makefile

概述

——

什麼是makefile？或許很多Winodws的程式員都不知道這個東西，因為那些Windows的IDE都為你做了這個工作，但我覺得要作一

個好的和professional的程式員，makefile還是要懂。這就好像現在有這麼多的HTML的編輯器，但如果你想成為一個專業人士，你還是要

了解HTML的辨別的含義。特别在Unix下的軟體編譯，你就不能不自己寫makefile了，會不會寫makefile，從一個側面說明了一個人是否具

備完成大型工程的能力。

因為，makefile關系到了整個工程的編譯規則。一個工程中的源檔案不計數，其按類型、功能、子產品分别放在若幹個目錄中，makefile定

義了一系列的規則來指定，哪些檔案需要先編譯，哪些檔案需要後編譯，哪些檔案需要重新編譯，甚至于進行更複雜的功能操作，因為makefile就像一個

Shell腳本一樣，其中也可以執行作業系統的指令。

makefile帶來的好處就是——“自動化編譯”，一旦寫好，隻需要一個make指令，整個工程完全自動編譯，極大的提高了軟體開發的效率。

make是一個指令工具，是一個解釋makefile中指令的指令工具，一般來說，大多數的IDE都有這個指令，比如：Delphi的

make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可見，makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。

現在講述如何寫makefile的文章比較少，這是我想寫這篇文章的原因。當然，不同産商的make各不相同，也有不同的文法，但其本質都是在

“檔案依賴性”上做文章，這裡，我僅對GNU的make進行講述，我的環境是RedHat Linux 8.0，make的版本是3.80。必竟，這個

make是應用最為廣泛的，也是用得最多的。而且其還是最遵循于IEEE 1003.2-1992 标準的（POSIX.2）。

在這篇文檔中，将以C/C++的源碼作為我們基礎，是以必然涉及一些關于C/C++的編譯的知識，相關于這方面的内容，還請各位檢視相關的編譯器的文檔。這裡所預設的編譯器是UNIX下的GCC和CC。

關于程式的編譯和連結

——————————

在此，我想多說關于程式編譯的一些規範和方法，一般來說，無論是C、C++、還是pas，首先要把源檔案編譯成中間代碼檔案，在Windows下

也就是 .obj 檔案，UNIX下是 .o 檔案，即 Object File，這個動作叫做編譯（compile）。然後再把大量的

Object File合成執行檔案，這個動作叫作連結（link）。

編譯時，編譯器需要的是文法的正确，函數與變量的聲明的正确。對于後者，通常是你需要告訴編譯器頭檔案的所在位置（頭檔案中應該隻是聲明，而定義

應該放在C/C++檔案中），隻要所有的文法正确，編譯器就可以編譯出中間目标檔案。一般來說，每個源檔案都應該對應于一個中間目标檔案（O檔案或是

OBJ檔案）。

連結時，主要是連結函數和全局變量，是以，我們可以使用這些中間目标檔案（O檔案或是OBJ檔案）來連結我們的應用程式。連結器并不管函數所在的

源檔案，隻管函數的中間目标檔案（Object File），在大多數時候，由于源檔案太多，編譯生成的中間目标檔案太多，而在連結時需要明顯地指出中間

目标檔案名，這對于編譯很不友善，是以，我們要給中間目标檔案打個包，在Windows下這種包叫“庫檔案”（Library File)，也就

是 .lib 檔案，在UNIX下，是Archive File，也就是 .a 檔案。

總結一下，源檔案首先會生成中間目标檔案，再由中間目标檔案生成執行檔案。在編譯時，編譯器隻檢測程式文法，和函數、變量是否被聲明。如果函數未

被聲明，編譯器會給出一個警告，但可以生成Object File。而在連結程式時，連結器會在所有的Object File中找尋函數的實作，如果找不

到，那到就會報連結錯誤碼（Linker Error），在VC下，這種錯誤一般是：Link 2001錯誤，意思說是說，連結器未能找到函數的實作。你

需要指定函數的Object File.

好，言歸正傳，GNU的make有許多的内容，閑言少叙，還是讓我們開始吧。

Makefile 介紹

———————

make指令執行時，需要一個 Makefile 檔案，以告訴make指令需要怎麼樣的去編譯和連結程式。

首先，我們用一個示例來說明Makefile的書寫規則。以便給大家一個感興認識。這個示例來源于GNU的make使用手冊，在這個示例中，我們的工程有8個C檔案，和3個頭檔案，我們要寫一個Makefile來告訴make指令如何編譯和連結這幾個檔案。我們的規則是：

    1）如果這個工程沒有編譯過，那麼我們的所有C檔案都要編譯并被連結。

    2）如果這個工程的某幾個C檔案被修改，那麼我們隻編譯被修改的C檔案，并連結目标程式。

    3）如果這個工程的頭檔案被改變了，那麼我們需要編譯引用了這幾個頭檔案的C檔案，并連結目标程式。

隻要我們的Makefile寫得夠好，所有的這一切，我們隻用一個make指令就可以完成，make指令會自動智能地根據目前的檔案修改的情況來确定哪些檔案需要重編譯，進而自己編譯所需要的檔案和連結目标程式。

一、Makefile的規則

在講述這個Makefile之前，還是讓我們先來粗略地看一看Makefile的規則。

    target ... : prerequisites ...

            command

            ...

    target也就是一個目标檔案，可以是Object File，也可以是執行檔案。還可以是一個标簽（Label），對于标簽這種特性，在後續的“僞目标”章節中會有叙述。

    prerequisites就是，要生成那個target所需要的檔案或是目标。

    command也就是make需要執行的指令。（任意的Shell指令）

這是一個檔案的依賴關系，也就是說，target這一個或多個的目标檔案依賴于prerequisites中的檔案，其生成規則定義在

command中。說白一點就是說，prerequisites中如果有一個以上的檔案比target檔案要新的話，command所定義的指令就會被執

行。這就是Makefile的規則。也就是Makefile中最核心的内容。

說到底，Makefile的東西就是這樣一點，好像我的這篇文檔也該結束了。呵呵。還不盡然，這是Makefile的主線和核心，但要寫好一個Makefile還不夠，我會以後面一點一點地結合我的工作經驗給你慢慢到來。内容還多着呢。：）

二、一個示例

正如前面所說的，如果一個工程有3個頭檔案，和8個C檔案，我們為了完成前面所述的那三個規則，我們的Makefile應該是下面的這個樣子的。

    edit : main.o kbd.o command.o display.o \

           insert.o search.o files.o utils.o

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

                       insert.o search.o files.o utils.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 buffer.h

            cc -c display.c

    insert.o : insert.c defs.h buffer.h

            cc -c insert.c

    search.o : search.c defs.h buffer.h

            cc -c search.c

    files.o : files.c defs.h buffer.h command.h

            cc -c files.c

    utils.o : utils.c defs.h

            cc -c utils.c

    clean :

            rm edit main.o kbd.o command.o display.o \

               insert.o search.o files.o utils.o

反斜杠（\）是換行符的意思。這樣比較便于Makefile的易讀。我們可以把這個内容儲存在檔案為“Makefile”或“makefile”

的檔案中，然後在該目錄下直接輸入指令“make”就可以生成執行檔案edit。如果要删除執行檔案和所有的中間目标檔案，那麼，隻要簡單地執行一下

“make clean”就可以了。

在這個makefile中，目标檔案（target）包含：執行檔案edit和中間目标檔案（*.o），依賴檔案（prerequisites）

就是冒号後面的那些 .c 檔案和 .h檔案。每一個 .o 檔案都有一組依賴檔案，而這些 .o 檔案又是執行檔案 edit 的依賴檔案。依賴關系的

實質上就是說明了目标檔案是由哪些檔案生成的，換言之，目标檔案是哪些檔案更新的。

在定義好依賴關系後，後續的那一行定義了如何生成目标檔案的作業系統指令，一定要以一個Tab鍵作為開頭。記住，make并不管指令是怎麼工作

的，他隻管執行所定義的指令。make會比較targets檔案和prerequisites檔案的修改日期，如果prerequisites檔案的日期

要比targets檔案的日期要新，或者target不存在的話，那麼，make就會執行後續定義的指令。

這裡要說明一點的是，clean不是一個檔案，它隻不過是一個動作名字，有點像C語言中的lable一樣，其冒号後什麼也沒有，那麼，make就

不會自動去找檔案的依賴性，也就不會自動執行其後所定義的指令。要執行其後的指令，就要在make指令後明顯得指出這個lable的名字。這樣的方法非常

有用，我們可以在一個makefile中定義不用的編譯或是和編譯無關的指令，比如程式的打包，程式的備份，等等。