首先介紹make實用程序的語法和常用選項,然后細剖makefile文件的組成。

make命令

make [選項] [目標] [宏定義]
通過命令行參數中的target,可指定make要編譯的目標,并且允許同時定義編譯多個目標,操作時按照從左向右的順序依次編譯target選項中指定的目標文件。如果命令行中沒有指定目標,則系統默認target指向描述文件中第一個目標文件。
-d    顯示調試信息
-n    不運行任何makefile文件,只打印需要執行的命令
-p    輸出所有宏定義和目標文件描述
-s    靜止狀態下運行,不顯示任何命令行信息
-f file    通知make程序從file中讀取內部依賴說明,缺省情況下會讀取makefile或者Makefile文件處理,文件名-表示讀取標準輸入,在Linux中,GNU make工具在當前工作目錄中按照GNUmakefile、makefile、Makefile的順序搜索makefile文件

注意:在源文件沒有被修改的情況下,運行make命令會生成一條消息,說源文件的可執行文件是最新的,不需要用make命令重新編譯和鏈接。要強制再創建可執行代碼,需要改變源文件的上次更新時間,可以使用touch命令,然后再次運行make命令。

touch [選項] 文件或目錄
-r 文件或目錄  把指定文件或目錄的日期時間,設成和參考文件或目錄的日期時間相同
-d 日期時間     使用指定的日期時間,而非現在的時間 


makefile規則

make程序基于文件之間的依賴性,需要建立的目標文件,以及建立目標文件時要執行的命令,以上所有被稱為規則,存放在文件makefile中。定制規則的語法如下:
目標列表 : 關聯性列表
<TAB>命令列表
注意:
1.可以在關聯性列表和命令列表中使用shell文件名模式匹配字符,例如?、*、[]等等。
2.如果目標的命令列表中某個命令前面帶有@,那么當make程序執行時,該命令是不會有反應的,在程序運行完畢之后,所有前面帶@的命令按照反序執行。可以通過執行make -n命令顯示這些命令以供查看。
3.如果目標的命令列表中某個命令前面帶有-,說明如果該命令執行有誤,會跳過該命令并繼續執行。


make程序使用makefile中的規則決定程序中需要重新編譯的文件,并再次鏈接生成可執行代碼。如果源文件上修改的時間戳比目標文件上的時間戳更新,那么make重新編譯build中包含的源文件。例如,如果修改了一個.h頭文件,make程序就會重新編譯所有包含該頭文件的源文件,前提是頭文件在這些源文件的目標文件的關聯性列表中;再如某.c源文件被修改,那么該源文件被重新編譯,生成對應的新的目標文件。
myprog : foo.o bar.o
    gcc –o myprog foo.o bar.o
foo.o : foo.c foo.h bar.h
    gcc –o foo.o –c foo.c
bar.o : bar.c bar.h
    gcc –o bar.o –c bar.c
上述規則中,只要目標文件比冒號后面的文件任何一個舊,將會執行下一行的命令;但是在檢查foo.o和bar.o的時間之前,會往下查找那些把foo.o和bar.o作為目標文件的規則;以此類推,并最終回到myprog規則。
如何得到每個C文件的輸出規則呢?可使用-M和-MM編譯選項。注意:使用-M和-MM編譯選項時,僅在shell中輸出規則信息,不能用于產生可執行文件,即不能寫成gcc -o hello -M hello.c這樣的形式。
gcc –M hello.c            //輸出hello.c和該文件中所有<>和””包含的頭文件
gcc –MM hello.c        //僅輸出hello.c和該文件中所有””包含的頭文件

后綴(隱含)規則

make -p命令顯示了所有后綴規則列表。為了建立一個目標,make使用程序會遍歷一連串的依賴關系,從而決定從何處開始建立。如果沒有找到目標文件,make程序按照優先順序查找源文件,首先查找.c、.f或.s后綴的文件,然后再查找SCCS(帶.c~后綴)文件,如果沒有找到任何一個源文件,make程序就會報告一個異常。
make程序知道調用gcc -c xxx.c -o xxx.o的預定義命令,而且還知道目標文件通常和源文件是相同的,這種功能稱作標準依賴性,所以foo.o : foo.c foo.h bar.h這樣的語句可以簡寫成foo.o : foo.h bar.h。同時,如果把生成foo.o和bar.o的命令從規則中刪除,make將自動查找它的隱含規則(gcc -M/MM輸出的代碼),然后找到一個適當的命令,命令中會使用一些變量,并且按照一定步驟設定。
因此,上述makefile的內容可以根據后綴規則簡寫成:
myprog : foo.o bar.o
    gcc –o myprog foo.o bar.o
foo.o : foo.h bar.h
bar.o : bar.h

宏定義(變量)

makefile中的變量定義可以存儲文件名列表、可執行文件名以及編譯器標識等,主要是使用如下方法:

VAR=name     變量定義
define VAR   
    name
endef        同上
$(VAR)       使用變量,如果變量名為單字符,可以不使用圓括號或花括號
${VAR}       同上
$@           當前目標文件
$*           刪除了后綴的目標名
$<           依賴列表中,比當前目標更新的當前依賴名稱(即第一個依賴文件)
$^           整個依賴列表
$?           依賴列表中,比當前目標更新的當前依賴列表
CFLAGS       通常默認值是-O,但是可以被修改

未使用后綴規則的makefile文件變成如下:
OBJS=foo.o bar.o
SOURCES=foo.c bar.c
HEADERS=foo.h bar.h
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -O -g
myprog : $(OBJS)
    $(CC) $^ -o $@
foo.o : foo.c foo.h bar.h
    $(CC) $(CFLAGS) –c $< -o $@
bar.o : bar.c bar.h
    $(CC) $(CFLAGS) –c $< -o $@
而使用了后綴規則的makefile文件變成如下:
OBJS=foo.o bar.o
SOURCES=foo.c bar.c
HEADERS=foo.h bar.h
CC=gcc
myprog : $(OBJS)
    $(CC) S^ -o $@
foo.o : foo.h bar.h
bar.o : bar.h

虛目標

假設一個項目最后需要產生兩個可執行文件exec1和exec2,但兩個文件是相互獨立的,此時可使用假想目的all來達到效果。
all : exec1 exec2
all文件并不存在,make總是會假設它需要被生成,因此會檢查它的依靠文件exec1和exec2是否需要更新,當把它的依靠文件更新后,就會執行它的規則里的命令行,但是在規則里沒有哪個命令作用于名為all的實際文件,所以該規則并不真正改變all的狀態。
注意下面的語句用法,這些語句可以添加到makefile文件后:
myprog.tar : makefile $(SOURCES) $(HEADERS)
    tar -cvf $@ S^
clean :
    rm *.o
當make命令不帶參數執行時,最后兩個目標myprog.tar和clean的命令不會執行,因為這些文件沒有依賴文件。將這兩個目標作為參數傳遞給make命令,可以調用與目標關聯的命令。例如:執行make myprog.tar命令會執行tar -cvf myprog.tar makefile foo.c bar.c foo.h bar.h語句,而執行make clean命令會執行clean *.o語句。

下面給出一個較完整的makefile文件:
---------------------------------------------------------
#Updated makefile that uses some built-in macros and
#@-preceded commands
define CC
    gcc
endef
OPTIONS=-03
OBJECTS=main.o input.o compute.o
SOURCES=main.c input.c compute.c
HEADERS=main.h input.h compute.h
complete : power
    @echo "Build complete"
power : $(OBJECTS)
    $(CC) $(OPTIONS) -o $@ $^ -lm
    @echo "The executable is in the 'power' file"
main.o : main.h input.h compute.h
compute.o : compute.h
input.o : input.h
power.tar : makefile $(HEADERS) $(SOURCES)
    tar -cvf $@ $^
clean :
    rm -f *.o
-----------------------------------------------------
執行結果為:
-----------------------------------------------------
$ make
gcc -c main.c -o main.o
gcc -c input.c -o input.o
gcc -c compute.c -o compute.o
gcc -o3 -o power main.o input.o compute.o -lm
The executable is in the 'power' file
Build complete
$ make power.tar
tar -cvf power.tar makefile main.h input.h compute.h main.c input.c compute.c
makefile
main.h
input.h
compute.h
main.c
input.c
compute.c
$ make clean
rm -f *.o
------------------------------------------------------