對(duì)于GNU Make或許很多Windows開發(fā)的程序員并不是很了解，因?yàn)閃indows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(gè)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(huì)不會(huì)使用GNU Make從一定角度上反應(yīng)了一個(gè)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(jìn)行源碼安裝。

一、什么是GNU Make

GNU Make是一個(gè)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(gè)名為Makefile的文件中獲得如何構(gòu)建程序的知識(shí)，該文件列出了每個(gè)非源文件以及如何從其他文件計(jì)算它。當(dāng)你編寫一個(gè)程序時(shí)，你應(yīng)該為它編寫一個(gè)Makefile文件，這樣就可以使用Make來編譯和安裝這個(gè)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(qǐng)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(shí)都是源之于某種社會(huì)需求，那為什么要用Make呢？當(dāng)項(xiàng)目源文件很少的時(shí)候，我們也許還可以手動(dòng)使用gcc命令來進(jìn)行編譯，但是當(dāng)項(xiàng)目發(fā)展到一個(gè)龐大的規(guī)模時(shí)，再手動(dòng)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(fèi)爾德曼），在1977年貝爾實(shí)驗(yàn)室制作了這樣一個(gè)軟件，它的名字就叫做Make。所以實(shí)際開發(fā)中，我們?cè)诰幾g大型項(xiàng)目的時(shí)候往往會(huì)使用Make進(jìn)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(jìn)行編寫，文件中需要說明如何編譯各個(gè)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(fù)雜，因篇幅有限，本文只能簡(jiǎn)述Makefile的編寫原則。

（1）Makefile的組成部分

Makefile包含五個(gè)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(gè)或多的的目標(biāo)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(dòng)推導(dǎo)的功能，所以隱晦的規(guī)則可以讓我們比較粗糙地簡(jiǎn)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(gè)有點(diǎn)你C語言中的宏，當(dāng)Makefile被執(zhí)行時(shí)，其中的變量都會(huì)被擴(kuò)展到相應(yīng)的引用位置上。

《4》文件指示，其包括了三個(gè)部分，一個(gè)是在一個(gè)Makefile中引用另一個(gè)Makefile，就像C語言中的include一樣;另一個(gè)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(yù)編譯#if一樣;還有就是定義一個(gè)多行的命令。有關(guān)這一部分的內(nèi)容，我會(huì)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(gè)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(jìn)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(gè)目標(biāo)文件，可以是Object File，也可以是執(zhí)行文件。還可以是一個(gè)標(biāo)簽（Label），對(duì)于標(biāo)簽這種特性，在后續(xù)的“偽目標(biāo)”章節(jié)中會(huì)有敘述。

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

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(gè)文件的依賴關(guān)系，也就是說，target這一個(gè)或多個(gè)的目標(biāo)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(diǎn)就是說，prerequisites中如果有一個(gè)以上的文件比target文件要新的話，command所定義的命令就會(huì)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(shí)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(gè).o文件如何由對(duì)應(yīng)的.c文件創(chuàng)建。規(guī)則的命令行中使用了自動(dòng)化變量“$《”和“$@”，其中自動(dòng)化變量“$《”代表規(guī)則的依賴，“$@”代表規(guī)則的目標(biāo)。此規(guī)則在執(zhí)行時(shí)，命令行中的自動(dòng)化變量將根據(jù)實(shí)際的目標(biāo)和依賴文件取對(duì)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(biāo)是”a.o b.o”，那么　%.c”就是”a.c b.c”。

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

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(shí)，而“%”的展開則發(fā)生在運(yùn)行時(shí)。

《1》　自動(dòng)化變量

自動(dòng)化變量只應(yīng)出現(xiàn)在規(guī)則的命令中。

變量含義

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

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

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

$？所有比目標(biāo)新的依賴目標(biāo)的集合，以空格分隔

$^所有依賴目標(biāo)的集合，以空格分隔。如如果在依賴目標(biāo)中有多個(gè)重復(fù)的，則自動(dòng)去除重復(fù)的依賴目標(biāo)，只保留一份

$+同”$^”，也是所有依賴目標(biāo)的集合，只是它不去除重復(fù)的依賴目標(biāo)。

$*目標(biāo)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?dāng)前目錄）

$（@F）“$@”的文件部分，相當(dāng)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(biāo)中的第一個(gè)目標(biāo)的目錄部分

$（《F）依賴目標(biāo)中的第一個(gè)目標(biāo)的文件名部分

$（^D）所有依賴目標(biāo)文件中目錄部分（無相同的）

$（^F）所有依賴目標(biāo)文件中文件名部分（無相同的）

$（+D）所有依賴目標(biāo)文件中的目錄部分（可以有相同的）

$（+F）所有依賴目標(biāo)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(shí)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(kuò)展開，將其值作為參數(shù)傳給了一個(gè)shell命令;而$$var是在訪問一個(gè)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(gè)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(biāo)

使用其原因一：避免和同名文件沖突

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

假目標(biāo)可以使用.PHONY關(guān)鍵字進(jìn)行聲明，對(duì)于假目標(biāo)，可以想象，因?yàn)椴灰蕾囉谀澄募琺ake該目標(biāo)的時(shí)候，其所在規(guī)則的命令都會(huì)被執(zhí)行。

如果編寫一個(gè)規(guī)則，并不產(chǎn)生目標(biāo)文件，則其命令在每次make 該目標(biāo)時(shí)都執(zhí)行。

例如：

clean：

rm *.o temp

因?yàn)椤皉m”命令并不產(chǎn)生“clean”文件，則每次執(zhí)行“make clean”的時(shí)候，該命令都會(huì)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(yuǎn)不會(huì)執(zhí)行;為避免這個(gè)問題，可使用“.PHONY”指明該目標(biāo)。如：

.PHONY ： clean

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

已知phony 目標(biāo)并非是由其它文件生成的實(shí)際文件，make 會(huì)跳過隱含規(guī)則搜索。這就是聲明phony 目標(biāo)會(huì)改善性能的原因，即使你并不擔(dān)心實(shí)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(dāng)一個(gè)目標(biāo)被聲明為偽目標(biāo)后，make在執(zhí)行此規(guī)則時(shí)不會(huì)試圖去查找隱含規(guī)則來創(chuàng)建這個(gè)目標(biāo)。這樣也提高了make的執(zhí)行效率，同時(shí)我們也不用擔(dān)心由于目標(biāo)和文件名重名而使我們的期望失敗。

（5）Makefile的賦值

［=］和［：=］符號(hào)的區(qū)別。

=

可以先使用后定義，這就導(dǎo)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(dāng)前的位置就可以決定變量的值。

？=

相當(dāng)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(dāng)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(gè)就讀取那個(gè)）

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(gè)目標(biāo)是當(dāng)前讀取的某一個(gè)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(yù)設(shè)條件確定執(zhí)行分支

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

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

8. 執(zhí)行“終極目標(biāo)”所在的規(guī)則

五、使用Make進(jìn)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(gè)步驟組成：配置（configure）、編譯（make）、安裝（make install）。

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

其中--prefix選項(xiàng)是配置安裝目錄，如果不配置該選項(xiàng)，安裝后可執(zhí)行文件默認(rèn)放在/usr /local/bin，庫文件默認(rèn)放在/usr/local/lib，配置文件默認(rèn)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(huì)被放在/usr/local/test目錄中，不會(huì)分散到其他目錄。

使用--prefix選項(xiàng)的另一個(gè)好處是方便卸載軟件或移植軟件;當(dāng)某個(gè)安裝的軟件不再需要時(shí)，只須簡(jiǎn)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(gè)目錄到另外一個(gè)機(jī)器即可（相同的操作系統(tǒng)下）。

當(dāng)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(cè)試版本v0.10.35）。

（2）卸載：

如果沒有配置--prefix選項(xiàng)，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(gè)臨時(shí)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(duì)應(yīng)安裝位置的文件即可（因?yàn)?tmp/to_remove里的目錄結(jié)構(gòu)就是沒有配置--prefix選項(xiàng)時(shí)的目錄結(jié)構(gòu)）。

當(dāng)下載了源碼就可以按照此種方法，就可以進(jìn)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(duì)于一個(gè)Linux程序員來說Makefile的作用和重要。對(duì)于程序的編譯以及程序員對(duì)項(xiàng)目的了解有很大的幫助。