[系统运维]GNU make文档个人解读（详略得当）

翻看到最前面的一篇文章：比手写makefile好用一万倍CMake！，CMake无疑是一个很好的自动编译链接工具，但是从某种程度上来说，用了别人封装好的东西，就会失去很多主动性，被束缚住了，因此，对于原装的make的了解，是必要的，我一直坚信，懂底层方为上。

如果在Windows环境下，如果你追求快速开发，可以跳过这篇文章，VS的内置编译环境和CMAKE和QMAKE诸如此类的应用封装的确实完整，我个人是不喜欢VS的，每次有问题看其源代码总是感觉怪怪的，可能它是P.J.Plauger版本？我也不懂，在QT下开发的话qmake和cmake已经很完善了，几乎不用拓展什么了。

本篇文章尽量在一个星期内更完，以GNU make英文文档为参考，我尽量做到详略得当。

有关于GNU的可参考GPL协议和GNU系统

引用比尔盖茨在2004年的一句话

“个人计算机是人类迄今为止创造的最强大工具，我认为这种说法并无偏颇”。摘自《计算机体系结构-量化研究方法》

慢慢更新哈~

写Makefile

包含其他Makefile文件

include告诉make暂停读取当前Makefile文件，而去读取其他Makefile文件。

include filename...

include的一种使用场景就是当有几个Makefile各自处理它们的程序时，需要使用一个相同的变量定义或者模块规则。

# my.mk
CF=lh

# Makefile
include my.mk

foo:
ifdef CF
	echo "yes"
else
	echo "no"
endif
# output yes

另一种使用场景是当想从源文件自从生成条件时。在Makefile中，依赖关系可能依赖一大堆文件，比如main.o依赖于main.c和defs.h，而在代码中我们可能这么写main.o:main.c，即.c改变时.o会被重新编译，但.h不会影响.o，所以需要建立.o和.h的依赖，一般编译器在编译代码时会自动寻找，即加上-M或者-MM参数

cc -MM main.c                                                                                                                          [0]
main.o: main.c

所以一般我们这么做

sources = foo.c bar.c

include $(sources:.c=.d)

如下示例

cc -MMD main.c
cat main.d                                                                                                                             [0]
main.o: main.c def.h

当读取文件有错误的时候，可以使用-include不理那些错误

如何阅读一个Makefile文件

写规则

两种写法

# 第一种写法
targets : prerequisites
        recipe
        …
# 第二种写法
targets : prerequisites ; recipe
        recipe
        …

特殊目标

示例

# 由于 gao 是一个前提条件，但是 makefile中没有一个名字为 gao的目的。所以符合 .DEFAULT 目的的执行条件
all:gao
    @echo "final"

.DEFAULT:
	@echo "In default"

如何使用变量

变量定义方式

immediate = deferred  # 基本的赋值
immediate ?= deferred  # 如果没有被赋值过就赋予等号后面的值
immediate := immediate  # 覆盖之前的值
immediate ::= immediate  # 等于:=
immediate += deferred or immediate  # 添加等号后面的值
immediate != immediate  # 查看赋值的数是否不等

=和:=的区别：make一般会将整个makefile展开后，再决定变量的值，变量的值将会是整个makefile中最后被指定的值，这个是’=‘，而’':="表示变量的值决定于它在makefile中的位置，而不是整个makefile展开后的最终值。

其中的?=等于

ifeq($(origin FOO), undefined)
	FOO=bar
endif

变量引用的高级功能

替换引用用您指定的更改替换变量的值

foo := a.o b.o l.a c.o
# 让.o的后缀结尾的都修改为.c后缀结尾的
bar := $(foo:.o=.c)  # bar=a.c b.c l.a c.c

计算变量名

重载一个变量

override var=value

未定义变量：如果要清除变量，将其值设置为空通常就足够了，但在origin中对于空和undefine 还是有区别的。

undefine foo
undefine bar

模板匹配变量值

此处要谈论的是%符号

特殊变量

MAKEFILE_LIST：包含每一个被make解析的Makefile文件名

name1:=$(lastword $(MAKEFILE_LIST))

all:
	echo $(name1)
# output
# echo Makefile
# Makefile

.DEFAULT_GOAL：如果没有定义target将使用默认的目标

ifeq ($(.DEFAULT_GOAL),)
$(warning no default goal is set)
endif

.PHONY: main
main:;@echo $@

$(warning default goal is $(.DEFAULT_GOAL))
# output
# Makefile:2: no default goal is set
# Makefile:8: default goal is main
# main

Makefile的条件部分

控制语句

ifeq...else...endif

如下例子

lib=
foo:
ifeq ($(origin $(lib)), undefined)
	echo "yes" 
else
	echo "no"
endif
# output 
# echo yes
# yes

条件定义

ifdef var
else
endif

常见函数

函数这部分我不想写大量的篇幅去写，函数这部分可以说是一个API，是功能性的，是要大家通过不断的实践去摸索的，要用什么，怎么用，什么时候用，都要不断的实践。

函数语法

$(function arguments)
# or
${function arguments}

字符串替换函数

# 对文本文本执行文本替换：每次出现的 from 都替换为 to
$(subst from,to,text)

# 在文本中查找与模式匹配的空格分隔的单词并将它们替换为替换，同$(var:suffix=replacement)
$(patsubst pattern,replacement,text)

# 从字符串中删除前导和尾随空格，并用单个空格替换一个或多个空格字符的每个内部序列
$(strip string)

# 寻找某个值，如果存在，返回它，如果不存在，返回空
$(findstring find,in)

# 返回文本中匹配任何模式单词的所有空格分隔的单词，删除任何不匹配的单词
$(filter pattern…,text)

# 返回文本中所有不匹配任何模式单词的空格分隔单词，删除匹配一个或多个单词
$(filter-out pattern…,text)

# 按词汇顺序对列表中的单词进行排序，去除重复的单词
$(sort list)

# 返回文本的第 n 个单词。
$(word n,text)

# 返回文本中以单词 s 开头并以单词 e（包括）结尾的单词列表。
$(wordlist s,e,text)

# 返回文本中的单词数
$(words text)

# 返回参数名称的第一个参数
$(firstword names…)

# 返回参数名称的最后一个参数
$(lastword names…)

文件名相关函数

# 提取名称中每个文件名的目录部分
$(dir names…)

# 提取名称中每个文件名的目录部分以外的所有内容。
$(notdir names…)

# 提取names中每个文件名的后缀
$(suffix names…)

# 提取名称中每个文件名的后缀以外的所有内容。
$(basename names…)

# 给文件名加上一个后缀
$(addsuffix suffix,names…)

# 给文件名后缀加上一个前缀
$(addprefix prefix,names…)

# 逐字连接两个参数：连接的两个第一个词（每个参数一个）形成结果的第一个词，两个第二个词形成结果的第二个词，依此类推
$(join list1,list2)

# 通配符的结果是以空格分隔的与模式匹配的现有文件的名称列表
$(wildcard pattern)

# 对于名称中的每个文件名，返回一个不包含任何文件的绝对名称
$(abspath names…)

# 对于名称中的每个文件名，返回规范的绝对名称。
$(realpath names…)

条件控制相关函数

$(if condition,then-part[,else-part])

$(or condition1[,condition2[,condition3…]])

$(and condition1[,condition2[,condition3…]])

循环相关函数

$(foreach var,list,text)

示例如下

dirs := a b c d

# 遍历dirs，取出每个元素dir并获取每个目录下的文件名
files := $(foreach dir,$(dirs),$(wildcard $(dir)/*))

文件相关函数

file 函数允许makefile 写入或读取文件。有两种写方式：覆盖写（override）和添加写（append），默认情况下当文件不存在时会自动创建。

$(file op filename[,text])

调用相关函数

$(call variable,param,param,…)

这里的函数的一个模拟的概念，如下一个函数和使用

reverse = $(2) $(1)  # 类似于反转函数

foo = $(call reverse,a,b) # 调用反转函数

其他函数

origin ：不修改变量的值，只是查看变量的信息

$(origin variable)

• undefined：未定义变量
• default：默认变量
• environment：环境变量
• environment override：环境重载变量
• file：这个变量被定义在Makefile文件内部
• override：这个变量在一个Makefile被重载
• automatic：自动定义变量

flavor ：类似于origin 函数，

$(flavor variable)

• undefined：未定义变量
• recursive：递归扩展变量
• simple：简单扩展变量

管理make行为函数

# 发出error警告
$(error text…)

# 发出warning警告
$(warning text…)

# 打印相关信息
$(info text…)

脚本函数

$(shell str...)

隐式规则

自动生成变量

make常见错误

make中产生致命错误的一般前面会有***

实践例子

例1：使用通配符编译所有的.c文件为.o文件和可执行文件

f=$(wildcard *.c)
fo=$(f:.c=.o)
fp=$(fo:.o=)

all: $(fo) $(fp)

%.o: %.c
	${CC} -c $^ -o $@ 
%: %.o
	${CC} $^ -o _$@

例2：从.d、.c、.h、.o生成顺序来生成目标文件

f=$(wildcard *.c)  # .o文件
fo=$(f:.c=.o)  # .o文件
.PHONY: all
all: $(fo)

%.o: %.c
	gcc -c -g -Wall $< -o $@ -MD -MF $*.d -MP
	
.PHONY: clean
clean:
	rm -f *.d *.o *.out

注意此时的.d文件使用位置是在gcc中的，也可以放在依赖文件中，但是考虑到编译位置，所以最好还是使用$*.d

参数说明：

• -M：生成文件的依赖关系，同时也把一些标准库的头文件包含了进来，在GNU下是-MM
• -MG：要求把缺失的头文件按存在对待，并且假定他们和源文件在同一目录下，必须和 ‘-M’ 选项一起用。
• -MF：当使用了 “-M” 或者 “-MM” 选项时，则把依赖关系写入名为 “File” 的文件中。若同时也使用了 “-MD” 或 “-MMD”，“-MF” 将覆写输出的依赖文件的名称
• -MD：等同于 -M -MF File，但是默认关闭了 -E 选项
• -MP：生成的依赖文件里面，依赖规则中的所有 .h 依赖项都会在该文件中生成一个伪目标，其不依赖任何其他依赖项。
• -MMD：类似于 “-MD”，但是输出的依赖文件中，不包含标准头文件

-E选项是GCC的生成预处理文件的选项。

当然，如果需要每个.o文件都生成一个可执行文件

ff=$(f:.c=)
.PHONY: all
all: $(fo) $(ff)

%:%.o
	gcc $^ -o _$@

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