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    分類

    Make 命令教程

    作者: 阮一峰

    日期: 2015年2月20日

    騰訊課堂 NEXT 學院

    代碼變成可執行文件,叫做編譯(compile);先編譯這個,還是先編譯那個(即編譯的安排),叫做構建(build)。

    Make是最常用的構建工具,誕生于1977年,主要用于C語言的項目。但是實際上 ,任何只要某個文件有變化,就要重新構建的項目,都可以用Make構建。

    本文介紹Make命令的用法,從簡單的講起,不需要任何基礎,只要會使用命令行,就能看懂。我的參考資料主要是Isaac Schlueter的《Makefile文件教程》《GNU Make手冊》

    (題圖:攝于博茲賈阿達島,土耳其,2013年7月)

    一、Make的概念

    Make這個詞,英語的意思是"制作"。Make命令直接用了這個意思,就是要做出某個文件。比如,要做出文件a.txt,就可以執行下面的命令。

    
    $ make a.txt
    

    但是,如果你真的輸入這條命令,它并不會起作用。因為Make命令本身并不知道,如何做出a.txt,需要有人告訴它,如何調用其他命令完成這個目標。

    比如,假設文件 a.txt 依賴于 b.txt 和 c.txt ,是后面兩個文件連接(cat命令)的產物。那么,make 需要知道下面的規則。

    
    a.txt: b.txt c.txt
        cat b.txt c.txt > a.txt
    

    也就是說,make a.txt 這條命令的背后,實際上分成兩步:第一步,確認 b.txt 和 c.txt 必須已經存在,第二步使用 cat 命令 將這個兩個文件合并,輸出為新文件。

    像這樣的規則,都寫在一個叫做Makefile的文件中,Make命令依賴這個文件進行構建。Makefile文件也可以寫為makefile, 或者用命令行參數指定為其他文件名。

    
    $ make -f rules.txt
    # 或者
    $ make --file=rules.txt
    

    上面代碼指定make命令依據rules.txt文件中的規則,進行構建。

    總之,make只是一個根據指定的Shell命令進行構建的工具。它的規則很簡單,你規定要構建哪個文件、它依賴哪些源文件,當那些文件有變動時,如何重新構建它。

    二、Makefile文件的格式

    構建規則都寫在Makefile文件里面,要學會如何Make命令,就必須學會如何編寫Makefile文件。

    2.1 概述

    Makefile文件由一系列規則(rules)構成。每條規則的形式如下。

    
    <target> : <prerequisites> 
    [tab]  <commands>
    

    上面第一行冒號前面的部分,叫做"目標"(target),冒號后面的部分叫做"前置條件"(prerequisites);第二行必須由一個tab鍵起首,后面跟著"命令"(commands)。

    "目標"是必需的,不可省略;"前置條件"和"命令"都是可選的,但是兩者之中必須至少存在一個。

    每條規則就明確兩件事:構建目標的前置條件是什么,以及如何構建。下面就詳細講解,每條規則的這三個組成部分。

    2.2 目標(target)

    一個目標(target)就構成一條規則。目標通常是文件名,指明Make命令所要構建的對象,比如上文的 a.txt 。目標可以是一個文件名,也可以是多個文件名,之間用空格分隔。

    除了文件名,目標還可以是某個操作的名字,這稱為"偽目標"(phony target)。

    
    clean:
          rm *.o
    

    上面代碼的目標是clean,它不是文件名,而是一個操作的名字,屬于"偽目標 ",作用是刪除對象文件。

    
    $ make  clean
    

    但是,如果當前目錄中,正好有一個文件叫做clean,那么這個命令不會執行。因為Make發現clean文件已經存在,就認為沒有必要重新構建了,就不會執行指定的rm命令。

    為了避免這種情況,可以明確聲明clean是"偽目標",寫法如下。

    
    .PHONY: clean
    clean:
            rm *.o temp
    

    聲明clean是"偽目標"之后,make就不會去檢查是否存在一個叫做clean的文件,而是每次運行都執行對應的命令。像.PHONY這樣的內置目標名還有不少,可以查看手冊

    如果Make命令運行時沒有指定目標,默認會執行Makefile文件的第一個目標。

    
    $ make
    

    上面代碼執行Makefile文件的第一個目標。

    2.3 前置條件(prerequisites)

    前置條件通常是一組文件名,之間用空格分隔。它指定了"目標"是否重新構建的判斷標準:只要有一個前置文件不存在,或者有過更新(前置文件的last-modification時間戳比目標的時間戳新),"目標"就需要重新構建。

    
    result.txt: source.txt
        cp source.txt result.txt
    

    上面代碼中,構建 result.txt 的前置條件是 source.txt 。如果當前目錄中,source.txt 已經存在,那么make result.txt可以正常運行,否則必須再寫一條規則,來生成 source.txt 。

    
    source.txt:
        echo "this is the source" > source.txt
    

    上面代碼中,source.txt后面沒有前置條件,就意味著它跟其他文件都無關,只要這個文件還不存在,每次調用make source.txt,它都會生成。

    
    $ make result.txt
    $ make result.txt
    

    上面命令連續執行兩次make result.txt。第一次執行會先新建 source.txt,然后再新建 result.txt。第二次執行,Make發現 source.txt 沒有變動(時間戳晚于 result.txt),就不會執行任何操作,result.txt 也不會重新生成。

    如果需要生成多個文件,往往采用下面的寫法。

    
    source: file1 file2 file3
    

    上面代碼中,source 是一個偽目標,只有三個前置文件,沒有任何對應的命令。

    
    $ make source
    

    執行make source命令后,就會一次性生成 file1,file2,file3 三個文件。這比下面的寫法要方便很多。

    
    $ make file1
    $ make file2
    $ make file3
    

    2.4 命令(commands)

    命令(commands)表示如何更新目標文件,由一行或多行的Shell命令組成。它是構建"目標"的具體指令,它的運行結果通常就是生成目標文件。

    每行命令之前必須有一個tab鍵。如果想用其他鍵,可以用內置變量.RECIPEPREFIX聲明。

    
    .RECIPEPREFIX = >
    all:
    > echo Hello, world
    

    上面代碼用.RECIPEPREFIX指定,大于號(>)替代tab鍵。所以,每一行命令的起首變成了大于號,而不是tab鍵。

    需要注意的是,每行命令在一個單獨的shell中執行。這些Shell之間沒有繼承關系。

    
    var-lost:
        export foo=bar
        echo "foo=[$$foo]"
    

    上面代碼執行后(make var-lost),取不到foo的值。因為兩行命令在兩個不同的進程執行。一個解決辦法是將兩行命令寫在一行,中間用分號分隔。

    
    var-kept:
        export foo=bar; echo "foo=[$$foo]"
    

    另一個解決辦法是在換行符前加反斜杠轉義。

    
    var-kept:
        export foo=bar; \
        echo "foo=[$$foo]"
    

    最后一個方法是加上.ONESHELL:命令。

    
    .ONESHELL:
    var-kept:
        export foo=bar; 
        echo "foo=[$$foo]"
    

    三、Makefile文件的語法

    3.1 注釋

    井號(#)在Makefile中表示注釋。

    
    # 這是注釋
    result.txt: source.txt
        # 這是注釋
        cp source.txt result.txt # 這也是注釋
    

    3.2 回聲(echoing)

    正常情況下,make會打印每條命令,然后再執行,這就叫做回聲(echoing)。

    
    test:
        # 這是測試
    

    執行上面的規則,會得到下面的結果。

    
    $ make test
    # 這是測試
    

    在命令的前面加上@,就可以關閉回聲。

    
    test:
        @# 這是測試
    

    現在再執行make test,就不會有任何輸出。

    由于在構建過程中,需要了解當前在執行哪條命令,所以通常只在注釋和純顯示的echo命令前面加上@。

    
    test:
        @# 這是測試
        @echo TODO
    

    3.3 通配符

    通配符(wildcard)用來指定一組符合條件的文件名。Makefile 的通配符與 Bash 一致,主要有星號(*)、問號(?)和 [...] 。比如, *.o 表示所有后綴名為o的文件。

    
    clean:
            rm -f *.o
    

    3.4 模式匹配

    Make命令允許對文件名,進行類似正則運算的匹配,主要用到的匹配符是%。比如,假定當前目錄下有 f1.c 和 f2.c 兩個源碼文件,需要將它們編譯為對應的對象文件。

    
    %.o: %.c
    

    等同于下面的寫法。

    
    f1.o: f1.c
    f2.o: f2.c
    

    使用匹配符%,可以將大量同類型的文件,只用一條規則就完成構建。

    3.5 變量和賦值符

    Makefile 允許使用等號自定義變量。

    
    txt = Hello World
    test:
        @echo $(txt)
    

    上面代碼中,變量 txt 等于 Hello World。調用時,變量需要放在 $( ) 之中。

    調用Shell變量,需要在美元符號前,再加一個美元符號,這是因為Make命令會對美元符號轉義。

    
    test:
        @echo $$HOME
    

    有時,變量的值可能指向另一個變量。

    
    v1 = $(v2)
    

    上面代碼中,變量 v1 的值是另一個變量 v2。這時會產生一個問題,v1 的值到底在定義時擴展(靜態擴展),還是在運行時擴展(動態擴展)?如果 v2 的值是動態的,這兩種擴展方式的結果可能會差異很大。

    為了解決類似問題,Makefile一共提供了四個賦值運算符 (=、:=、?=、+=),它們的區別請看StackOverflow

    
    VARIABLE = value
    # 在執行時擴展,允許遞歸擴展。
    
    VARIABLE := value
    # 在定義時擴展。
    
    VARIABLE ?= value
    # 只有在該變量為空時才設置值。
    
    VARIABLE += value
    # 將值追加到變量的尾端。
    
    

    3.6 內置變量(Implicit Variables)

    Make命令提供一系列內置變量,比如,$(CC) 指向當前使用的編譯器,$(MAKE) 指向當前使用的Make工具。這主要是為了跨平臺的兼容性,詳細的內置變量清單見手冊

    
    output:
        $(CC) -o output input.c
    

    3.7 自動變量(Automatic Variables)

    Make命令還提供一些自動變量,它們的值與當前規則有關。主要有以下幾個。

    (1)$@

    $@指代當前目標,就是Make命令當前構建的那個目標。比如,make foo的 $@ 就指代foo。

    
    a.txt b.txt: 
        touch $@
    

    等同于下面的寫法。

    
    a.txt:
        touch a.txt
    b.txt:
        touch b.txt
    

    (2)$<

    $< 指代第一個前置條件。比如,規則為 t: p1 p2,那么$< 就指代p1。

    
    a.txt: b.txt c.txt
        cp $< $@ 
    

    等同于下面的寫法。

    
    a.txt: b.txt c.txt
        cp b.txt a.txt 
    

    (3)$?

    $? 指代比目標更新的所有前置條件,之間以空格分隔。比如,規則為 t: p1 p2,其中 p2 的時間戳比 t 新,$?就指代p2。

    (4)$^

    $^ 指代所有前置條件,之間以空格分隔。比如,規則為 t: p1 p2,那么 $^ 就指代 p1 p2 。

    (5)$*

    $* 指代匹配符 % 匹配的部分, 比如% 匹配 f1.txt 中的f1 ,$* 就表示 f1。

    (6)$(@D) 和 $(@F)

    $(@D) 和 $(@F) 分別指向 $@ 的目錄名和文件名。比如,$@是 src/input.c,那么$(@D) 的值為 src ,$(@F) 的值為 input.c。

    (7)$(<D) 和 $(<F)

    $(<D) 和 $(<F) 分別指向 $< 的目錄名和文件名。

    所有的自動變量清單,請看手冊。下面是自動變量的一個例子。

    
    dest/%.txt: src/%.txt
        @[ -d dest ] || mkdir dest
        cp $< $@
    

    上面代碼將 src 目錄下的 txt 文件,拷貝到 dest 目錄下。首先判斷 dest 目錄是否存在,如果不存在就新建,然后,$< 指代前置文件(src/%.txt), $@ 指代目標文件(dest/%.txt)。

    3.8 判斷和循環

    Makefile使用 Bash 語法,完成判斷和循環。

    
    ifeq ($(CC),gcc)
      libs=$(libs_for_gcc)
    else
      libs=$(normal_libs)
    endif
    

    上面代碼判斷當前編譯器是否 gcc ,然后指定不同的庫文件。

    
    LIST = 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
    
    

    上面代碼的運行結果。

    
    one
    two
    three
    

    3.9 函數

    Makefile 還可以使用函數,格式如下。

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

    Makefile提供了許多內置函數,可供調用。下面是幾個常用的內置函數。

    (1)shell 函數

    shell 函數用來執行 shell 命令

    
    srcfiles := $(shell echo src/{00..99}.txt)
    

    (2)wildcard 函數

    wildcard 函數用來在 Makefile 中,替換 Bash 的通配符。

    
    srcfiles := $(wildcard src/*.txt)
    

    (3)subst 函數

    subst 函數用來文本替換,格式如下。

    
    $(subst from,to,text)
    

    下面的例子將字符串"feet on the street"替換成"fEEt on the strEEt"。

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

    下面是一個稍微復雜的例子。

    
    comma:= ,
    empty:=
    # space變量用兩個空變量作為標識符,當中是一個空格
    space:= $(empty) $(empty)
    foo:= a b c
    bar:= $(subst $(space),$(comma),$(foo))
    # bar is now `a,b,c'.
    

    (4)patsubst函數

    patsubst 函數用于模式匹配的替換,格式如下。

    
    $(patsubst pattern,replacement,text)
    

    下面的例子將文件名"x.c.c bar.c",替換成"x.c.o bar.o"。

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

    (5)替換后綴名

    替換后綴名函數的寫法是:變量名 + 冒號 + 后綴名替換規則。它實際上patsubst函數的一種簡寫形式。

    
    min: $(OUTPUT:.js=.min.js)
    

    上面代碼的意思是,將變量OUTPUT中的后綴名 .js 全部替換成 .min.js 。

    四、Makefile 的實例

    (1)執行多個目標

    
    .PHONY: cleanall cleanobj cleandiff
    
    cleanall : cleanobj cleandiff
            rm program
    
    cleanobj :
            rm *.o
    
    cleandiff :
            rm *.diff
    

    上面代碼可以調用不同目標,刪除不同后綴名的文件,也可以調用一個目標(cleanall),刪除所有指定類型的文件。

    (2)編譯C語言項目

    
    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,Make命令的介紹就到這里。下一篇文章我會介紹,如何用 Make 來構建 Node.js 項目

    (完)

    留言(33條)

    新年快樂~~

    羊年快樂

    用了這么久總算明白原理了

    關于模式匹配有個誤解區,%.o:%.c并不是直接去匹配文件目錄里的文件,而是匹配上下文的東西:
    %.o:%.c
    gcc main.c -o main.o

    main.o:main.c

    當我們make的時候 會執行 gcc main.c -o main.o

    前排留名, 慢慢看.

    贊,學習了~

    阮老師的文章類型越來越豐富了,學習了。新年快樂!

    提供了很多學習內容,都非常不錯,我會常來學習的。謝謝

    阮老師,我想做一個博客,要做到您的網站這種效果需要什么技術呢

    all:
    for i in one two three; do \
    echo $i; \
    done

    這里echo后面是不是少了一個$符號

    寫得太好了!

    內容對我很有幫助,謝謝阮老師。

    太棒了太棒了太棒了太棒了

    dest/%.txt: src/%.txt
    @[ -d dest ] || mkdir dest
    cp $


    我執行的時候報錯啊,什么原因呢,阮老師
    make: *** No targets. Stop.

    超級有用,灰常感謝!

    "前置條件"和"命令"都是可選的,但是兩者之中必須至少存在一個。 這句話應該有誤,經測試,只有目標沒有前置條件和命令也是可以的。

    非常有用,受益菲淺

    2.3節中有如下的內容(下一行雙引號里是網頁的原文)
    "Make發現 source.txt 沒有變動(時間戳晚于 result.txt)"

    但是我覺得其實應該是 "(時間戳早于 result.txt)"

    如有錯誤, 敬請指正.

    引用JQ的發言:

    dest/%.txt: src/%.txt
    @[ -d dest ] || mkdir dest
    cp $


    我執行的時候報錯啊,什么原因呢,阮老師
    make: *** No targets.Stop.

    這個例子的解釋是不對的,并不是把src/下的所有文件拷貝到dest/下,而是只拷貝指定的文件,因此需要加上需要拷貝的文件名,例如:

    all: dest/a.txt

    同時還要確保src/下面有a.txt,否則也會報錯。

    博主你好,我試過下面的makefile,但是報錯:

    .RECIPEPREFIX = >
    all:
    > echo Hello, world

    報錯如下:
    makefile:3: *** missing separator. Stop.

    請問下這是怎么回事?

    真棒!

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

    這里第二行有個 edit 是什么意思呢?

    除了實例部分,其它部分寫得挺好的。謝謝。

    引用陳青松的發言:

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

    這里第二行有個 edit 是什么意思呢?

    這個edit是編譯器cc的參數,用cc生成文件名為edit的文件

    all:
    for i in one two three; do \
    echo $i; \
    done

    那個 $i應該是$$i

    嗯,感覺思路好清晰。多謝多謝。看的明白許多。

    經典,思路清晰,多謝,多謝,還是要多敲代碼,這樣能明白很多。

    多謝阮老師,對比起枯燥的官方文檔,能有通俗易懂的文字帶新手了解是非常好的,希望老師不要因為博客被攻擊的是而淡出,加油!

    阮老師加油,不能讓壞人得逞,在阮老師這里學到了很多有用的知識,很感謝。

    The .RECIPEPREFIX is only supported since 3.82

    > 第二次執行,Make發現 source.txt 沒有變動(時間戳晚于 result.txt)

    應該是 “時間戳早于 result.txt”。因為是先有的 source.txt,再有的 result.txt。如果 source.txt 的時間戳晚于 result.txt,這才說明 source.txt 有改動吧~

    我到目前為止看到的最好的講解Makefile的教學

    我要發表看法

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