如何自己编写Makefile

winston

　　相信很多朋友都有过这样的经历，看着开源项目中好几页的makefile文件，不知所云。在日常学习和工作中，也有意无意的去回避makefile，能改就不写，能用ide就用ide。其实makefile并没有想象的那么难写，只要你明白了其中的原理，自己实践几次。你也可以自己写makefile，让别人对你头来羡慕的目光。
　　下面本人介绍一下自己的学习成果，初学阶段，欢迎大家多多指正。
　　简单的说，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至可以在makefile中执行shell脚本。makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。
　　关于程序的编译和链接
　　一般来说，无论是C还是C++，首先要把源文件编译成中间代码文件，在Windows下也就是 .obj 文件，UNIX下是 .o 文件，即 Object File，这个动作叫做编译（compile），一般来说，每个源文件都应该对应于一个中间目标文件（O文件或是OBJ文件）。然后再把大量的Object File合成执行文件，这个动作叫作链接（link）。
　　编译时，编译器需要的是语法的正确，函数与变量的声明的正确。对于后者，通常是你需要告诉编译器头文件的所在位置（头文件中应该只是声明，而定义应该放在C/C++文件中），只要所有的语法正确，编译器就可以编译出中间目标文件。
　　链接时，主要是链接函数和全局变量，所以，我们可以使用这些中间目标文件（O文件或是OBJ文件）来链接我们的应用程序。链接器并不管函数所在的源文件，只管函数的中间目标文件（Object File），在大多数时候，由于源文件太多，编译生成的中间目标文件太多，而在链接时需要明显地指出中间目标文件名，这对于编译很不方便，所以，我们要给中间目标文件打个包，在Windows下这种包叫“库文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，在UNIX下，是Archive File，也就是 .a 文件。
　　下面我们开始看看如何自己写出makefile。
　　Makefile的规则
　　目标 ： 需要的条件 （注意冒号两边有空格）

　　　　命令　　（注意前面用tab键开头）
　　解释一下：
　　1 目标可以是一个或多个，可以是Object File，也可以是执行文件，甚至可以是一个标签。
　　2 需要的条件就是生成目标所需要的文件或目标
　　3 命令就是生成目标所需要执行的脚本
　　总结一下，就是说一条makefile规则规定了编译的依赖关系，也就是目标文件依赖于条件，生成规则用命令来描述。在编译时，如果需要的条件的文件比目标更新的话，就会执行生成命令来更新目标。
　　下面举个简单的例子说明。如果一个工程有3个头文件，和8个C文件，我们为了完成前面所述的那三个规则，我们的Makefile应该是下面的这个样子的。
　　edit : main.o kbd.o command.o display.o /
           insert.o search.o files.o utils.o
            cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o /
                       insert.o search.o files.o utils.o
    main.o : main.c defs.h
            cc -c main.c
    kbd.o : kbd.c defs.h command.h
            cc -c kbd.c
    command.o : command.c defs.h command.h
            cc -c command.c
    display.o : display.c defs.h buffer.h
            cc -c display.c
    insert.o : insert.c defs.h buffer.h
            cc -c insert.c
    search.o : search.c defs.h buffer.h
            cc -c search.c
    files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
            cc -c files.c
    utils.o : utils.c defs.h
            cc -c utils.c
    clean :
            rm edit main.o kbd.o command.o display.o /
               insert.o search.o files.o utils.o

　　将上面的内容写入到Makefile文件中，然后执行make就可以进行编译，执行make clean就可以删除所有目标文件。解释一下，也就是说生成最终的目标文件edit，依赖于一系列的.o目标文件，而这些.o文件又是需要用源文件来编译生成的。
　　需要注意的是，clean后面没有条件，而clean本身也不是文件，它只不过是一个动作名字，其冒号后什么也没有，那么，make就不会自动去找文件的依赖性，也就不会自动执行其后所定义的命令。
　　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“edit”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
    3、如果edit文件不存在，或是edit所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比edit这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成edit这个文件。
    4、如果edit所依赖的.o文件也不存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
    5、当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 .o 文件，然后再用 .o 文件生命make的终极任务，也就是执行文件edit了。
　　makefile中使用变量
　　前面的知识已经足以让你自己完成一个简单的makefile了，不过makefile的精妙之处远不止如此，下面来看看如何在makefile中使用变量吧。
　　在上面的例子中，先让我们看看edit的规则：

      edit : main.o kbd.o command.o display.o /
                  insert.o search.o files.o utils.o
            cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o /
                       insert.o search.o files.o utils.o

　　我们可以看到[.o]文件的字符串被重复了两次，如果我们的工程需要加入一个新的[.o]文件，那么我们需要在两个地方加（应该是三个地方，还有一个地方在clean中）。当然，我们的makefile并不复杂，所以在两个地方加也不累，但如果 makefile变得复杂，那么我们就有可能会忘掉一个需要加入的地方，而导致编译失败。所以，为了makefile的易维护，在makefile中我们可以使用变量。makefile的变量也就是一个字符串，理解成C语言中的宏可能会更好。
　　于是，我们使用变量objects
　　objects = main.o kbd.o command.o display.o /
              insert.o search.o files.o utils.o
　　这样一来，原来的makefile变成如下的样子：
　　objects = main.o kbd.o command.o display.o /
              insert.o search.o files.o utils.o
    edit : $(objects)
            cc -o edit $(objects)
    main.o : main.c defs.h
            cc -c main.c
    kbd.o : kbd.c defs.h command.h
            cc -c kbd.c
    command.o : command.c defs.h command.h
            cc -c command.c
    display.o : display.c defs.h buffer.h
            cc -c display.c
    insert.o : insert.c defs.h buffer.h
            cc -c insert.c
    search.o : search.c defs.h buffer.h
            cc -c search.c
    files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
            cc -c files.c
    utils.o : utils.c defs.h
            cc -c utils.c
    clean :
            rm edit $(objects)
　　这样看起来方便多了吧，也更加省事了。如果有新的.o文件怎么办？当然是在objects里面添加了，这样只需要一处改变，很方便吧。
　　让make自动推导
　　GNU的make很强大，它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令，因为，我们的make会自动识别，并自己推导命令。
　　只要make看到一个[.o]文件，它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中，如果make找到一个whatever.o，那么whatever.c，就会是whatever.o的依赖文件。并且 cc -c whatever.c 也会被推导出来，于是，我们的makefile再也不用写得这么复杂。我们的是新的makefile又出炉了。
　　objects = main.o kbd.o command.o display.o /
              insert.o search.o files.o utils.o
    edit : $(objects)
            cc -o edit $(objects)

    main.o : defs.h
    kbd.o : defs.h command.h
    command.o : defs.h command.h
    display.o : defs.h buffer.h
    insert.o : defs.h buffer.h
    search.o : defs.h buffer.h
    files.o : defs.h buffer.h command.h
    utils.o : defs.h
　　clean :
            rm edit $(objects)
　　当然，如果你觉得那么多[.o]和[.h]的依赖有点不爽的话，好吧，没有问题，这个对于make来说很容易，谁叫它提供了自动推导命令和文件的功能呢？来看看最新风格的makefile吧。
　　objects = main.o kbd.o command.o display.o /
              insert.o search.o files.o utils.o
    edit : $(objects)
            cc -o edit $(objects)

    $(objects) : defs.h
    kbd.o command.o files.o : command.h
    display.o insert.o search.o files.o : buffer.h
    clean :
            rm edit $(objects)
　　不过话说回来，本人并不推荐这种方法。虽然简单，但是这种方法破坏了文件本身的依赖关系。如果文件过多的话，可能你自己都不清楚了。
　　
　　怎么样，makefile是不是既简单又强大？其实makefile远比这更强大，容我日后再慢慢介绍，今天就先到这里。
　　如果大家觉得看我的文章不解渴，可以去这里看看http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2887，大牛的文章，我个人是很喜欢的。
　　最后，欢迎大家拍砖啊。

winston

如何自己编写Makefile(高级篇)
　　上篇文章介绍了makefile的编写方法，相信大家有所收获。本文继续深入makefile，看看还有哪些高级用法可以大大提升我们的工作效率。本文是接着上篇博文——如何自己编写Makefile的，因此如果没有看过上篇文章的，建议先阅读一遍，以便更好地理解本文。
　　在规则中使用通配符
　　一个简单的例子
　　clean:
         rm -f *.o
　　表示删除所有.o文件，这很好理解。
　　 print: *.c
         lpr -p $?
         touch print
　　表明print的生成依赖于所有.c文件，$?是一个自动化变量，以后会详细介绍。

　　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。
　　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。
    3、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 %.c 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 %.c 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

　　正像我们前面例子中的“clean”一样，即然我们生成了许多文件编译文件，我们也应该提供一个清除它们的“目标”以备完整地重编译而用。 （以“make clean”来使用该目标）

　　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：
    all : prog1 prog2 prog3
    .PHONY : all
    prog1 : prog1.o utils.o
            cc -o prog1 prog1.o utils.o
    prog2 : prog2.o
            cc -o prog2 prog2.o
    prog3 : prog3.o sort.o utils.o
            cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o
　　我们知道，Makefile中的第一个目标会被作为其默认目标。我们声明了一个“all”的伪目标，其依赖于其它三个目标。由于伪目标的特性是，总是被执行的，所以其依赖的那三个目标就总是不如“all”这个目标新。所以，其它三个目标的规则总是会被决议。也就达到了我们一口气生成多个目标的目的。“.PHONY : all”声明了“all”这个目标为“伪目标”。
　　随便提一句，从上面的例子我们可以看出，目标也可以成为依赖。所以，伪目标同样也可成为依赖。看下面的例子：
    .PHONY: cleanall cleanobj cleandiff
    cleanall : cleanobj cleandiff
            rm program
    cleanobj :
            rm *.o
    cleandiff :
            rm *.diff
　　“make cleanall”将清除所有要被清除的文件。“cleanobj”和“cleandiff”这两个伪目标有点像“子程序”的意思。我们可以输入“make cleanall”和“make cleanobj”和“make cleandiff”命令来达到清除不同种类文件的目的。
　　makefile中的自动化变量　
　　$@
　　代表法定中的目标文件名。万一目标是一个文档（Linux中，等闲称.a文件为文档），那么它代表这个文档的文件名。在多目标的形式法定中，它代表的是哪个引发法定被厉行的目标文件名。
　　$%
　　法定的目标文件是一个静态库文件时，代表静态库的一个成员名。例如，法定的目标是“foo.a(bar.o)”，那么，“$%”的值就为“bar.o”，“$@”的值为“foo.a”。万一目标不是函数库文件，其值为空。
　　$<
　　法定的第一个依靠文件名。万一是隐含法定，则它代表穿越目标指定的第一个依靠文件。
　　$?
　　所有比目标文件更新的依靠文件列表，空格瓜分。万一目标是静态库文件名，代表的是库成

员（.o文件）的更新情形。
　　$^
　　法定的所有依靠文件列表，利用空格分隔。万一目标是静态库文件名，它所代表的只能是所有库成员（.o文件）名。一个文件可重复的展目前目标的依靠中，变量“$^”只登记它的顺次引用情形。即便说变量“$^”会去掉重复的依靠文件。
　　$+
　　相仿“$^”，然而它保留了依靠文件中重复揭示的文件。重要用在过程链接时，库的穿插引用处所。

　　更多的makefile知识
　　学到这，我觉得写出一般的makefile是没有任何问题了。
　　makefile博大精深，如果希望了解更多，请看大牛的文章http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2890。