Makefile工程管理

简介

什么是makefile？或许很多Winodws的程序员都不知道这个东西，因为那些 Windows的IDE都为你做了这个工作，但我觉得要作一个好的和职业的程序员，makefile还是要懂。特别在Unix下的软件编译，你就不能不自己写makefile了，会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力。因为makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个 Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

Makefile 介绍

makefile的规则
在介绍makefile之前，我们先看一下makefile的规则。

target:prerequisite
[Tab] command

target是一个目标文件，可以是最终生成的可执行文件。还可以是一个标签和后续描述的“伪目标”。prerequisite就是要生成target的依赖文件或目标。command就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令） 这是一个文件的依赖关系，target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisite主功能的文件，其生成规则定义在command。简单的说就是，target文件的生成依赖于prerequisite文件。而如何生成则在command中定义。
一个实例。
我们目标使用一个头文件及两个源文件。为了完成上面我介绍的Makefile的规则，我们的Makefile应该是下面的样子。
我们的目标是为了生成一个hello的可执行文件，需要依赖三个文件。可以有两种方式描述：
hello:hello.h hello.c main.c
gcc -o hello hello.c main.c
hello:hello.o main.o
gcc -o hello hello.o main.o
hello.o:hello.c hello.h
gcc -c hello.c
main.o:main.c
gcc -c main.c
make是如何工作
在默认情况下，也就是我只输入make命令。那么
make会首先在当前目录下寻找名为“Makefile“或“makefile”的文件

1. 如果找到，它会找文件中的第一个目标，在上面的例子中，它会找到hello这个文件，并把这个文件作为最终目标。
2. 如果这个文件不存在的话，或者后面的依赖文件比这个目标文件要新的话，这个目标文件会被make执行后面的命令重新生成。
3. 如果hello所依赖的.o文件也存在的话，make就会在当前文件中寻找.o的依赖性。如果找到则根据规则生成一个.o文件。

当然.h文件和.c文件肯定是存在的。于是make根据头文件和源文件生成.o文件，.o文件在生成hello的目标文件。
这就是这个make的依赖性，make会一层一层的去寻找文件的依赖性，直到最终编译出第一个目标文件。在寻找的过程中，如果出现错误，make就会直接退出，并报错。
makefile中使用变量
为了makefile的易维护，在makefile中我们可以使用变量。makefile中的变量也就是一个字符串。理解成C语言中的宏可能会更好。
比如我声明一个变量叫OBJ来代替目标文件hello，一个变量叫objects来代替依赖文件。然后在makefile中的开头就可以这样定义。

OBJ = hello
objects = hello.c hello.h main.c
$(OBJ) : $(objects)
                  gcc -o $(OBJ) $(objects)

这样一来，如果有新的源文件加入是只需要修改一个objects的变量即可。
让make自动推导
GNU的make很强大，它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令，因为，我们的make会自动识别，并自己推导命令。
只要make看到一个[.o]文件，它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中，如果make找到一个hello.o，那么hello.c，就会是hello.o的依赖文件。并且gcc –c hello.c也会被推导出来，于是，我们的makefil 再也不用写得这么复杂。我们的是新的 makefile又出炉了。懒人大攻略

OBJ = hello
objects = hello.o main.o
$(OBJ) : $(objects)
            gcc -o $(OBJ) $(objects)
hello.o : hello.c
main.o : main.c

清空目标文件的规则
每个Makefile中都应该写一个清空目标文件（.o和执行文件）的规则，这不仅便于重编译，也很利于保持文件的清洁。
一般的风格都是：
clean:
rm hello (objects)更为稳健的做法是：.PHONY:cleanclean:−rmhello (objects)
.PHONY意思表示clean是一个“伪目标”。而在rm命令前面加了一个小减号的意思就是，也许某些文件出现问题，但不要管，继续做后面的事。当然定义目标clean的规则是不要放在文件的开头，不然，这就会变成make的默认目标，相信谁也不愿意这样。不成文的规矩是——“clean从来都是放在文件的最后”。

Makefile总述

Makefile的规则
1. 显式规则
显式规则说明如何生成一个或多的的目标文件。这是由Makefile的书写者明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。
2. 隐式规则
由于我们的make有自动推导的功能，所以隐晦的规则可以让我们比较简略地书写Makefile，这是由make所支持的。
3. 变量的定义
在Makefile中我们要定义一系列的变量，变量一般都是字符串，这个有点想C语言中的宏，当Makefile被执行时，其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上。方便makefile的维护
文件指示符
文件指示符指明在make程序读取makefile文件过程中要执行的一个动作。其中包括：
在当前Makefile中引用另一个Makefile，就像C语言中的include一样。
决定（通常是根据一个变量的结果值）处理或忽略Makefile中的某一特定部分类似于C语言中的预编译#if一样。
定义一个多行变量包，使用一个define的文件指示符
一个是在一个Makefile中引用另一个Makefile，就像C语言中的include一样；另一个是指根据某些情况指定Makefile中的有效部分，就像C语言中的预编译#if一样；还有就是定义一个多行的命令。
注释
Makefile中只有行注释，和UNIX的Shell脚本一样，其注释是用“#”字符，这个就像C/C++中的“//”一样。如果你要在你的 Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：“#”。
最后，还值得一提的是，在 Makefile 中的命令，必须要以[Tab]键开始。
Makefile的文件名
默认的情况下，make命令会在当前目录下按顺序找寻文件名为
为“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件，找到了并解释这个文件。在这三个文件名中，最好使用“Makefile”这个文件名，因为这个文件名第一个字符为大写，这样有一种显目的感觉，在许多开源项目中都是用Makefile为名。当然，你可以使用别的文件名来书写Makefile，比如：“Make.Unix” ，“a.mk”等。如果要make特定的Makefile，你可以使用make的“-f”和“–file”参数，如：
make -f Make.Unix 或 make –file a.mk。
引用其它的Makefile（了解项）
在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来，这很像C语言的#include，被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。include的语法是：
include filename
filename可以是当前操作系统Shell的文件模式（可以包含路径和通配符）在include前面可以有一些空字符，但是绝不能是[Tab]键开始（因为以[Tab]开头的行容易被make理解为一条执行命令）。include和filename可以用一个或多个空格隔开。
举个例子，你有这样几个Makefile：a.mk、b.mk、c.mk，还有一个文件叫foo.mk，以及一个变量$(bar)，其包含了e.mk和f.mk，那么，下面的语句：
include foo.make *.mk $(bar)
等价于：
include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk make
命令开始时，会把找寻include所指出的其它Makefile，并把其内容安置在当前的位。就好像C/C++的#include指令一样。如果文件都没有指定绝对路径或是相对路径的话，make会在当前目录下首先寻找，如果当前目录下没有找到，那么，make还会在下面的几个目录下找：
如果make执行时，有“-I”或“–include-dir=”参数，那么make就会在这个参数所指定的目录下去寻找。
如果目录/include（一般是：/usr/local/bin或/usr/include）存在的话，make也会去找。如果有文件没有找到的话，make会生成一条警告信息，但不会马上出现致命错误。它会继续载入其它的文件，一旦完成makefile的读取，make会再次查询这些没有找到，或是不能读取的文件，如果还是不行，make才会出现一条致命信息。如果你想让make不理那些无法读取的文件，而继续执行，你可以在include前加一个减号“-”。
如： -include 其表示，无论include过程中出现什么错误，都不要报错继续执行。和其它版本make兼容的相关命令是 sinclude，其作用和这一个是一样的。但是这样做可能导致makefile中的有些目标不能完成，命令无法执行。
make的工作方式
GNU 的 make 工作时的执行步骤入下：（想来其它的 make 也是类似）
1. 读入Makefile。
2. 读入被include的Makefile。
3. 初始化文件中的变量。
4. 推导隐晦规则，并分析所有规则。
5. 为所有的目标文件创建依赖关系链。 根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
6. 执行生成命令。

1-5 步为第一个阶段，6-7 为第二个阶段。第一个阶段中，如果定义的变量被使用了，那么，make会把其展开在使用的位置。但 make 并不会完全马上展开，make使用的是拖延战术，如果变量出现在依赖关系的规则中，那么仅当这条依赖被决定要使用了，变量才会在其内部展开。

参考文章：跟我一起写 Makefile