Linux關(guān)于Makefile的用法介紹

對于GNU Make或許很多Windows開發(fā)的程序員并不是很了解，因為Windows中的很多集成開發(fā)環(huán)境（IDE）都幫我們做了這件事。但是作為一個專業(yè)從事Linux嵌入式開發(fā)的程序員就必須要了解GNU Make，會不會使用GNU Make從一定角度上反應(yīng)了一個人是否具備大型工程能力。本文主要圍繞Make命令展開，介紹Linux下Make的使用以及Makefile的語法和使用Make進行源碼安裝。

一、什么是GNU Make

GNU Make是一個控制從程序的源文件中生成程序的可執(zhí)行文件和其他非源文件的工具。

Make可以從一個名為Makefile的文件中獲得如何構(gòu)建程序的知識，該文件列出了每個非源文件以及如何從其他文件計算它。當你編寫一個程序時，你應(yīng)該為它編寫一個Makefile文件，這樣就可以使用Make來編譯和安裝這個程序。

二、如何獲取Make

Make可以在GNU的主要FTP服務(wù)器上找到：http ： //ftp.gnu.org/gnu/make/ （通過HTTP）和 ftp://ftp.gnu.org/gnu/make/ （通過FTP）。它也可以在GNU鏡像列表上找到; 請盡可能GNU的鏡像列表。

三、為什么需要Make

任何一種技能或知識都是源之于某種社會需求，那為什么要用Make呢？當項目源文件很少的時候，我們也許還可以手動使用gcc命令來進行編譯，但是當項目發(fā)展到一個龐大的規(guī)模時，再手動敲gcc命令去編譯就變得不可能的事情。所以呢，在這樣的歷史背景下，就出現(xiàn)了一位大牛（斯圖亞特·費爾德曼），在1977年貝爾實驗室制作了這樣一個軟件，它的名字就叫做Make。所以實際開發(fā)中，我們在編譯大型項目的時候往往會使用Make進行編譯，為此我們還需要了解Make軟件所依賴的Makefile規(guī)則文件。

四、Makefile

Makefile 文件需要按照某種語法進行編寫，文件中需要說明如何編譯各個源文件并連接生成可執(zhí)行文件，并要求定義源文件之間的依賴關(guān)系。Makefile的語法還是略微有些復雜，因篇幅有限，本文只能簡述Makefile的編寫原則。

（1）Makefile的組成部分

Makefile包含五個東西：顯示規(guī)則，隱式規(guī)則，變量定義，文件指示，注釋。

《1》顯式規(guī)則，顯式規(guī)則說明了，如何生成一個或多的的目標文件。這是由Makefile的書寫者明顯指出，要生成的文件，文件的依賴文件，生成的命令。

《2》隱式規(guī)則，由于我們的make有自動推導的功能，所以隱晦的規(guī)則可以讓我們比較粗糙地簡略地書寫Makefile，這是由make所支持的。

《3》變量的定義，在Makefile中我們要定義一系列的變量，變量一般都是字符串，這個有點你C語言中的宏，當Makefile被執(zhí)行時，其中的變量都會被擴展到相應(yīng)的引用位置上。

《4》文件指示，其包括了三個部分，一個是在一個Makefile中引用另一個Makefile，就像C語言中的include一樣;另一個是指根據(jù)某些情況指定Makefile中的有效部分，就像C語言中的預編譯#if一樣;還有就是定義一個多行的命令。有關(guān)這一部分的內(nèi)容，我會在后續(xù)的部分中講述。

《5》注釋，Makefile中只有行注釋，和UNIX的Shell腳本一樣，其注釋是用“#”字符，這個就像C/C++中的“//”一樣。如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框進行轉(zhuǎn)義，如：“/#”。

（2） Makefile的規(guī)則

我們先來粗略地看一看Makefile的規(guī)則。

target.。。 ： prerequisites 。。.

command

。。.

。。.

target也就是一個目標文件，可以是Object File，也可以是執(zhí)行文件。還可以是一個標簽（Label），對于標簽這種特性，在后續(xù)的“偽目標”章節(jié)中會有敘述。

prerequisites就是，要生成那個target所需要的文件或是目標。

command也就是make需要執(zhí)行的命令。（一定要以Tab鍵作為開頭）

這是一個文件的依賴關(guān)系，也就是說，target這一個或多個的目標文件依賴于prerequisites中的文件，其生成規(guī)則定義在command中。說白一點就是說，prerequisites中如果有一個以上的文件比target文件要新的話，command所定義的命令就會被執(zhí)行。這就是Makefile的規(guī)則。也就是Makefile中核心的內(nèi)容。

（3）Makefile之模式規(guī)則

模式規(guī)則其實也是普通規(guī)則，但它使用了如%這樣的通配符。如下面的例子：

此規(guī)則描述了一個.o文件如何由對應(yīng)的.c文件創(chuàng)建。規(guī)則的命令行中使用了自動化變量“$《”和“$@”，其中自動化變量“$《”代表規(guī)則的依賴，“$@”代表規(guī)則的目標。此規(guī)則在執(zhí)行時，命令行中的自動化變量將根據(jù)實際的目標和依賴文件取對應(yīng)值。

其含義是，字指出了從所有的.c文件生成相應(yīng)的.o文件的規(guī)則。如果要生成的目標是”a.o b.o”，那么　%.c”就是”a.c b.c”。

在模式規(guī)則中，目標的定義需要有“%”字符?！?”定義對文件名的匹配，表示任意長度的非空字符串。在依賴目標中同樣可以使用“%”，只是依賴目標中“%”的取值，取決于其目標。

注意：模式規(guī)則中“%”的展開和變量與函數(shù)的展開是有區(qū)別的，“%”的展開發(fā)生在變量和函數(shù)的展開之后。變量和函數(shù)的展開發(fā)生在make載入Makefile時，而“%”的展開則發(fā)生在運行時。

《1》　自動化變量

自動化變量只應(yīng)出現(xiàn)在規(guī)則的命令中。

變量含義

$@表示規(guī)則中的所有目標文件的集合。在模式規(guī)則中如果有多個目標，“$@”就是匹配于目標中模式定義的集合

$%僅當目標是函數(shù)庫文件時，表示規(guī)則中的目標成員名，如果目標不是函數(shù)庫文件（UNIX下是.a，Windows是.lib），其值為空。

$《依賴目標中的第一個目標名字，如果依賴目標是以模式（即”%“）定義的，則”$《”是符合模式的一系列的文件集

$？所有比目標新的依賴目標的集合，以空格分隔

$^所有依賴目標的集合，以空格分隔。如如果在依賴目標中有多個重復的，則自動去除重復的依賴目標，只保留一份

$+同”$^”，也是所有依賴目標的集合，只是它不去除重復的依賴目標。

$*目標模式中“%”及其之前的部分

$（@D）“$@”的目錄部分（不以斜杠作為結(jié)尾），如果”$@”中沒有包含斜杠，其值為“?！保ó斍澳夸洠?/p>

$（@F）“$@”的文件部分，相當于函數(shù)”$（notdir $@）”

$（*D）同”$（@D）”，取文件的目錄部分

$（*F）同”$（@F）”，取文件部分，但不取后綴名

$（%D）函數(shù)包文件成員的目錄部分

$（%F）函數(shù)包文件成員的文件名部分

$（《D）依賴目標中的第一個目標的目錄部分

$（《F）依賴目標中的第一個目標的文件名部分

$（^D）所有依賴目標文件中目錄部分（無相同的）

$（^F）所有依賴目標文件中文件名部分（無相同的）

$（+D）所有依賴目標文件中的目錄部分（可以有相同的）

$（+F）所有依賴目標文件中的文件名部分（可以有相同的）

$（？D）所有被更新文件的目錄部分

$（？F）所有被更新文件的文件名部分

《2》$VAR和$$VAR的區(qū)別：

makefile文件中的規(guī)則絕大部分都是使用shell命令來實現(xiàn)的，這里就涉及到了變量的使用，包括makefile中的變量和shell命令范疇內(nèi)的變量。在makefile的規(guī)則命令行中使用$var就是在命令中引用makefile的變量，這里僅僅是讀取makefile的變量然后擴展開，將其值作為參數(shù)傳給了一個shell命令;而$$var是在訪問一個shell命令內(nèi)定義的變量，而非makefile的變量。如果某規(guī)則有n個shell命令行構(gòu)成，而相互之間沒有用‘;’和‘’連接起來的話，就是相互之間沒有關(guān)聯(lián)的shell命令，相互之間也不能變量共享。

（4）Makefile之偽目標

使用其原因一：避免和同名文件沖突

在現(xiàn)實中難免存在所定義的目標與所存在的目標是同名的，采用Makefile如何處理這種情況呢？Makefile中的假目標（phony target）可以解決這個問題。

假目標可以使用.PHONY關(guān)鍵字進行聲明，對于假目標，可以想象，因為不依賴于某文件，make該目標的時候，其所在規(guī)則的命令都會被執(zhí)行。

如果編寫一個規(guī)則，并不產(chǎn)生目標文件，則其命令在每次make 該目標時都執(zhí)行。

例如：

clean：

rm *.o temp

因為“rm”命令并不產(chǎn)生“clean”文件，則每次執(zhí)行“make clean”的時候，該命令都會執(zhí)行。如果目錄中出現(xiàn)了“clean”文件，則規(guī)則失效了：沒有依賴文件，文件“clean”始終是新的，命令永遠不會執(zhí)行;為避免這個問題，可使用“.PHONY”指明該目標。如：

.PHONY ： clean

這樣執(zhí)行“make clean”會無視“clean”文件存在與否。

已知phony 目標并非是由其它文件生成的實際文件，make 會跳過隱含規(guī)則搜索。這就是聲明phony 目標會改善性能的原因，即使你并不擔心實際文件存在與否。

完整的例子如下：

.PHONY ： clean

clean ：

rm *.o temp

使用其原因二：提高執(zhí)行make的效率

當一個目標被聲明為偽目標后，make在執(zhí)行此規(guī)則時不會試圖去查找隱含規(guī)則來創(chuàng)建這個目標。這樣也提高了make的執(zhí)行效率，同時我們也不用擔心由于目標和文件名重名而使我們的期望失敗。

（5）Makefile的賦值

［=］和［：=］符號的區(qū)別。

=

可以先使用后定義，這就導致makefile在全部展開后才能決定變量的值。

有可能出現(xiàn)循環(huán)遞歸，無法暫開的問題。

：=

必須先定義然后再使用，在當前的位置就可以決定變量的值。

？=

相當于選擇疑問句，如果前面的變量沒被賦值，那就做賦值操作

+=

相當于遞加操作

（6）Makefile之執(zhí)行過程

1. 依次讀取變量“MAKEFILES”定義的makefile文件列表

2. 讀取工作目錄下的makefile文件（根據(jù)命名的查找順序“GNUmakefile”，“makefile”，“Makefile”，首先找到那個就讀取那個）

3. 依次讀取工作目錄makefile文件中使用指示符“include”包含的文件

4. 查找重建所有已讀取的makefile文件的規(guī)則（如果存在一個目標是當前讀取的某一個makefile文件，則執(zhí)行此規(guī)則重建此makefile文件，完成以后從第一步開始重新執(zhí)行）

5. 初始化變量值并展開那些需要立即展開的變量和函數(shù)并根據(jù)預設(shè)條件確定執(zhí)行分支

6. 根據(jù)“終極目標”以及其他目標的依賴關(guān)系建立依賴關(guān)系鏈表

7. 執(zhí)行除“終極目標”以外的所有的目標的規(guī)則（規(guī)則中如果依賴文件中任一個文件的時間戳比目標文件新，則使用規(guī)則所定義的命令重建目標文件）

8. 執(zhí)行“終極目標”所在的規(guī)則

五、使用Make進行源碼安裝

（1）正常的編譯安裝/卸載：

源碼的安裝一般由3個步驟組成：配置（configure）、編譯（make）、安裝（make install）。

configure文件是一個可執(zhí)行的腳本文件，它有很多選項，在待安裝的源碼目錄下使用命令。/configure –help可以輸出詳細的選項列表。

其中--prefix選項是配置安裝目錄，如果不配置該選項，安裝后可執(zhí)行文件默認放在/usr /local/bin，庫文件默認放在/usr/local/lib，配置文件默認放在/usr/local/etc，其它的資源文件放在/usr /local/share，比較凌亂。

如果配置了--prefix，如：

$ 。/configure --prefix=/usr/local/test

安裝后的所有資源文件都會被放在/usr/local/test目錄中，不會分散到其他目錄。

使用--prefix選項的另一個好處是方便卸載軟件或移植軟件;當某個安裝的軟件不再需要時，只須簡單的刪除該安裝目錄，就可以把軟件卸載得干干凈凈;而移植軟件只需拷貝整個目錄到另外一個機器即可（相同的操作系統(tǒng)下）。

當然要卸載程序，也可以在原來的make目錄下用一次make uninstall，但前提是Makefile文件有uninstall命令（nodejs的源碼包里有uninstall命令，測試版本v0.10.35）。

（2）卸載：

如果沒有配置--prefix選項，源碼包也沒有提供make uninstall，則可以通過以下方式可以完整卸載：

找一個臨時目錄重新安裝一遍，如：

$ 。/configure --prefix=/tmp/to_remove && make install

然后遍歷/tmp/to_remove的文件，刪除對應(yīng)安裝位置的文件即可（因為/tmp/to_remove里的目錄結(jié)構(gòu)就是沒有配置--prefix選項時的目錄結(jié)構(gòu)）。

當下載了源碼就可以按照此種方法，就可以進行軟件的安裝和卸載。

六、總結(jié)

關(guān)于Makefile的用法，我們今天就討論到這里，對于一個Linux程序員來說Makefile的作用和重要。對于程序的編譯以及程序員對項目的了解有很大的幫助。