Makefile规则及符号说明

 

本文包括以下几个内容

GNU make 

makefile 基本结构 

makefile 变量 

GNU make 的主要预定义变量 

隐含规则  

运行 make 

1  GNU make
在大型的开发项目中，通常有几十到上百个的源文件，如果每次均手工键入 gcc 命令进行编译的话，则会
非常不方便。因此，人们通常利用 make 工具来自动完成编译工作。这些工作包括：如果仅修改了某几个
源文件，则只重新编译这几个源文件；如果某个头文件被修改了，则重新编译所有包含该头文件的源文件。
利用这种自动编译可大大简化开发工作，避免不必要的重新编译。
实际上，make 工具通过一个称为 makefile 的文件来完成并自动维护编译工作。makefile 需要按照某种
语法进行编写，其中说明了如何编译各个源文件并连接生成可执行文件，并定义了源文件之间的依赖关系。
当修改了其中某个源文件时，如果其他源文件依赖于该文件，则也要重新编译所有依赖该文件的源文件。
makefile 文件是许多编译器，包括 Windows NT 下的编译器维护编译信息的常用方法，只是在集成开发环
境中，用户通过友好的界面修改 makefile 文件而已。
默认情况下，GNU make 工具在当前工作目录中按如下顺序搜索 makefile：
* GNUmakefile
* makefile
* Makefile
在 UNIX 系统中，习惯使用 Makefile 作为 makfile 文件。如果要使用其他文件作为 makefile，则可利用类
似下面的 make 命令选项指定 makefile 文件：
$ make -f Makefile.debug

2  makefile 基本结构
makefile 中一般包含如下内容：
* 需要由 make 工具创建的项目，通常是目标文件和可执行文件。通常使用“目标（target）”一词来表示
要创建的项目。
* 要创建的项目依赖于哪些文件。
* 创建每个项目时需要运行的命令。
例如，假设你现在有一个 C++ 源文件 test.C，该源文件包含有自定义的头文件 test.h，则目标文件 test.o
 明确依赖于两个源文件：test.C 和 test.h。另外，你可能只希望利用 g++ 命令来生成 test.o 目标文件。
这时，就可以利用如下的 makefile 来定义 test.o 的创建规则：

# This makefile just is a example.
# The following lines indicate how test.o depends
# test.C and test.h, and how to create test.o

test.o: test.C test.h
    g++ -c -g test.C

从上面的例子注意到，第一个字符为 # 的行为注释行。第一个非注释行指定 test.o 为目标，并且依赖于 
test.C 和 test.h 文件。随后的行指定了如何从目标所依赖的文件建立目标。
当 test.C 或 test.h 文件在编译之后又被修改，则 make 工具可自动重新编译 test.o，如果在前后两次
编译之间，test.C 和 test.h 均没有被修改，而且 test.o 还存在的话，就没有必要重新编译。这种依赖
关系在多源文件的程序编译中尤其重要。通过这种依赖关系的定义，make 工具可避免许多不必要的编译工
作。当然，利用 Shell 脚本也可以达到自动编译的效果，但是，Shell 脚本将全部编译任何源文件，包括
哪些不必要重新编译的源文件，而 make 工具则可根据目标上一次编译的时间和目标所依赖的源文件的更新
时间而自动判断应当编译哪个源文件。
一个 makefile 文件中可定义多个目标，利用 make target 命令可指定要编译的目标，如果不指定目标，
则使用第一个目标。通常，makefile 中定义有 clean 目标，可用来清除编译过程中的中间文件，例如：
clean:
    rm -f *.o
运行 make clean 时，将执行 rm -f *.o 命令，最终删除所有编译过程中产生的所有中间文件。

3  makefile 变量
GNU 的 make 工具除提供有建立目标的基本功能之外，还有许多便于表达依赖性关系以及建立目标的命令的特
色。其中之一就是变量或宏的定义能力。如果你要以相同的编译选项同时编译十几个 C 源文件，而为每个目
标的编译指定冗长的编译选项的话，将是非常乏味的。但利用简单的变量定义，可避免这种乏味的工作：

# Define macros for name of compiler
CC = gcc

# Define a macr o for the CC flags
CCFLAGS = -D_DEBUG -g -m486

# A rule for building a object file
test.o: test.c test.h
    $(CC) -c $(CCFLAGS) test.c

在上面的例子中，CC 和 CCFLAGS 就是 make 的变量。GNU make 通常称之为变量，而其他 UNIX 的 make 
工具称之为宏，实际是同一个东西。在 makefile 中引用变量的值时，只需变量名之前添加 $ 符号，如
上面的 $(CC) 和 $(CCFLAGS)。

4  GNU make 的主要预定义变量
GNU make 有许多预定义的变量，这些变量具有特殊的含义，可在规则中使用。表 1-5 给出了一些主要的
预定义变量，除这些变量外，GNU make 还将所有的环境变量作为自己的预定义变量。

                        表 1  GNU make 的主要预定义变量
预定义变量                      含义
$*              不包含扩展名的目标文件名称。
$+              所有的依赖文件，以空格分开，并以出现的先后为序，可能包含重复的依赖文件。
$<              第一个依赖文件的名称。
$?              所有的依赖文件，以空格分开，这些依赖文件的修改日期比目标的创建日期晚。
$@              目标的完整名称。
$^              所有的依赖文件，以空格分开，不包含重复的依赖文件。
$%              如果目标是归档成员，则该变量表示目标的归档成员名称。例如，如果目标名称
                为 mytarget.so(image.o)，则 $@ 为 mytarget.so，而 $% 为 image.o。
AR              归档维护程序的名称，默认值为 ar。
ARFLAGS         归档维护程序的选项。
AS              汇编程序的名称，默认值为 as。
ASFLAGS         汇编程序的选项。
CC              C 编译器的名称，默认值为 cc。
CCFLAGS         C 编译器的选项。
CPP             C 预编译器的名称，默认值为 $(CC) -E。
CPPFLAGS        C 预编译的选项。
CXX             C++ 编译器的名称，默认值为 g++。
CXXFLAGS        C++ 编译器的选项。
FC              FORTRAN 编译器的名称，默认值为 f77。
FFLAGS          FORTRAN 编译器的选项。

5  隐含规则
GNU make 包含有一些内置的或隐含的规则，这些规则定义了如何从不同的依赖文件建立特定类型的目标。
GNU make 支持两种类型的隐含规则：
* 后缀规则（Suffix Rule）。后缀规则是定义隐含规则的老风格方法。后缀规则定义了将一个具有某个
后缀的文件（例如，.c 文件）转换为具有另外一种后缀的文件（例如，.o 文件）的方法。每个后缀规
则以两个成对出现的后缀名定义，例如，将 .c 文件转换为 .o 文件的后缀规则可定义为：

.c.o:
$(CC) $(CCFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<

* 模式规则（pattern rules）。这种规则更加通用，因为可以利用模式规则定义更加复杂的依赖性规则。
模式规则看起来非常类似于正则规则，但在目标名称的前面多了一个 % 号，同时可用来定义目标和依赖
文件之间的关系，例如下面的模式规则定义了如何将任意一个 X.c 文件转换为 X.o 文件：

%.c:%.o
$(CC) $(CCFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<

 

6  运行 make
我们知道，直接在 make 命令的后面键入目标名可建立指定的目标，如果直接运行 make，则建立第一个
目标。我们还知道可以用 make -f mymakefile 这样的命令指定 make 使用特定的 makefile，而不是
默认的 GNUmakefile、makefile 或 Makefile。但 GNU make 命令还有一些其他选项，表 1-6 给出了
这些选项。

                        表 2  GNU make 命令的常用命令行选项

命令行选项              含义
-C DIR              在读取 makefile 之前改变到指定的目录 DIR。
-f FILE             以指定的 FILE 文件作为 makefile。
-h                  显示所有的 make 选项。
-i                  忽略所有的命令执行错误。
-I DIR              当包含其他 makefile 文件时，可利用该选项指定搜索目录。
-n                  只打印要执行的命令，但不执行这些命令。
-p                  显示 make 变量数据库和隐含规则。
-s                  在执行命令时不显示命令。
-w                  在处理 makefile 之前和之后，显示工作目录。
-W FILE             假定文件 FILE 已经被修改。