在編譯一個(gè)大型項(xiàng)目的時(shí)候，往往有很多目標(biāo)文件、庫(kù)文件、頭文件以及最終的可執(zhí)行文件。不同的文件之間存在依賴關(guān)系(dependency)。比如當(dāng)我們使用下面命令編譯時(shí):

$gcc -c -o test.o test.c

$gcc -o helloworld test.o

可執(zhí)行文件helloworld依賴于test.o進(jìn)行編譯的，而test.o依賴于test.c。

 依賴關(guān)系

在我們編譯一個(gè)大型項(xiàng)目時(shí)，我們往往要很多次的調(diào)用編譯器，來根據(jù)依賴關(guān)系，逐步編譯整個(gè)項(xiàng)目。這樣的方式是自下而上的，即先編譯下游文件，再編譯上游文件。

 

UNIX系統(tǒng)下的make工具用于自動(dòng)記錄和處理文件之間的依賴關(guān)系。我們不用輸入大量的"gcc"命令，而只需調(diào)用make就可以完成整個(gè)編譯過程。所有的依賴關(guān)系都記錄在makefile文本文件中。我們只需要make helloworld，make會(huì)根據(jù)依賴關(guān)系，自上而下的找到編譯該文件所需的所有依賴關(guān)系，最后再自下而上的編譯。

(make有多個(gè)版本，本文將基于GNU make。make會(huì)自動(dòng)搜索當(dāng)前目錄下的makefile, Makefile或者GNUmakefile)

 

依賴

 
基本概念

我們使用一個(gè)示例C語(yǔ)言文件:
復(fù)制代碼

#include

/*
 * By Vamei
 * test.c for makefile demo
 */
int main()
{
    printf("Hello world!\n");
    return 0;
}

復(fù)制代碼

 

下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的makefile
復(fù)制代碼

# helloworld is a binary file
helloworld: test.o
echo "good"
gcc -o helloworld test.o

test.o: test.c
gcc -c -o test.o test.c

復(fù)制代碼

 

觀察上面的makefile

    #號(hào)起始的行是注釋行
    target: prerequisite為依賴關(guān)系，即目標(biāo)文件(target)依賴于前提文件(prerequisite)。可以有多個(gè)前提文件，用空格分開。
    依賴關(guān)系后面的縮進(jìn)行是實(shí)現(xiàn)依賴關(guān)系進(jìn)行的操作，即正常的UNIX命令。一個(gè)依賴關(guān)系可以附屬有多個(gè)操作。

用直白的話說，就是:

    想要helloworld嗎？那你必須有test.o，并執(zhí)行附屬的操作。
    如果沒有test.o，那你必須搜索其他依賴關(guān)系，并創(chuàng)建test.o。

 

我們執(zhí)行

$make helloworld

來創(chuàng)建helloworld。

 

make是一個(gè)遞歸創(chuàng)建的過程:

    Base Case 1: 如果當(dāng)前依賴關(guān)系中沒有說明前提文件，那么直接執(zhí)行操作。
    Base Case 2: 如果當(dāng)前依賴關(guān)系說明了目標(biāo)文件，而目標(biāo)文件所需的前提文件已經(jīng)存在，而且前提文件與上次make時(shí)沒有發(fā)生改變(根據(jù)最近寫入時(shí)間判斷)，也直接執(zhí)行該依賴關(guān)系的操作。
    如果當(dāng)前目標(biāo)文件依賴關(guān)系所需的前提文件不存在，或者前提文件發(fā)生改變，那么以前提文件為新的目標(biāo)文件，尋找依賴關(guān)系，創(chuàng)建目標(biāo)文件。

虛線: 依賴關(guān)系檢索

 

上面是make的核心功能。有了上面的功能，我們可以記錄項(xiàng)目中所有的依賴關(guān)系和相關(guān)操作，并使用make進(jìn)行編譯。下面的內(nèi)容都是在此核心內(nèi)容上的拓展。

 
宏

make中可以使用宏(MACRO)。宏類似于文本類型的變量。比如下面的CC:
復(fù)制代碼

CC = gcc

# helloworld is a binary file
helloworld: test.o
echo "good"
$(CC) -o helloworld test.o

test.o: test.c
$(CC) -c -o test.o test.c

復(fù)制代碼

 

我們用CC來代表"gcc"。在makefile中，使用$(CC)的方式來調(diào)用宏的值。make會(huì)在運(yùn)行時(shí)，使用宏的值(gcc)來替代$(CC)。

shell的環(huán)境變量可以直接作為宏調(diào)用。如果同一個(gè)自定義的宏同時(shí)也有同名環(huán)境環(huán)境變量，make將優(yōu)先使用自定義宏。

(可以使用$make -e helloworld來優(yōu)先使用環(huán)境變量)

 

類似于C語(yǔ)言的宏，makefile中的宏可以方便的管理一些固定出現(xiàn)的文本，并方便替換操作。比如我們未來使用ifort編譯器時(shí)，只需要更改宏定義為:

CC = ifort

就可以了

 
內(nèi)部宏

make中有內(nèi)部定義的宏，可以直接使用。$@中包含有當(dāng)前依賴關(guān)系的目標(biāo)文件名，而$^包含當(dāng)前目標(biāo)的前提文件:
復(fù)制代碼

CC = gcc

# helloworld is a binary file
helloworld: test.o
echo $@
$(CC) -o $@ $^

test.o: test.c
$(CC) -c -o $@ $^

復(fù)制代碼

 

內(nèi)部宏       功能

$*          當(dāng)前依賴關(guān)系中的目標(biāo)文件名，不包括后綴。

$*          當(dāng)前依賴關(guān)系中，發(fā)生改變的前提文件

$$          字符"$"

 

如果目標(biāo)或者前提文件是一個(gè)完整路徑，我們可以附加D和F來提取文件夾部分和文件名部分，比如$(@F)表示目標(biāo)文件的文件名部分。

 
后綴依賴

在makefile中使用

.SUFFIXES: .c .o

來說明.c和.o是后綴。

 

我們可以使用后綴依賴的方式，比如:
復(fù)制代碼

CC = gcc

.SUFFIXES: .c .o

.c.o:
        $(CC) -c -o $@ $^

#--------------------------

# helloworld is a binary file
helloworld: test.o
        echo $@
        $(CC) -o $@ $^

test.o: test.c

復(fù)制代碼

我們定義.c和.o為后綴。并有后綴依賴關(guān)系.c.o:。前者為前提，后者為目標(biāo)。(注意，與一般的依賴關(guān)系順序不同)

上面的test.o和test.c有依賴關(guān)系，但沒有操作。make會(huì)發(fā)現(xiàn)該依賴關(guān)系符合.c.o的后綴依賴，并執(zhí)行該后綴依賴后面的操作。

 

如果項(xiàng)目很大型的時(shí)候，后綴依賴非常有用。符合后綴依賴的文件往往有類似的操作，我們可以將這些操作用后綴依賴表示，而避免重復(fù)輸入。

 
其他

makefile的續(xù)行符為\

 

makefile中經(jīng)常會(huì)定義下面依賴關(guān)系:

all:

如果make后沒有跟隨文件名，那么將執(zhí)行該依賴關(guān)系。

clean:

常用于清理歷史文件。

 

比如:
復(fù)制代碼

CC = gcc

.SUFFIXES: .c .o

.c.o:
        $(CC) -c -o $@ $^

#--------------------------

all: helloworld
        @echo "ALL"

# helloworld is a binary file
helloworld: test.o
        @echo $@
        $(CC) -o $@ $^

test.o: test.c

clean:
        -rm helloworld *.o

復(fù)制代碼

注意: echo前面的@和rm前面的-。@后的命令將不顯示命令本身。-后面的命令將忽略錯(cuò)誤(比如刪除不存在的文件)。

 
總結(jié)

make的核心功能是根據(jù)依賴關(guān)系來實(shí)現(xiàn)編譯管理。

make的其他功能是讓用戶可以更加便捷的寫出makefile。