make是一个自动化构建工具,广泛应用于Unix及其类Unix系统中。make最先应用于编译C语言项目,不仅如此,只要某个文件发生变化就需要重新构建的项目都可以使用make工具进行构建。
Makefile是可以被make解析的特定格式的文本文件。其语法简单,当我们构建一个程序时,其工作原理大致为:make首先解析Makefile,查找构建应用的一系列依赖,并检查每个依赖文件是否过期(是否发生变化),如果发生过期,即重新构建变化的依赖文件。
语法规则
语法规则很简单,Makefile文件是由一系列规则(rule)组成,每个规则语法如下:
1 | <target> : <prerequisites> |
对每个规则,target是必须的,prerequisites和commands是可选的,commands前面必须是一个tab。Makefile文件中至少有一个规则。
1 | cat Makefile |
我们可以通过make来执行上面规则:
1 | make tutorial |
默认情况下,如果我们没有指定目标(target),make命令会执行第一条规则。上面例子中,target为tutorial
,前置条件(prerequisites)为空,命令(commands)为echo "this is Makefile tutorial"
。我们发现上面例子中除了输出结果,还把命令也输出,这叫回显,可以在命令前加上@
关闭回显,如:@echo "this is Makefile tutorial"
目标
一个目标即构成一条规则,目标通常是文件名,指明make命令要构建的对象。目标可以是一个文件名,也可以是多个文件名,中间用空格分隔。如:
1 | a.o b.o: a.h a.cpp a.h b.cpp |
除了文件名,目标还可以是某个操作的名字,如上面例子中的tutorial
。
前置条件
前置条件通常是一组文件名,之间用空格分隔。它指定了”目标”是否重新构建的判断标准:只要有一个前置文件不存在,或者有过更新(前置文件的last-modification时间戳比目标的时间戳新),”目标”就需要重新构建。下面规则是创建一个source.txt文件:
1 | cat Makefile |
第一次执行make result.txt
,会创建source.txt,并将source.txt中的内容拷贝到result.txt中,当我们再次执行make result.txt
时,终端会输出:
1 | make: 'result.txt' is up to date. |
这是由于source.txt已经创建,且没有变化,所以不会执行任何操作。如果我们修改一下source.txt,如:
1 | touch source.txt |
再执行make source.txt
试试看。
命令
命令(commands)表示如何更新目标文件,由一行或多行的shell命令组成。它是构建”目标”的具体指令,它的运行结果通常就是生成目标文件。
需要注意的是:
- 每个命令前需要有一个tab;
- 每行命令在一个单独的shell中执行。这些shell之间没有继承关系。
如:
1 | var-lost: |
上面代码执行后make var-lost
,取不到foo的值。因为两行命令在两个不同的进程执行。一个解决办法是将两行命令写在一行,中间用分号分隔。
1 | var-kept: |
或在换行符前加反斜杠转义。
1 | var-kept: |
变量与注释
变量和注释不是必须的,但当Makefile文件比较大时,变量和注释将会非常有用,毕竟代码首先是给人读的。
自定义变量
Makefile中的变量没有类型,全是字符型,定义一个变量也比较简单,如下:
1 | CFLAGS = -g -Wall |
当定义好变量后,如果使用变量中存储的值呢?获取变量的值跟shell类似:
1 | {varname} |
注释
注释只需要在前面加上#
即可,如:
1 | this is a comment |
内置变量
除了自定义的变量外,make命令提供一系列内置变量,比如,$(CC)
指向当前使用的编译器,$(MAKE)
指向当前使用的make工具。这主要是为了跨平台的兼容性,详细的内置变量清单见手册。
自动变量
make命令还提供一些自动变量,它们的值与当前规则有关。主要有以下几个。
- $@
指代当前目标,即make构建时指定的目标,如make main
中$@
为main。
1 | main: main.o |
- $<
指代第一个前置条件,如规则rule: p1 p2
中的$<
为p1。
1 | a.txt: b.txt c.txt |
- $^
指代所有前置条件,中间是空格隔开。如规则rule: p1 p2
中的$^
为p1 p2。
1 | main.o: main.cpp |
- $?
指代比目标更新的所有前置条件,之间以空格分隔。比如,规则为 rule: p1 p2
,其中 p2 的时间戳比 rule新,$?就指代p2。
- $*
指代匹配符 % 匹配的部分, 比如% 匹配 f1.txt 中的f1 ,$* 就表示 f1。
更多自动变更参考Automatic-Variables.
实践
我们以构建一个c++的hello world程序为例:
1 | cat main.cpp |
Makefile内容如下:
1 | shell> cat Makefile |
接下来我们就可以利用make进行构建了:
1 | make |
没有指定规则时,默认执行第一条规则,在这个例子中为all
。
当需要清除产生的中间文件和可执行文件执行:
1 | make clean |
进一步学习
- 在实际项目中,项目文件成千上万个,而且分布在不同目录下,如果编写规则进行构建呢?
- 当我们有很多依赖时,是不是需要我们逐个手写这些规则呢?
- make只能编译c/c++吗?
有了以上一些基础知识,就可以继续学习更多高级用法了。你会发现make会让你的构建过程更高效、自动化。
参考资料
[1] https://www.wooster.edu/_media/files/academics/areas/computer-science/resources/makefile-tut.pdf
[2] http://www.gnu.org/software/make/manual/make.html#Makefile-Contents
[3] https://thoughtbot.com/blog/the-magic-behind-configure-make-make-install#what-does-all-of-this-do
[4] https://gist.github.com/isaacs/62a2d1825d04437c6f08