理解与编写Makefile指南

"跟我一起写Makefile" 是一篇关于如何编写和理解Makefile的文档，适合想要提升在Unix环境下编译技能的程序员。作者ChenHao和Collator JustThinking旨在简化Makefile的学习过程，帮助读者掌握这一专业工具。 一、概述 Makefile是Unix系统中用于自动化编译和链接过程的文件，它定义了一系列规则来决定哪些文件需要被编译，如何编译，以及何时编译。这对于大型项目尤其重要，因为它可以有效地管理编译过程，节省时间和资源。 二、关于程序的编译和链接 编译和链接是程序开发中的两个关键步骤。编译将源代码转换为可执行机器语言，而链接则将这些编译后的对象文件组合成一个完整的程序。Makefile通过规则来控制这两个过程，确保每次只更新发生变化的部分，提高了开发效率。 三、Makefile介绍 1. Makefile的规则：规则定义了目标（通常是编译后的文件）与依赖（源代码文件）之间的关系，以及当依赖变化时应执行的命令。 2. 示例：一个简单的Makefile可能包含`all`作为默认目标，指定如何编译和链接源代码。 3. 使用变量：Makefile中可以定义变量存储重复使用的字符串，如编译选项或文件路径。 4. 自动推导：make可以自动推导源文件和目标文件之间的依赖关系，简化Makefile编写。 5. 另类风格的makefile：Makefile的书写风格可以多样化，适应不同的项目需求。 6. 清空目标文件的规则：可以定义清理规则，例如`clean`，用于删除编译过程中产生的临时文件。 四、Makefile总述 1. Makefile内容：包括目标、依赖、规则和命令。 2. 文件名：通常命名为“Makefile”，不区分大小写，但也可以指定其他名字。 3. 引用其他Makefile：可以包含或导入其他Makefile，便于组织复杂项目。 4. MAKEFILES环境变量：可以设置此环境变量来指定额外的Makefile。 5. make的工作方式：make会根据目标和依赖关系，决定执行哪些命令。 五、书写规则 1. 规则举例：规则可以包含目标、依赖和命令三部分。 2. 规则语法：定义目标，依赖和命令行，如`target: dependency ... ; command ...`. 3. 通配符：使用`*`和`?`等通配符匹配一组文件。 4. 文件搜寻：make可以搜索目录以找到依赖文件。 5. 伪目标：如`.PHONY`，用于标记总是需要重新执行的规则。 6. 多目标：一个规则可以生成多个目标文件。 7. 静态模式：静态模式规则用于创建相似目标的一组规则。 8. 自动生成依赖性：使用`$(wildcard)`等函数动态生成依赖列表。 六、书写命令 1. 显示命令：使用`@`符号隐藏命令的执行信息。 2. 命令执行：make会在Shell环境中执行命令。 3. 命令出错：如果命令执行失败，make会停止并返回错误。 4. 嵌套执行make：在规则中调用make处理子Makefile。 5. 定义命令包：使用`\`在一行内连续写命令。 七、使用变量 1. 变量基础：定义和引用变量，如`VAR = value`。 2. 变量中的变量：可以嵌套使用变量，如`VAR2 := $(VAR1)`. 3. 追加变量值：使用`+=`运算符添加值到变量。 4. `override`指示符：强制覆盖Makefile外部定义的变量。 5. 多行变量：使用反斜杠`\`在多行中定义变量。 6. 环境变量：Makefile可以访问和使用Shell的环境变量。 7. 目标变量：与特定目标相关的变量。 8. 模式变量：使用模式匹配的变量。 八、使用条件判断 1. 示例：基于条件执行不同规则或命令。 2. 语法：`ifeq`, `else`, `endif`等结构实现条件语句。 九、使用函数 1. 调用语法：函数名后跟括号传递参数。 2. 字符串处理函数：如`$(patsubst pattern,replacement,text)`。 3. 文件名操作函数：如`$(basename file)`和`$(dir file)`。 4. foreach函数：循环处理列表中的每个元素。 5. if函数：条件评估函数。 6. call函数：动态调用规则或函数。 7. origin函数：查询变量的来源。 8. shell函数：执行Shell命令。 9. 控制make的函数：如`$(error message)`停止make并打印错误。 十、make的运行 1. 退出码：make执行完毕后的状态码，0表示成功，非0表示错误。 2. 指定Makefile：使用`-f`或`--file`参数指定Makefile。 3. 指定目标：通过命令行参数指定要构建的目标。 4. 检查规则：`-n`选项仅显示不执行的命令。 5. make的参数：如`-j`指定并行构建任务的数量。 十一、隐含规则 1. 使用隐含规则：make内置了一些预定义的规则，如编译C/C++源文件。 2. 隐含规则一览：包括编译、链接等多种常见操作。 3. 隐含规则使用的变量：如`CFLAGS`用于C编译选项。 学习和掌握Makefile是成为专业Unix程序员的重要步骤，它能提高代码管理效率，简化复杂的构建流程，尤其对于大型项目来说至关重要。通过理解Makefile的规则、变量、命令和各种功能，开发者可以更有效地维护和扩展项目。