对于 Linux 跟 Unix 系统而言，make 是一个极其重要的编译命令，我们在开发项目或者安装应用软件时，经常要用到 make 或 make install，对于一个包含几十、几百甚至成千上万个源文件的项目，如果每次都要键入 gcc 或 g++ 等命令来进行编译的话，那对于程序员简直就是一场噩梦，而使用 make 和 makefile 工具便可以简洁明了地理顺各个源文件之间纷繁复杂的相互关系，将大型项目分解成多个更易于管理的模块，自动完成编译工作，并且可以只对程序员上次编译后修改过的部分进行编译。

因此，有效的利用 make 和 makefile 工具可以大大提高程序开发的效率。同时也极大地减轻了 Linux 下应用程序安装的难度。接下来，就让我们来详细了解一下 make 及其描述文件 makefile。

一、make

1、程序的诞生

无论是 C语言 还是 C++，我们通常首先将源文件编译成中间代码，在 Windows 下是“.obj”文件，在 Linux 或 Unix 下是“.o”文件，即目标文件(Object File)，这个过程叫作编译(Compile)；然后再把生成的目标文件合成可执行文件，这个过程叫作链接(Link)。

编译时，编译器负责检查语法、函数与变量的声明正确与否，只要检测过关，就将生成目标文件，一般而言，每个源文件都对应一个目标文件。

链接时，编译器负责链接函数和全局变量，编译器并不关心函数所在的源文件，只关心目标文件，有时候因为源文件太多，编译时生成的目标文件很多，导致在链接时需要指定一大堆的目标文件，显然很不方便，这时候我们可以将目标文件打包成一个库文件，Windows 下这种库文件也就是“.lib”文件，Linux 下是“.a”或“.so”文件。

总之，编译时，我们通常先将源文件编译成目标文件，再对目标文件进行链接操作，程序便诞生了。

2、make 的工作原理

make 工具最基本的功能是调用 Makefile 文件，通过 Makefile 文件来描述程编译的整个过程，不必每次敲 gcc 或 g++ 等命令来完成编译工作。当然，Makefile 文件需要按照一定的语法进行编写，说明如何编译各个源文件并链接生成可执行文件，以及各个文件之间的依赖关系。

如下图所示，演示了一个简单的 make 命令编译过程：

trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add.c main.c Makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ cat Makefile
#This is a example for describing makefile
add:main.o add.o
gcc -o add main.o add.o
main.o:main.c
gcc -c main.c
add.o:add.c
gcc -c add.c

clean:
rm main.o add.o add
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ make
gcc -c main.c
gcc -c add.c
gcc -o add main.o add.o
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add add.c add.o main.c main.o Makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ./add 12 17
12 + 17 = 29
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ make clean
rm main.o add.o add
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add.c main.c Makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$

上图中，当前目录下有一个名为 Makefile 的文件，其内容如下：

#This is a example for describing makefile
add:main.o add.o
gcc -o add main.o add.o
main.o:main.c
gcc -c main.c
add.o:add.c
gcc -c add.c

clean:
rm main.o add.o add

在这个 Makefile 文件中，第一行第一个字符为 #，这是一个注释行；第二行指定可执行文件 add 依赖目标文件 main.o、add.o；第三行表述了第二行的具体依赖关系，即执行命令“gcc -o add main.o add.o”，将目标文件链接成为可执行文件；第四行指定目标文件 main.o 依赖源文件 main.c；第五行表述第四行的具体依赖关系，即执行命令“gcc -c main.c”，将源文件 main.c 编译成目标文件 main.o；第六行指定目标文件 add.o 依赖源文件 add.c；第七行表述第六行的具体依赖关系，即执行命令“gcc -c add.c”，将源文件 add.c 编译成目标文件 add.o。

在当前目录下输入 make 命令，系统将自动完成如下操作。

(1) make 工具在当前目录下依次寻找名为 GNUmakefile、makefile 或 Makefile 的文件，找到一个则停止查找；
(2) 如果找到，它会查找文件中的第一个目标，如上面例子中的 add，并将这个文件作为最后一步生成的目标；
(3) 如果 add 文件不存在，或是 add 所依赖的后面的“.o”文件的修改时间比 add 文件晚，那么系统就会执行后面所定义的命令来生成这个 add 文件；
(4) 如果 add 所依赖的“.o”文件也不存在，那么 make 工具就会在当前文件中查找目标为“.o”文件依赖性，如果找到则根据相应的规则生成“.o”文件；
(5) 如果 makefile 文件中列出的源文件都存在，make 工具就会先生成“.o”文件，然后再用“.o”文件链接成可执行文件，否则将提示“找不到目标”错误。

make 会一层一层地去解析文件的依赖关系，一步步地编译出各个目标，直到最终编译出第一个目标文件。在解析的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件没有找到，make 工具就会直接退出并报错。而对于每条依赖后面所定义的命令的错误，make 工具不会检查。

通常，makefile 文件中还定义有 clean 目标，这是一个伪目标，可用来清除编译过程中生成的中间文件，例如清除上例中的内容：

clean :
rm main.o add.o add

在上述 makefile 文件中，clean 没有被第一个目标 add 直接或间接依赖，那么它后面所定义的命令就不会被自动执行。不过，可以在 make 命令后跟 clean 目标作为参数来执行其后所定义的命令，即执行“make clean”命令，用于清除所有 make 过程中生成的目标，以便重新编译。

3、make 的语法及参数选项

make 命令主要有标志、宏定义和目标名三个可选参数。其标准形式为：

make [标志] [宏定义] [目标名]

主要标志选项及其含义如下表所示。

-f FILE：读取 FILE 文件作为一个 makefile.。
-i：忽略命令执行返回的出错信息。
-s：沉默模式，在执行之前不输出相应的命令行信息。
-r：禁用内置隐含规则。
-n：非执行模式，输出所有执行命令，但并不执行。
-t：使用 touch 命令创建目标而不是根据依赖后面定义的命令来生成目标。
-q：根据目标文件是否已经更新返回 0 或非 0 的状态信息。
-p：输出所有宏定义和目标文件描述。
-d：Debug模式，输出有关文件和检测时间的详细信息。
-C dir：在所有操作前切换到 dir 目录。
-I dir：包含其他 makefile 文件时，利用该选项指定搜索目录。
-h：打印帮助信息。
-w：在处理 makefile 之前和之后，都显示 makefile 所在目录。

宏定义选项主要用于为 makefile 中已经定义的宏变量赋值，比如在下面这个 makfile 文件中，宏变量 CC 未定义。

#This is a example for describing makefilie
CC=

add:main.o add.o
$(CC) -o add main.o add.o
main.o:main.c
$(CC) -c main.c
add.o:add.c
$(CC) -c add.c

clean:
rm main.o add.o add

执行 make 命令时，我们可以通过参数为 makefile 文件内的宏变量 CC 赋值，通过宏变量 CC 来指定不同的编译器来编译源文件，如下图所示。

trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add.c GNUmakefile main.c makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ make CC=gcc
gcc -c main.c
gcc -c add.c
gcc -o add main.o add.o
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add add.c add.o GNUmakefile main.c main.o makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ./add 55 66
55 + 66 = 121
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ make clean
rm main.o add.o add
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add.c GNUmakefile main.c makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ make CC=g++
g++ -c main.c
g++ -c add.c
g++ -o add main.o add.o
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
add add.c add.o GNUmakefile main.c main.o makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ./add 77 88
77 + 88 = 165
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$

更严格的写法应该为宏定义选项将上双引号，即“CC=gcc”，尤其是在宏定义的右值有空格时。

目标名选项用来指定 make 命令要编译或执行的目标，并且允许同时指定多个目标，如上例中的“make clean”。操作时按照从左到右的顺序依次编译或执行各个目标。如果不指定目标名选项，则系统默认指向 makefile 文件中的第一个目标，如上例中的 add。

二、makfile

1、剖析 makefile

Makefile 是 make 命令依赖并读取的配置文件，它描述了编译整个项目的详细规则，为了让 make 命令得以识别，makefile 文件遵循一定的格式，它通常包含如下内容：

需要由 make 命令创建的目标对象(targets)，通常是目标文件或者可执行文件；
要创建的目标对象所依赖的文件(dependent_files)；
创建每个目标对象时需要运行的命令(command)。

它的格式为：

targets …:dependent_files …
(tab)command
…

例如，有两个文件分别为 hello.c 和 hello.h，创建的目标体为 hello.o，执行的命令为 gcc 编译指令“gcc –c hello.c”，那么对应的 Makefile 就可以写为：

#This is a example for describing makefile
hello.o: hello.c hello.h //要创建的目标对象所偏依赖的文件
gcc -c hello.c -o hello.o //创建目标对象要运行的命令

注意，在 Makefile 中的每个 command 前必须有制表符 tab，否则在运行 make 命令时会出错。在 Makefile 文件所在目录执行 make 命令，使用 make 命令的格式为：make target，这样 make 命令就会自动解析 Makefile 文件并搜寻指定 target 后面的依赖文件 dependent_files，当且仅当依赖文件都存在时才执行后面的 command 语句，否则需要先生成依赖文件方可。如下图所示。

trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
hello.c hello.h Makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ cat Makefile
#This is a example for describing makefile
hello.o: hello.c hello.h
gcc -c hello.c -o hello.o
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ make hello.o
gcc -c hello.c -o hello.o
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$ ls
hello.c hello.h hello.o Makefile
trevor@trevor-PC:~/linux/linux100$

可以看到，make 命令执行了 Makefile 文件中目标对象 hello.o 对应的命令语句，并生成了目标对象 hello.o。

2、说说makefile的文件名

默认情况下，make 命令会在当前目录下按顺序寻找文件名为 GNUMakefile、makefile、Makefile 的文件，倘若找到一个则停止往后继续寻找，如果都未找到，则提示类似于“没有指明目标并且找不到 makefile”的错误。在这个三个文件名中，最好是用 Makefile 这个文件名，因为这个名字首字母大写比较醒目，最好不要使用 GNUMakefile 作为文件名，因为它只被 GNU 的 make 识别，还有一些 make 只对首字母小写的 makefile 文件敏感，但是通常来说，大多数的 make 都支持 Maklefile 跟 makefile 这两个默认文件名。

我们也可以使用别的名字来命名 makefile 文件，比如“make.mips”、“make.arm”、“make.android”等，为了让 make 命令可以识别这些特殊的文件名，在执行 make 命令时需要加上“-f”参数，如：make -f make.mips。

3、makefile的包含

跟 C/C++ 的“#include”一样，makefile 文件可以使用 include 关键字将其他 makefile 包含进来，被包含的文件内容会原封不动地加载到当前 makefile 文件的包含位置。include 关键词前面可以有一些空格字符，但是绝对不能以制表符 tab 键，因为制表符在 makefile 文件内通常用来标识一个命令的开始。include 关键词后面指定要包含的文件名、路径或者变量，它们之间用一个或者多个空格隔开，举例来说，倘若你有几个 makefile：a.make、b.make、c.make，还有一个 makefile 相关文件(定义一些宏变量或者宏变量的文件) make.rules，以及一个变量 $(include_dir)，那么下面语句：

include_dir:=/usr/include
include *.make $(include_dir)make.rules

等价于：

include a.make b.make c.make /usr/include/make.rules

make 命令执行时，先将 include 关键字后面指定的相关文件内容加载进来并安置在当前位置，如果文件未指定绝对路径，make 命令将先在当前目录寻找，倘若未找到，make 命令一般还会去下面几个目录寻找：

(1) 如果执行 make 命令时使用“-I”参数指定了某个目录，make 命令会去该目下寻找相关文件；
(2) 如果 /usr/local/bin 或 /usr/include 目录存在，make 命令将去该目录下寻找相关文件。

make 命令如果未找到 include 关键字指定的某个文件，将警告“没有那个文件或目录”等错误而停止运行，如果想让 make 命令不去理会这些相关文件是否存在而继续执行，可以在 include 前面加上一个减号“-”，它表示无论 include 加载过程中出现的错误都被忽略。

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