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make工具简介

在Linux C/C++的开发过程中,当源代码文件较少时,我们可以手动使用gcc或g++进行编译链接,但是当源代码文件较多且依赖变得复杂时,我们就需要一种简单好用的工具来帮助我们管理。于是,make应运而生。

make主要用来管理C/C++项目,通过Makefile书写的规则来对项目中的源代码文件进行编译,生成可执行的程序。

make流程

make执行的主要过程如下:当在shell中使用make命令时,make会寻找当前目录下的Makefile文件,根据该文件中的规则来确定依赖关系,如果一个文件所依赖的文件比这个文件要新,或者说修改时间更晚,那么make会根据Makefile中指明的命令来重新编译生成该文件。

另外,make除了自动寻找定义了编译规则的Makefile文件外,还可以手动指明定义了规则的文件。比如:

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$ make -f rule.txt  # rule.txt中为make规则

Makefile的写法

规则

Makefile由一系列的规则构成,一条规则的基本格式如下:

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目标 : 条件 
[tab] 命令

其中,需要在命令之前加一个Tab制表符,并且条件和命令都是可以省略的,但是只能省略其一,条件省略时一般做一些编译以外的其他工作,当命令省略时其实也可以对目标进行编译生成,这涉及到了Makefile中的隐式规则,这里不过多赘述,我们只讨论显式规则。

如make流程所述,当条件中的文件比目标要新时,会执行tab后的命令。

Makefile中有很多规则时,当在shell中执行make命令,默认会将第一条规则的目标作为最终生成的目标。

比如下面这个Makefile例子:

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main: main.o sub.o
gcc -o main main.o sub.o

sub.o: sub.c sub.h
gcc -c -o sub.o sub.c

main.o: main.c sub.h
gcc -c -o main.o main.c

clean:
rm sub.o main.o

.PHONY: clean

当我们在shell中执行make时,会最终生成main这个最终目标。

但是如果我们只想生成某个中间的目标也是可以的,比如只生成sub.o,只需要采用make 最终目标的形式就可以了,即make sub.o

注意到示例中省略了条件的那条规则(目标为clean的那条规则),正规上把它叫做伪目标,用来执行一些其他的任务,如本例中清除编译中生成的.o文件。当然,伪目标下的命令可以是多种多样的,比如将clean下的命令改为ls,当执行make clean时,会列出当前目录下的所有文件。但是有一点需要注意的是,如果我们的目录下已经有了一个叫做clean的文件,当我们执行make clean时,make就分不清这个clean到底是那个了,为了避免这种情况,需要用.PHONY: 伪目标1,伪目标2..的方式来显式的声明伪目标。

变量

当我们Makefile中的规则变得非常多时,为了方便,也为了可维护性,我们一般使用变量来代替某些信息。

Makefile中定义变量的格式如下,并用$(变量名)的形式来使用变量:

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变量名 <赋值符> 变量值

其中赋值符可以是=:=?=+=。它们的区别如下表:

符号 作用
= 基本的赋值
:= 使用的是当前的值。例如:y := $(x)这句中y会被赋值到这句话时x的值,而y = $(x)会被赋值为x在当前Makefile中最终的值
?= 如果变量未被赋值,那么便被赋予?=后的值
+= 变量添加+=后面的值

先前示例中便可精简如下:

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CC = gcc
LD = gcc
CFLAGS = -c
OBJS = main.o \
sub.o

main: $(OBJS)
$(LD) -o main $(OBJS)

sub.o: sub.c sub.h
$(CC) $(CFLAGS) -o sub.o sub.c

main.o: main.c sub.h
$(CC) $(CFLAGS) -o main.o main.c

clean:
rm $(OBJS)
.PHONY: clean

Tip: 有时候我们的规则可能太长,写在一行又不好看,可以使用\来进行换行。

内置变量

Makefile中还提供了一些内置变量,比如$(CC)代表默认的C编译器,$(CXX)代表默认的C++编译器。更多内置变量请参考这里

自动变量

Makefile中还提供了一些特殊的变量,不用定义且会根据所在的规则而改变,减少一些目标文件名和条件文件名的输入。以下是六个常用的自动变量:

变量名 作用
$@ 目标的文件名
$< 第一个条件的文件名
$? 时间戳在目标之后的所有条件,并以空格隔开这些条件
$^ 所有条件的文件名,并以空格隔开,且排除了重复的条件
$+ $^类似,只是没有排除重复条件
$* 目标的主文件名,不包含扩展名

根据以上自动变量,我们可以将上面的示例改成更简便的形式:

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CC = gcc
LD = gcc
CFLAGS = -c
OBJS = main.o \
sub.o

main: $(OBJS)
$(LD) -o $@ $^

sub.o: sub.c sub.h
$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $<

main.o: main.c sub.h
$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $<

clean:
rm $(OBJS)
.PHONY: clean

后记

另外,尽管make工具常常用来管理C/C++项目,但是用来管理其他项目也是可以的,比如汇编项目,Pascal项目,甚至是node.js的项目,make就是一个工具,来帮我们管理一些构建的规则,只要规则写的得当,怎么用就随你了。

最后,make虽然可以很好来管理项目了,但是还是不够方便。试想一下,当Makefile中的规则越来越多,又臭又长的时候,make就又显得很难用了,这也就是为什么cmake诞生的原因。通过编写Cmakelist,来指导cmake生成各种Makefile文件和project文件,从而减轻管理Makefile的负担。


参考: