[从零开始学Makefile]Makefile书写规则

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一、规则举例

看到这个例子，各位应该不是很陌生了，前面也已说过， foo.o 是我们的目标， foo.c 和 defs.h 是目标所依赖的源文件，而只有一个命令 cc -c -g foo.c （以Tab键开头）。这个规则告诉我们两件事：

文件的依赖关系， foo.o 依赖于 foo.c 和 defs.h 的文件，如果 foo.c 和 defs.h 的文件日期要比 foo.o 文件日期要新，或是 foo.o 不存在，那么依赖关系发生。

生成或更新 foo.o 文件，就是那个cc命令。它说明了如何生成 foo.o 这个文件。（当然，foo.c文件include了defs.h文件）

从整个实验就可以看出，文件依赖的规则。我只修改了hello.c的内容，在编译出helloworld的时候，只有hello.o被重新编译了，而world.o没有更改。

二、规则的语法

或者这样：

targets是文件名，以空格分开，可以使用通配符。一般来说，我们的目标基本上是一个文件，但也有可能是多个文件。

command是命令行，如果其不与“target:prerequisites”在一行，那么，必须以 Tab 键开头，如果和prerequisites在一行，那么可以用分号做为分隔。（见上）

prerequisites也就是目标所依赖的文件（或依赖目标）。如果其中的某个文件要比目标文件要新，那么，目标就被认为是“过时的”，被认为是需要重生成的。这个在前面已经讲过了。

如果命令太长，你可以使用反斜杠（ \ ）作为换行符。make对一行上有多少个字符没有限制。规则告诉make两件事，文件的依赖关系和如何生成目标文件。

一般来说，make会以UNIX的标准Shell，也就是 /bin/sh 来执行命令。

三、通配符

如果我们想定义一系列比较类似的文件，我们很自然地就想起使用通配符。make支持三个通配符： * ， ? 和 ~ 。这是和Unix的B-Shell是相同的。

波浪号（ ~ ）字符在文件名中也有比较特殊的用途。如果是 ~/test ，这就表示当前用户的 $HOME 目录下的test目录。而 ~hchen/test 则表示用户hchen的宿主目录下的test 目录。（这些都是Unix下的小知识了，make也支持）而在Windows或是 MS-DOS下，用户没有宿主目录，那么波浪号所指的目录则根据环境变量“HOME”而定。

通配符代替了你一系列的文件，如 *.c 表示所有后缀为c的文件。一个需要我们注意的是，如果我们的文件名中有通配符，如： * ，那么可以用转义字符 \ ，如 \* 来表示真实的 * 字符，而不是任意长度的字符串。

下面是一个变量使用通配符的例子

$(wildcard *.c) : 列出一个确定文件夹下的所有.c文件

$(patsubst %.c, %.o, $(wildcard *.c)) : 将列出来的.c文件获得对应的.o文件

💡

这种用法由关键字“wildcard”，“patsubst”指出，关于Makefile的关键字，我们将在后面讨论。

四、文件搜寻

在一些大的工程中，有大量的源文件，我们通常的做法是把这许多的源文件分类，并存放在不同的目录中。所以，当make需要去找寻文件的依赖关系时，你可以在文件前加上路径，但最好的方法是把一个路径告诉make，让make在自动去找。

Makefile文件中的特殊变量 VPATH 就是完成这个功能的，如果没有指明这个变量，make只会在当前的目录中去找寻依赖文件和目标文件。如果定义了这个变量，那么，make就会在当前目录找不到的情况下，到所指定的目录中去找寻文件了。

实例：

输出结果：

在Makefile中并没有指定hello.c的路径，但是在编译时，因为设置了VPATH，编译器会在src目录下寻找hello.c

另一个设置文件搜索路径的方法是使用make的“vpath”关键字（注意，它是全小写的），这不是变量，这是一个make的关键字，这和上面提到的那个VPATH变量很类似，但是它更为灵活。它可以指定不同的文件在不同的搜索目录中。这是一个很灵活的功能。它的使用方法有三种：

vpath <pattern> <directories>

为符合模式<pattern>的文件指定搜索目录<directories>。

vpath <pattern>

清除符合模式<pattern>的文件的搜索目录。

vpath

清除所有已被设置好了的文件搜索目录。

vpath使用方法中的<pattern>需要包含 % 字符。 % 的意思是匹配零或若干字符，（需引用 % ，使用 \ ）例如， %.h 表示所有以 .h 结尾的文件。<pattern>指定了要搜索的文件集，而<directories>则指定了< pattern>的文件集的搜索的目录。例如：

五、伪目标

“伪目标”并不是一个文件，只是一个标签，由于“伪目标”不是文件，所以make无法生成它的依赖关系和决定它是否要执行。我们只有通过显式地指明这个“目标”才能让其生效。当然，“伪目标”的取名不能和文件名重名，不然其就失去了“伪目标”的意义了。

当然，为了避免和文件重名的这种情况，我们可以使用一个特殊的标记“.PHONY”来显式地指明一个目标是“伪目标”，向make说明，不管是否有这个文件，这个目标就是“伪目标”。

只要有这个声明，不管是否有“clean”文件，要运行“clean”这个目标，只有“make clean”这样。

伪目标一般没有依赖的文件。但是，我们也可以为伪目标指定所依赖的文件。伪目标同样可以作为“默认目标”，只要将其放在第一个。一个示例就是，如果你的Makefile需要一口气生成若干个可执行文件，但你只想简单地敲一个make完事，并且，所有的目标文件都写在一个Makefile中，那么你可以使用“伪目标”这个特性：

六、多目标

Makefile的规则中的目标可以不止一个，其支持多目标，有可能我们的多个目标同时依赖于一个文件，并且其生成的命令大体类似。于是我们就能把其合并起来。当然，多个目标的生成规则的执行命令不是同一个，这可能会给我们带来麻烦，不过好在我们可以使用一个自动化变量 $@ （关于自动化变量，将在后面讲述），这个变量表示着目前规则中所有的目标的集合，这样说可能很抽象，还是看一个例子吧。

上述规则等价于：

其中， -$(subst output,,$@) 中的 $ 表示执行一个Makefile的函数，函数名为subst，后面的为参数。关于函数，将在后面讲述。这里的这个函数是替换字符串的意思， $@ 表示目标的集合，就像一个数组， $@ 依次取出目标，并执于命令。

备注：函数subst在后续的函数篇讲。

七、静态模式

静态模式可以更加容易地定义多目标的规则，可以让我们的规则变得更加的有弹性和灵活。

argets定义了一系列的目标文件，可以有通配符。是目标的一个集合。

target-pattern是指明了targets的模式，也就是的目标集模式。

prereq-patterns是目标的依赖模式，它对target-pattern形成的模式再进行一次依赖目标的定义。

这样描述这三个东西，可能还是没有说清楚，还是举个例子来说明一下吧。如果我们的<target-pattern>定义成 %.o ，意思是我们的<target>;集合中都是以 .o 结尾的，而如果我们的<prereq-patterns>定义成 %.c ，意思是对<target-pattern>所形成的目标集进行二次定义，其计算方法是，取<target-pattern>模式中的 % （也就是去掉了 .o 这个结尾），并为其加上 .c 这个结尾，形成的新集合。

所以，我们的“目标模式”或是“依赖模式”中都应该有 % 这个字符，如果你的文件名中有 % 那么你可以使用反斜杠 \ 进行转义，来标明真实的 % 字符。

看一个例子：

上面这个例子中，指明了目标从$obj中获取，%.o表明要所有以.o结尾的目标，也就是helloworld.o和hellolinux.o，而依赖模式%.c则取模式%.o的%，也就是helloworld,hellolinux，并为其加上.c的后缀，于是，依赖的目标就是helloworld.c和hellolinux.c。而命令中的$<和$@则是自动化变量，$<表示第一个依赖文件，$@表示目标集(helloworld.o hellolinux.o)。所以上面的规则等价于下面的规则

所以这种静态模式规则就很有效率，假设存在很多%.o的情况下，一条指令就可以代替N个规则