Linux 的 make 及 makefile 文件格式

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总之，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，你规定要构建哪个文件、它依赖哪些源文件，当那些文件有变动时，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，要学会如何 Make 命令，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。

<code class=" language-bash">

<target> : <prerequisites>

[tab] <commands>

</code>

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

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

每条规则就明确两件事：构建目标的前置条件是什么，以及如何构建。下面就详细讲解，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，指明 Make 命令所要构建的对象，比如上文的 a.txt 。目标可以是一个文件名，也可以是多个文件名，之间用空格分隔。

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

<code class=" language-bash">

clean:

  rm <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">\*</span><span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>o

</code>

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

<code class=" language-bash">

$ make clean

</code>

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

为了避免这种情况，可以明确声明 clean 是"伪目标"，写法如下。

<code class=" language-bash">

.PHONY: clean

clean:

    rm <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">\*</span><span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>o temp

</code>

声明 clean 是"伪目标"之后，make 就不会去检查是否存在一个叫做 clean 的文件，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，可以查看手册。

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

<code class=" language-bash">

$ make

</code>

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，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。

<code class=" language-bash">

result.txt: source.txt

cp source<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt result<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt

</code>

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

<code class=" language-bash">

source.txt:

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> <span class="token string" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(102, 153, 0);">"this is the source"</span> <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">></span> source<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt

</code>

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

<code class=" language-bash">

$ make result.txt

</code>

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

如果需要生成多个文件，往往采用下面的写法。

<code class=" language-bash">

source: file1 file2 file3

</code>

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

<code class=" language-bash">

$ make source

</code>

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

<code class=" language-bash">

$ make file1

$ make file2

$ make file3

</code>

2.4 命令（commands）

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。

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

<code class=" language-bash">

.RECIPEPREFIX = >

all:

> echo Hello, world

</code>

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

需要注意的是，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。

<code class=" language-bash">

var-lost:

export foo<span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">=</span>bar

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> <span class="token string" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(102, 153, 0);">"foo=\[$<span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$foo</span>\]"</span>

</code>

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。

<code class=" language-bash">

var-kept:

export foo<span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">=</span>bar<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">;</span> <span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> <span class="token string" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(102, 153, 0);">"foo=\[$<span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$foo</span>\]"</span>

</code>

另一个解决办法是在换行符前加反斜杠转义。

<code class=" language-bash">

var-kept:

export foo<span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">=</span>bar<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">;</span> \\

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> <span class="token string" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(102, 153, 0);">"foo=\[$<span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$foo</span>\]"</span>

</code>

最后一个方法是加上.ONESHELL:命令。

<code class=" language-bash">

.ONESHELL:

var-kept:

export foo<span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">=</span>bar<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">;</span>

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> <span class="token string" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(102, 153, 0);">"foo=\[$<span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$foo</span>\]"</span>

</code>

三、Makefile 文件的语法

3.1 注释

井号（#）在 Makefile 中表示注释。

<code class=" language-bash">

# 这是注释

result.txt: source.txt

<span class="token comment" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(112, 128, 144);"># 这是注释

cp source.txt result.txt # 这也是注释

</code>

3.2 回声（echoing）

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

<code class=" language-bash">

test:

<span class="token comment" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(112, 128, 144);"># 这是测试

</code>

执行上面的规则，会得到下面的结果。

<code class=" language-bash">

$ make test

# 这是测试

</code>

在命令的前面加上 @，就可以关闭回声。

<code class=" language-bash">

test:

@<span class="token comment" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(112, 128, 144);"># 这是测试

</code>

现在再执行make test，就不会有任何输出。

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

<code class=" language-bash">

test:

@<span class="token comment" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(112, 128, 144);"># 这是测试

@echo TODO

</code>

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，主要有星号（*）、问号（？）和 [...] 。比如， *.o 表示所有后缀名为 o 的文件。

<code class=" language-bash">

clean:

    rm <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">-</span>f <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">\*</span><span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>o

</code>

3.4 模式匹配

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

<code class=" language-bash">

%.o: %.c

</code>

等同于下面的写法。

<code class=" language-bash">

f1.o: f1.c

f2.o: f2.c

</code>

使用匹配符 %，可以将大量同类型的文件，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。

<code class=" language-bash">

txt = Hello World

test:

@<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> $<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">(</span>txt<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">)</span>

</code>

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

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

<code class=" language-bash">

test:

@<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> $<span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$HOME</span>

</code>

有时，变量的值可能指向另一个变量。

<code class=" language-bash">

v1 = $(v2)

</code>

上面代码中，变量 v1 的值是另一个变量 v2。这时会产生一个问题，v1 的值到底在定义时扩展（静态扩展），还是在运行时扩展（动态扩展）？如果 v2 的值是动态的，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，Makefile 一共提供了四个赋值运算符（=、:=、？=、+=），它们的区别请看StackOverflow。

<code class=" language-bash">

VARIABLE = value

# 在执行时扩展，允许递归扩展。

VARIABLE := value

# 在定义时扩展。

VARIABLE ?= value

# 只有在该变量为空时才设置值。

VARIABLE += value

# 将值追加到变量的尾端。

</code>

3.6 内置变量（Implicit Variables）

Make 命令提供一系列内置变量，比如， $(C C) 指向当前使用的编译器，$ (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。

<code class=" language-bash">

output:

$<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">(</span>CC<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">)</span> <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">-</span>o output input<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>c

</code>

3.7 自动变量（Automatic Variables）

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。

（1）$@

$@指代当前目标，就是 Make 命令当前构建的那个目标。比如，make foo的 $@ 就指代 foo。?

<code class=" language-bash">

a.txt b.txt:

touch <span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$@</span>

</code>

等同于下面的写法。

<code class=" language-bash">

a.txt:

touch a<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt

b.txt:

touch b<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt

</code>

（2）$<

$< 指代第一个前置条件。比如，规则为 t : p 1 p 2 ，那么$ < 就指代 p1。

<code class=" language-bash">

a.txt: b.txt c.txt

cp $<span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);"><</span> <span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$@</span>

</code>

等同于下面的写法。

<code class=" language-bash">

a.txt: b.txt c.txt

cp b<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt a<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">.</span>txt

</code>

（3）$?

$? 指代比目标更新的所有前置条件，之间以空格分隔。比如，规则为 t : p 1 p 2 ，其中 p 2 的时间戳比 t 新，$ ?就指代 p2。

（4）$^

$^{指} 代所有前置条件，之间以空格分隔。比如，规则为 t : p 1 p 2 ，那么$ ^ 就指代 p1 p2 。

（5）$*

$* 指代匹配符$ * 就表示 f1。

（6） $(@ D) 和$ (@F)

$(@ D) 和$ (@F) 分别指向 $@ 的目录名和文件名。比如，$ @是 src/input.c，那么 $(@ D) 的值为 s r c ，$ (@F) 的值为 input.c。

（7） $(< D) 和$ (<F)

$(< D) 和$ (<F) 分别指向 $< 的目录名和文件名。?

所有的自动变量清单，请看手册。下面是自动变量的一个例子。

<code class=" language-bash">

dest/%.txt: src/%.txt

@<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">\[</span> <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">-</span>d dest <span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">\]</span> <span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);">||</span> mkdir dest

cp $<span class="token operator" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(166, 127, 89);"><</span> <span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$@</span>

</code>

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

3.8 判断和循环

Makefile 使用 Bash 语法，完成判断和循环。

<code class=" language-bash">

ifeq ($(CC),gcc)

libs=$(libs_for_gcc)

else

libs=$(normal_libs)

endif

</code>

上面代码判断当前编译器是否 gcc ，然后指定不同的库文件。

<code class=" language-bash">

LIST = one two three

all:

<span class="token keyword" style="marg

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复制代码

in: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">for i in $(LIST); do \

    <span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> $<span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$i</span><span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">;</span> \\

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">done</span>

# 等同于

all:

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">for</span> i <span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">in</span> one two three<span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">;</span> <span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">do</span> \\

    <span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">echo</span> <span class="token property" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 0, 85);">$i</span><span class="token punctuation" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(153, 153, 153);">;</span> \\

<span class="token keyword" style="margin: 0px; padding: 0px; list-style-type: none; border: none; color: rgb(0, 119, 170);">done</span>

</code>

上面代码的运行结果。

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Linux 的 make 及 makefile 文件格式

2.1 概述

2.2 目标（target）

2.3 前置条件（prerequisites）

2.4 命令（commands）

3.1 注释

3.2 回声（echoing）

3.3 通配符

3.4 模式匹配

3.5 变量和赋值符

3.6 内置变量（Implicit Variables）

3.7 自动变量（Automatic Variables）

3.8 判断和循环

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