell函數(shù)主要用于執(zhí)行shell命令，具體到這里就是找出當(dāng)前目錄下所有的.c和.h文件。而$(src:%.c=%.o)則是一個(gè)字符替換函數(shù)，它會(huì)將src所有的.c字串替換成.o，實(shí)際上就等于列出了所有.c文件要編譯的結(jié)果。有了這兩個(gè)設(shè)定，無(wú)論我們今后在該工程加入多少.c和.h文件，Makefile都能自動(dòng)將其納入到工程中來(lái)。
到這里，我們就基本上將日常會(huì)用到的Makefile寫法介紹了一遍。如果你想了解更多關(guān)于makefile和make的知識(shí)，請(qǐng)參考GNU Make Manual。
