c语言步指令,Make命令教程

代码变成可执行文件&＃xff0c;叫做编译(compile)&＃xff1b;先编译这个&＃xff0c;还是先编译那个(即编译的安排)&＃xff0c;叫做构建(build)。

Make是最常用的构建工具&＃xff0c;诞生于1977年&＃xff0c;主要用于C语言的项目。但是实际上 &＃xff0c;任何只要某个文件有变化&＃xff0c;就要重新构建的项目&＃xff0c;都可以用Make构建。

本文介绍Make命令的用法&＃xff0c;从简单的讲起&＃xff0c;不需要任何基础&＃xff0c;只要会使用命令行&＃xff0c;就能看懂。我的参考资料主要是Isaac Schlueter的《Makefile文件教程》和《GNU Make手册》。

(题图&＃xff1a;摄于博兹贾阿达岛&＃xff0c;土耳其&＃xff0c;2013年7月)

一、Make的概念

Make这个词&＃xff0c;英语的意思是"制作"。Make命令直接用了这个意思&＃xff0c;就是要做出某个文件。比如&＃xff0c;要做出文件a.txt&＃xff0c;就可以执行下面的命令。

$ make a.txt

但是&＃xff0c;如果你真的输入这条命令&＃xff0c;它并不会起作用。因为Make命令本身并不知道&＃xff0c;如何做出a.txt&＃xff0c;需要有人告诉它&＃xff0c;如何调用其他命令完成这个目标。

比如&＃xff0c;假设文件 a.txt 依赖于 b.txt 和 c.txt &＃xff0c;是后面两个文件连接(cat命令)的产物。那么&＃xff0c;make 需要知道下面的规则。

a.txt: b.txt c.txt

cat b.txt c.txt > a.txt

也就是说&＃xff0c;make a.txt 这条命令的背后&＃xff0c;实际上分成两步&＃xff1a;第一步&＃xff0c;确认 b.txt 和 c.txt 必须已经存在&＃xff0c;第二步使用 cat 命令 将这个两个文件合并&＃xff0c;输出为新文件。

像这样的规则&＃xff0c;都写在一个叫做Makefile的文件中&＃xff0c;Make命令依赖这个文件进行构建。Makefile文件也可以写为makefile&＃xff0c; 或者用命令行参数指定为其他文件名。

$ make -f rules.txt

# 或者

$ make --file&＃61;rules.txt

上面代码指定make命令依据rules.txt文件中的规则&＃xff0c;进行构建。

总之&＃xff0c;make只是一个根据指定的Shell命令进行构建的工具。它的规则很简单&＃xff0c;你规定要构建哪个文件、它依赖哪些源文件&＃xff0c;当那些文件有变动时&＃xff0c;如何重新构建它。

二、Makefile文件的格式

构建规则都写在Makefile文件里面&＃xff0c;要学会如何Make命令&＃xff0c;就必须学会如何编写Makefile文件。

2.1 概述

Makefile文件由一系列规则(rules)构成。每条规则的形式如下。

:

[tab]

上面第一行冒号前面的部分&＃xff0c;叫做"目标"(target)&＃xff0c;冒号后面的部分叫做"前置条件"(prerequisites)&＃xff1b;第二行必须由一个tab键起首&＃xff0c;后面跟着"命令"(commands)。

"目标"是必需的&＃xff0c;不可省略&＃xff1b;"前置条件"和"命令"都是可选的&＃xff0c;但是两者之中必须至少存在一个。

每条规则就明确两件事&＃xff1a;构建目标的前置条件是什么&＃xff0c;以及如何构建。下面就详细讲解&＃xff0c;每条规则的这三个组成部分。

2.2 目标(target)

一个目标(target)就构成一条规则。目标通常是文件名&＃xff0c;指明Make命令所要构建的对象&＃xff0c;比如上文的 a.txt 。目标可以是一个文件名&＃xff0c;也可以是多个文件名&＃xff0c;之间用空格分隔。

除了文件名&＃xff0c;目标还可以是某个操作的名字&＃xff0c;这称为"伪目标"(phony target)。

clean:

rm *.o

上面代码的目标是clean&＃xff0c;它不是文件名&＃xff0c;而是一个操作的名字&＃xff0c;属于"伪目标 "&＃xff0c;作用是删除对象文件。

$ make clean

但是&＃xff0c;如果当前目录中&＃xff0c;正好有一个文件叫做clean&＃xff0c;那么这个命令不会执行。因为Make发现clean文件已经存在&＃xff0c;就认为没有必要重新构建了&＃xff0c;就不会执行指定的rm命令。

为了避免这种情况&＃xff0c;可以明确声明clean是"伪目标"&＃xff0c;写法如下。

.PHONY: clean

clean:

rm *.o temp

声明clean是"伪目标"之后&＃xff0c;make就不会去检查是否存在一个叫做clean的文件&＃xff0c;而是每次运行都执行对应的命令。像.PHONY这样的内置目标名还有不少&＃xff0c;可以查看手册。

如果Make命令运行时没有指定目标&＃xff0c;默认会执行Makefile文件的第一个目标。

$ make

上面代码执行Makefile文件的第一个目标。

2.3 前置条件(prerequisites)

前置条件通常是一组文件名&＃xff0c;之间用空格分隔。它指定了"目标"是否重新构建的判断标准&＃xff1a;只要有一个前置文件不存在&＃xff0c;或者有过更新(前置文件的last-modification时间戳比目标的时间戳新)&＃xff0c;"目标"就需要重新构建。

result.txt: source.txt

cp source.txt result.txt

上面代码中&＃xff0c;构建 result.txt 的前置条件是 source.txt 。如果当前目录中&＃xff0c;source.txt 已经存在&＃xff0c;那么make result.txt可以正常运行&＃xff0c;否则必须再写一条规则&＃xff0c;来生成 source.txt 。

source.txt:

echo "this is the source" > source.txt

上面代码中&＃xff0c;source.txt后面没有前置条件&＃xff0c;就意味着它跟其他文件都无关&＃xff0c;只要这个文件还不存在&＃xff0c;每次调用make source.txt&＃xff0c;它都会生成。

$ make result.txt

$ make result.txt

上面命令连续执行两次make result.txt。第一次执行会先新建 source.txt&＃xff0c;然后再新建 result.txt。第二次执行&＃xff0c;Make发现 source.txt 没有变动(时间戳晚于 result.txt)&＃xff0c;就不会执行任何操作&＃xff0c;result.txt 也不会重新生成。

如果需要生成多个文件&＃xff0c;往往采用下面的写法。

source: file1 file2 file3

上面代码中&＃xff0c;source 是一个伪目标&＃xff0c;只有三个前置文件&＃xff0c;没有任何对应的命令。

$ make source

执行make source命令后&＃xff0c;就会一次性生成 file1&＃xff0c;file2&＃xff0c;file3 三个文件。这比下面的写法要方便很多。

$ make file1

$ make file2

$ make file3

2.4 命令(commands)

命令(commands)表示如何更新目标文件&＃xff0c;由一行或多行的Shell命令组成。它是构建"目标"的具体指令&＃xff0c;它的运行结果通常就是生成目标文件。

每行命令之前必须有一个tab键。如果想用其他键&＃xff0c;可以用内置变量.RECIPEPREFIX声明。

.RECIPEPREFIX &＃61; >

all:

> echo Hello, world

上面代码用.RECIPEPREFIX指定&＃xff0c;大于号(>)替代tab键。所以&＃xff0c;每一行命令的起首变成了大于号&＃xff0c;而不是tab键。

需要注意的是&＃xff0c;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。

var-lost:

export foo&＃61;bar

echo "foo&＃61;[$$foo]"

上面代码执行后(make var-lost)&＃xff0c;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&＃xff0c;中间用分号分隔。

var-kept:

export foo&＃61;bar; echo "foo&＃61;[$$foo]"

另一个解决办法是在换行符前加反斜杠转义。

var-kept:

export foo&＃61;bar; \

echo "foo&＃61;[$$foo]"

最后一个方法是加上.ONESHELL:命令。

.ONESHELL:

var-kept:

export foo&＃61;bar;

echo "foo&＃61;[$$foo]"

三、Makefile文件的语法

3.1 注释

井号(#)在Makefile中表示注释。

# 这是注释

result.txt: source.txt

# 这是注释

cp source.txt result.txt # 这也是注释

3.2 回声(echoing)

正常情况下&＃xff0c;make会打印每条命令&＃xff0c;然后再执行&＃xff0c;这就叫做回声(echoing)。

test:

# 这是测试

执行上面的规则&＃xff0c;会得到下面的结果。

$ make test

# 这是测试

在命令的前面加上&＃64;&＃xff0c;就可以关闭回声。

test:

&＃64;# 这是测试

现在再执行make test&＃xff0c;就不会有任何输出。

由于在构建过程中&＃xff0c;需要了解当前在执行哪条命令&＃xff0c;所以通常只在注释和纯显示的echo命令前面加上&＃64;。

test:

&＃64;# 这是测试

&＃64;echo TODO

3.3 通配符

通配符(wildcard)用来指定一组符合条件的文件名。Makefile 的通配符与 Bash 一致&＃xff0c;主要有星号(*)、问号(&＃xff1f;)和 [...] 。比如&＃xff0c; *.o 表示所有后缀名为o的文件。

clean:

rm -f *.o

3.4 模式匹配

Make命令允许对文件名&＃xff0c;进行类似正则运算的匹配&＃xff0c;主要用到的匹配符是%。比如&＃xff0c;假定当前目录下有 f1.c 和 f2.c 两个源码文件&＃xff0c;需要将它们编译为对应的对象文件。

%.o: %.c

等同于下面的写法。

f1.o: f1.c

f2.o: f2.c

使用匹配符%&＃xff0c;可以将大量同类型的文件&＃xff0c;只用一条规则就完成构建。

3.5 变量和赋值符

Makefile 允许使用等号自定义变量。

txt &＃61; Hello World

test:

&＃64;echo $(txt)

上面代码中&＃xff0c;变量 txt 等于 Hello World。调用时&＃xff0c;变量需要放在 $( ) 之中。

调用Shell变量&＃xff0c;需要在美元符号前&＃xff0c;再加一个美元符号&＃xff0c;这是因为Make命令会对美元符号转义。

test:

&＃64;echo $$HOME

有时&＃xff0c;变量的值可能指向另一个变量。

v1 &＃61; $(v2)

上面代码中&＃xff0c;变量 v1 的值是另一个变量 v2。这时会产生一个问题&＃xff0c;v1 的值到底在定义时扩展(静态扩展)&＃xff0c;还是在运行时扩展(动态扩展)&＃xff1f;如果 v2 的值是动态的&＃xff0c;这两种扩展方式的结果可能会差异很大。

为了解决类似问题&＃xff0c;Makefile一共提供了四个赋值运算符 (&＃61;、:&＃61;、&＃xff1f;&＃61;、&＃43;&＃61;)&＃xff0c;它们的区别请看StackOverflow。

VARIABLE &＃61; value

# 在执行时扩展&＃xff0c;允许递归扩展。

VARIABLE :&＃61; value

# 在定义时扩展。

VARIABLE ?&＃61; value

# 只有在该变量为空时才设置值。

VARIABLE &＃43;&＃61; value

# 将值追加到变量的尾端。

3.6 内置变量(Implicit Variables)

Make命令提供一系列内置变量&＃xff0c;比如&＃xff0c;$(CC) 指向当前使用的编译器&＃xff0c;$(MAKE) 指向当前使用的Make工具。这主要是为了跨平台的兼容性&＃xff0c;详细的内置变量清单见手册。

output:

$(CC) -o output input.c

3.7 自动变量(Automatic Variables)

Make命令还提供一些自动变量&＃xff0c;它们的值与当前规则有关。主要有以下几个。

(1)$&＃64;

$&＃64;指代当前目标&＃xff0c;就是Make命令当前构建的那个目标。比如&＃xff0c;make foo的 $&＃64; 就指代foo。

a.txt b.txt:

touch $&＃64;

等同于下面的写法。

a.txt:

touch a.txt

b.txt:

touch b.txt

(2)$<

$<指代第一个前置条件。比如&＃xff0c;规则为 t: p1 p2&＃xff0c;那么$<就指代p1。

a.txt: b.txt c.txt

cp $<$&＃64;

等同于下面的写法。

a.txt: b.txt c.txt

cp b.txt a.txt

(3)$?

$? 指代比目标更新的所有前置条件&＃xff0c;之间以空格分隔。比如&＃xff0c;规则为 t: p1 p2&＃xff0c;其中 p2 的时间戳比 t 新&＃xff0c;$?就指代p2。

(4)$^

$^ 指代所有前置条件&＃xff0c;之间以空格分隔。比如&＃xff0c;规则为 t: p1 p2&＃xff0c;那么 $^ 就指代 p1 p2 。

(5)$*

$* 指代匹配符 % 匹配的部分&＃xff0c; 比如% 匹配 f1.txt 中的f1 &＃xff0c;$* 就表示 f1。

(6)$(&＃64;D) 和 $(&＃64;F)

$(&＃64;D) 和 $(&＃64;F) 分别指向 $&＃64; 的目录名和文件名。比如&＃xff0c;$&＃64;是 src/input.c&＃xff0c;那么$(&＃64;D) 的值为 src &＃xff0c;$(&＃64;F) 的值为 input.c。

(7)$(

$(

所有的自动变量清单&＃xff0c;请看手册。下面是自动变量的一个例子。

dest/%.txt: src/%.txt

&＃64;[ -d dest ] || mkdir dest

cp $<$&＃64;

上面代码将 src 目录下的 txt 文件&＃xff0c;拷贝到 dest 目录下。首先判断 dest 目录是否存在&＃xff0c;如果不存在就新建&＃xff0c;然后&＃xff0c;$<指代前置文件(src/%.txt)&＃xff0c; $&＃64; 指代目标文件(dest/%.txt)。

3.8 判断和循环

Makefile使用 Bash 语法&＃xff0c;完成判断和循环。

ifeq ($(CC),gcc)

libs&＃61;$(libs_for_gcc)

else

libs&＃61;$(normal_libs)

endif

上面代码判断当前编译器是否 gcc &＃xff0c;然后指定不同的库文件。

LIST &＃61; one two three

all:

for i in $(LIST); do \

echo $$i; \

done

# 等同于

all:

for i in one two three; do \

echo $i; \

done

上面代码的运行结果。

one

two

three

3.9 函数

Makefile 还可以使用函数&＃xff0c;格式如下。

$(function arguments)

# 或者

${function arguments}

Makefile提供了许多内置函数&＃xff0c;可供调用。下面是几个常用的内置函数。

(1)shell 函数

shell 函数用来执行 shell 命令

srcfiles :&＃61; $(shell echo src/{00..99}.txt)

(2)wildcard 函数

wildcard 函数用来在 Makefile 中&＃xff0c;替换 Bash 的通配符。

srcfiles :&＃61; $(wildcard src/*.txt)

(3)subst 函数

subst 函数用来文本替换&＃xff0c;格式如下。

$(subst from,to,text)

下面的例子将字符串"feet on the street"替换成"fEEt on the strEEt"。

$(subst ee,EE,feet on the street)

下面是一个稍微复杂的例子。

comma:&＃61; ,

empty:&＃61;

# space变量用两个空变量作为标识符&＃xff0c;当中是一个空格

space:&＃61; $(empty) $(empty)

foo:&＃61; a b c

bar:&＃61; $(subst $(space),$(comma),$(foo))

# bar is now &＃96;a,b,c&＃39;.

(4)patsubst函数

patsubst 函数用于模式匹配的替换&＃xff0c;格式如下。

$(patsubst pattern,replacement,text)

下面的例子将文件名"x.c.c bar.c"&＃xff0c;替换成"x.c.o bar.o"。

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)

(5)替换后缀名

替换后缀名函数的写法是&＃xff1a;变量名 &＃43; 冒号 &＃43; 后缀名替换规则。它实际上patsubst函数的一种简写形式。

min: $(OUTPUT:.js&＃61;.min.js)

上面代码的意思是&＃xff0c;将变量OUTPUT中的后缀名 .js 全部替换成 .min.js 。

四、Makefile 的实例

(1)执行多个目标

.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff

cleanall : cleanobj cleandiff

rm program

cleanobj :

rm *.o

cleandiff :

rm *.diff

上面代码可以调用不同目标&＃xff0c;删除不同后缀名的文件&＃xff0c;也可以调用一个目标(cleanall)&＃xff0c;删除所有指定类型的文件。

(2)编译C语言项目

edit : main.o kbd.o command.o display.o

cc -o edit main.o kbd.o command.o display.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

cc -c display.c

clean :

rm edit main.o kbd.o command.o display.o

.PHONY: edit clean

今天&＃xff0c;Make命令的介绍就到这里。下一篇文章我会介绍&＃xff0c;如何用 Make 来构建 Node.js 项目。

(完)