Make学习

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Makefile-“自动化编译”

会不会makefile，可以从侧面反映一个人是否具备完成大型工程的能力.

Make命令执行时，需要一个makefile文件，以告诉make命令需要怎样的取编译和连接程序.

一、makefile的规则

target。。。：prerequisite。。。。

command。。。

target 是目标文件，prerequisite是依赖文件，command是shell所要执行的命令。

这是一个文件的依赖的关系，如果prerequisite中有一个或以上文件比target文件新的话，command就会被执行，这是makefile的核心规则。

二、示例

result:hd.beam

erl -noshell -s hd hd  -s hd quit

hd.beam:hello.beam world.beam  \

hd.erl

erlc hd.erl

hello.beam:hello.erl

erlc hello.erl

world.beam:world.erl

erlc world.erl

clean:

rm hello.beam  world.beam  hd.beam

（依赖文件，没加.hrl是因为 erlc命令会自动查找）

反斜杠（\）是换行符的意思。这样比较便于Makefile的易读。我们可以把这个内容保存在文件为“Makefile”或“makefile”的文件中，然后在该目录下直接输入命令“make”就可以直接执行。

在定义好依赖关系后，后续的那一行定义了如何生成目标文件的操作系统命令，一定要以一个Tab键作为开头。记住，make并不管命令是怎么工作的，他只管执行所定义的命令。make会比较targets文件和prerequisites文件的修改日期，如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新，或者target不存在的话，那么，make就会执行后续定义的命令。

三、make是如何工作的

在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，

    1、make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
    2、如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“result”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
    3、如果result文件不存在，或是result所依赖的后面的文件修改时间要比result这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成result这个文件。
    4、如果result所依赖的文件存在，那么make会在当前文件中找目标文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成依赖文件。（这有点像一个堆栈的过程）。

这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

通过上述分析，我们知道，像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。

四、makefile中使用变量

objects = hello.beam  world.beam 

result:hd.beam

erl -noshell -s hd hd  -s hd quit

hd.beam:$(objects) \

hd.erl

erlc hd.erl

hello.beam:hello.erl

erlc hello.erl

world.beam:world.erl

erlc world.erl

clean:

rm $(objects)  hd.beam

变量用$(变量名)取。变量要在用之前定义。

七、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的规则，这不仅便于重编译，也很利于保持文件的清洁。
        clean:
            rm edit $(objects)

更为稳健的做法是：

        .PHONY : clean
        clean :
                -rm edit $(objects)

前面说过，.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，clean的规则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”。

一、Makefile里有什么？

Makefile里主要包含了五个东西：显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。

1、显式规则。显式规则说明了，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、隐晦规则。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粗糙地简略地书写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，这个有点你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。

4、文件指示。其包括了三个部分，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。有关这一部分的内容，我会在后续的部分中讲述。

5、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。

二、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“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件，找到了解释这个文件。大多数的make都支持“makefile”和“Makefile”这两种默认文件名。

当然，你可以使用别的文件名来书写Makefile，比如：“Make.Linux”，“Make.Solaris”，“Make.AIX”等，如果要指定特定的Makefile，你可以使用make的“-f”和“--file”参数，如：make -f Make.Linux或make --file Make.AIX。

三、引用其它的Makefile

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（可以保含路径和通配符）

在include前面可以有一些空字符，但是绝不能是[Tab]键开始。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.make，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置。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：

    1、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。
    2、如果目录<prefix>;/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会再重试这些没有找到，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 <filename>;
    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。



四、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、读入所有的Makefile。
    2、读入被include的其它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。
    6、根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
    7、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。

书写规则
————

规则包含两个部分，一个是依赖关系，一个是生成目标的方法。

在Makefile中，规则的顺序是很重要的，因为，Makefile中只应该有一个最终目标，其它的目标都是被这个目标所连带出来的，所以一定要让make知道你的最终目标是什么。一般来说，定义在Makefile中的目标可能会有很多，但是第一条规则中的目标将被确立为最终的目标。如果第一条规则中的目标有很多个，那么，第一个目标会成为最终的目标。make所完成的也就是这个目标。

三、在规则中使用通配符

如果我们想定义一系列比较类似的文件，我们很自然地就想起使用通配符。make支持三各通配符：“*”，“?”和“[...]”。这是和Unix的B-Shell是相同的。

波浪号（“~”）字符在文件名中也有比较特殊的用途。如果是“~/test”，这就表示当前用户的$HOME目录下的test目录。而“~hchen/test”则表示用户hchen的宿主目录下的test目录。（这些都是Unix下的小知识了，make也支持）而在Windows或是MS-DOS下，用户没有宿主目录，那么波浪号所指的目录则根据环境变量“HOME”而定。

通配符代替了你一系列的文件，如“*.c”表示所以后缀为c的文件。一个需要我们注意的是，如果我们的文件名中有通配符，如：“*”，那么可以用转义字符“\”，如“\*”来表示真实的“*”字符，而不是任意长度的字符串。

    objects = *.o

    上面这个例子，表示了，通符同样可以用在变量中。并不是说[*.o]会展开，不！objects的值就是“*.o”。Makefile中的变量其实就是C/C++中的宏。如果你要让通配符在变量中展开，也就是让objects的值是所有[.o]的文件名的集合，那么，你可以这样：

    objects := $(wildcard *.o)

这种用法由关键字“wildcard”指出，关于Makefile的关键字，我们将在后面讨论。






四、文件搜寻

在一些大的工程中，有大量的源文件，我们通常的做法是把这许多的源文件分类，并存放在不同的目录中。所以，当make需要去找寻文件的依赖关系时，你可以在文件前加上路径，但最好的方法是把一个路径告诉make，让make在自动去找。

Makefile文件中的特殊变量“VPATH”就是完成这个功能的，如果没有指明这个变量，make只会在当前的目录中去找寻依赖文件和目标文件。如果定义了这个变量，那么，make就会在当当前目录找不到的情况下，到所指定的目录中去找寻文件了。

    VPATH = src:../headers

上面的的定义指定两个目录，“src”和“../headers”，make会按照这个顺序进行搜索。目录由“冒号”分隔。（当然，当前目录永远是最高优先搜索的地方）

另一个设置文件搜索路径的方法是使用make的“vpath”关键字（注意，它是全小写的），这不是变量，这是一个make的关键字，这和上面提到的那个VPATH变量很类似，但是它更为灵活。它可以指定不同的文件在不同的搜索目录中。这是一个很灵活的功能。它的使用方法有三种：
    1、vpath <pattern>; <directories>;
    为符合模式<pattern>;的文件指定搜索目录<directories>;。
    2、vpath <pattern>;
    清除符合模式<pattern>;的文件的搜索目录。（可以理解为，之前定义<pattern>;的规则  ，现在搜索路径改为空）
    3、vpath      （可以理解为重新定义vpath）
    清除所有已被设置好了的文件搜索目录。
vapth使用方法中的<pattern>;需要包含“%”字符。“%”的意思是匹配零或若干字符，例如，“%.h”表示所有以“.h”结尾的文件。<pattern>;指定了要搜索的文件集，而<directories>;则指定了<pattern>;的文件集的搜索的目录。例如：
    vpath %.h ../headers
该语句表示，要求make在“../headers”目录下搜索所有以“.h”结尾的文件。（如果某文件在当前目录没有找到的话）

我们可以连续地使用vpath语句，以指定不同搜索策略。如果连续的vpath语句中出现了相同的<pattern>;，或是被重复了的<pattern>;，那么，make会按照vpath语句的先后顺序来执行搜索。如：

    vpath %.c foo
    vpath %   blish
    vpath %.c bar

其表示“.c”结尾的文件，先在“foo”目录，然后是“blish”，最后是“bar”目录。

    vpath %.c foo:bar
    vpath %   blish

而上面的语句则表示“.c”结尾的文件，先在“foo”目录，然后是“bar”目录，最后才是“blish”目录。

伪目标

最早先的一个例子中，我们提到过一个“clean”的目标，这是一个“伪目标”，

    clean:
            rm *.o temp

因为，我们并不生成“clean”这个文件。“伪目标”并不是一个文件，只是一个标签，由于“伪目标”不是文件，所以make无法生成它的依赖关系和决定它是否要执行。我们只有通过显示地指明这个“目标”才能让其生效。当然，“伪目标”的取名不能和文件名重名，不然其就失去了“伪目标”的意义了。

当然，为了避免和文件重名的这种情况，我们可以使用一个特殊的标记“.PHONY”来显示地指明一个目标是“伪目标”，向make说明，不管是否有这个文件，这个目标就是“伪目标”。

    .PHONY : clean

只要有这个声明，不管是否有“clean”文件，要运行“clean”这个目标，只有“make clean”这样。于是整个过程可以这样写：

     .PHONY: clean
    clean:
            rm *.o temp

伪目标一般没有依赖的文件。但是，我们也可以为伪目标指定所依赖的文件。伪目标同样可以作为“默认目标”，只要将其放在第一个。一个示例就是，如果你的Makefile需要一口气生成若干个可执行文件，但你只想简单地敲一个make完事，并且，所有的目标文件都写在一个Makefile中，那么你可以使用“伪目标”这个特性：

七、静态模式

静态模式可以更加容易地定义多目标的规则，可以让我们的规则变得更加的有弹性和灵活。我们还是先来看一下语法：

    <targets ...>;: <target-pattern>;: <prereq-patterns ...>;
            <commands>;
            ...


    targets定义了一系列的目标文件，可以有通配符。是目标的一个集合。

    target-parrtern是指明了targets的模式，也就是的目标集模式。

    prereq-parrterns是目标的依赖模式，它对target-parrtern形成的模式再进行一次依赖目标的定义。

这样描述这三个东西，可能还是没有说清楚，还是举个例子来说明一下吧。如果我们的<target-parrtern>;定义成“%.o”，意思是我们的<target>;集合中都是以“.o”结尾的，而如果我们的<prereq-parrterns>;定义成“%.c”，意思是对<target-parrtern>;所形成的目标集进行二次定义，其计算方法是，取<target-parrtern>;模式中的“%”（也就是去掉了[.o]这个结尾），并为其加上[.c]这个结尾，形成的新集合。

所以，我们的“目标模式”或是“依赖模式”中都应该有“%”这个字符，如果你的文件名中有“%”那么你可以使用反斜杠“\”进行转义，来标明真实的“%”字符。

看一个例子：

    objects = foo.o bar.o

    all: $(objects)

    $(objects): %.o: %.c
            $(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@


上面的例子中，指明了我们的目标从$object中获取，“%.o”表明要所有以“.o”结尾的目标，也就是“foo.o bar.o”，也就是变量$object集合的模式，而依赖模式“%.c”则取模式“%.o”的“%”，也就是“foo bar”，并为其加下“.c”的后缀，于是，我们的依赖目标就是“foo.c bar.c”。而命令中的“$<”和“$@”则是自动化变量，“$<”表示所有的依赖目标集（也就是“foo.c bar.c”），“$@”表示目标集（也就是“foo.o bar.o”）。于是，上面的规则展开后等价于下面的规则：

    foo.o : foo.c
            $(CC) -c $(CFLAGS) foo.c -o foo.o
    bar.o : bar.c
            $(CC) -c $(CFLAGS) bar.c -o bar.o

试想，如果我们的“%.o”有几百个，那种我们只要用这种很简单的“静态模式规则”就可以写完一堆规则，实在是太有效率了。“静态模式规则”的用法很灵活，如果用得好，那会一个很强大的功能。再看一个例子：


    files = foo.elc bar.o lose.o

    $(filter %.o,$(files)): %.o: %.c
            $(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@
    $(filter %.elc,$(files)): %.elc: %.el
            emacs -f batch-byte-compile $<


$(filter %.o,$(files))表示调用Makefile的filter函数，过滤“$filter”集，只要其中模式为“%.o”的内容。其的它内容，我就不用多说了吧。这个例字展示了Makefile中更大的弹性。