對于GNU Make或許很多Windows開發的程序員并不是很了解，因為Windows中的很多集成開發環境(IDE)都幫我們做了這件事。但是作為一個專業從事Linux嵌入式開發的程序員就必須要了解GNU Make，會不會使用GNU Make從一定角度上反應了一個人是否具備大型工程能力。本文主要圍繞Make命令展開，介紹Linux下Make的使用以及Makefile的語法和使用Make進行源碼安裝。

一、什么是GNU Make

GNU Make是一個控制從程序的源文件中生成程序的可執行文件和其他非源文件的工具。

Make可以從一個名為Makefile的文件中獲得如何構建程序的知識，該文件列出了每個非源文件以及如何從其他文件計算它。當你編寫一個程序時，你應該為它編寫一個Makefile文件，這樣就可以使用Make來編譯和安裝這個程序。

二、如何獲取Make

Make可以在GNU的主要FTP服務器上找到：http : //ftp.gnu.org/gnu/make/ (通過HTTP)和 ftp://ftp.gnu.org/gnu/make/ (通過FTP)。它也可以在GNU鏡像列表上找到; 請盡可能GNU的鏡像列表。

三、為什么需要Make

任何一種技能或知識都是源之于某種社會需求，那為什么要用Make呢?當項目源文件很少的時候，我們也許還可以手動使用gcc命令來進行編譯，但是當項目發展到一個龐大的規模時，再手動敲gcc命令去編譯就變得不可能的事情。所以呢，在這樣的歷史背景下，就出現了一位大牛(斯圖亞特·費爾德曼)，在1977年貝爾實驗室制作了這樣一個軟件，它的名字就叫做Make。所以實際開發中，我們在編譯大型項目的時候往往會使用Make進行編譯，為此我們還需要了解Make軟件所依賴的Makefile規則文件。

四、Makefile

Makefile 文件需要按照某種語法進行編寫，文件中需要說明如何編譯各個源文件并連接生成可執行文件，并要求定義源文件之間的依賴關系。Makefile的語法還是略微有些復雜，因篇幅有限，本文只能簡述Makefile的編寫原則。

(1)Makefile的組成部分

Makefile包含五個東西：顯示規則，隱式規則，變量定義，文件指示，注釋。

<1>顯式規則,顯式規則說明了，如何生成一個或多的的目標文件。這是由Makefile的書寫者明顯指出，要生成的文件，文件的依賴文件，生成的命令。

<2>隱式規則,由于我們的make有自動推導的功能，所以隱晦的規則可以讓我們比較粗糙地簡略地書寫Makefile，這是由make所支持的。

<3>變量的定義,在Makefile中我們要定義一系列的變量，變量一般都是字符串，這個有點你C語言中的宏，當Makefile被執行時，其中的變量都會被擴展到相應的引用位置上。

<4>文件指示,其包括了三個部分，一個是在一個Makefile中引用另一個Makefile，就像C語言中的include一樣;另一個是指根據某些情況指定Makefile中的有效部分，就像C語言中的預編譯#if一樣;還有就是定義一個多行的命令。有關這一部分的內容，我會在后續的部分中講述。

<5>注釋,Makefile中只有行注釋，和UNIX的Shell腳本一樣，其注釋是用“#”字符，這個就像C/C++中的“//”一樣。如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框進行轉義，如：“/#”。

(2) Makefile的規則

我們先來粗略地看一看Makefile的規則。

target... : prerequisites ...

command

...

...

target也就是一個目標文件，可以是Object File，也可以是執行文件。還可以是一個標簽(Label)，對于標簽這種特性，在后續的“偽目標”章節中會有敘述。

prerequisites就是，要生成那個target所需要的文件或是目標。

command也就是make需要執行的命令。(一定要以Tab鍵作為開頭)

這是一個文件的依賴關系，也就是說，target這一個或多個的目標文件依賴于prerequisites中的文件，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文件比target文件要新的話，command所定義的命令就會被執行。這就是Makefile的規則。也就是Makefile中核心的內容。

(3)Makefile之模式規則

模式規則其實也是普通規則，但它使用了如%這樣的通配符。如下面的例子：

此規則描述了一個.o文件如何由對應的.c文件創建。規則的命令行中使用了自動化變量“$<”和“$@”，其中自動化變量“$<”代表規則的依賴，“$@”代表規則的目標。此規則在執行時，命令行中的自動化變量將根據實際的目標和依賴文件取對應值。

其含義是，字指出了從所有的.c文件生成相應的.o文件的規則。如果要生成的目標是”a.o b.o”，那么　%.c”就是”a.c b.c”。

在模式規則中，目標的定義需要有“%”字符。“%”定義對文件名的匹配，表示任意長度的非空字符串。在依賴目標中同樣可以使用“%”，只是依賴目標中“%”的取值，取決于其目標。

注意：模式規則中“%”的展開和變量與函數的展開是有區別的，“%”的展開發生在變量和函數的展開之后。變量和函數的展開發生在make載入Makefile時，而“%”的展開則發生在運行時。

<1>　自動化變量

自動化變量只應出現在規則的命令中。

變量	含義
$@	表示規則中的所有目標文件的集合。在模式規則中如果有多個目標，“$@”就是匹配于目標中模式定義的集合
$%	僅當目標是函數庫文件時，表示規則中的目標成員名，如果目標不是函數庫文件（UNIX下是.a，Windows是.lib），其值為空。
$<	依賴目標中的第一個目標名字，如果依賴目標是以模式（即”%“）定義的，則”$<”是符合模式的一系列的文件集
$?	所有比目標新的依賴目標的集合，以空格分隔
$^	所有依賴目標的集合，以空格分隔。如如果在依賴目標中有多個重復的，則自動去除重復的依賴目標，只保留一份
$+	同”$^”，也是所有依賴目標的集合，只是它不去除重復的依賴目標。
$*	目標模式中“%”及其之前的部分
$(@D)	“$@”的目錄部分（不以斜杠作為結尾），如果”$@”中沒有包含斜杠，其值為“.”（當前目錄）
$(@F)	“$@”的文件部分，相當于函數”$(notdir $@)”
$(*D)	同”$(@D)”，取文件的目錄部分
$(*F)	同”$(@F)”，取文件部分，但不取后綴名
$(%D)	函數包文件成員的目錄部分
$(%F)	函數包文件成員的文件名部分
$(<D)	依賴目標中的第一個目標的目錄部分
$(<F)	依賴目標中的第一個目標的文件名部分
$(^D)	所有依賴目標文件中目錄部分（無相同的）
$(^F)	所有依賴目標文件中文件名部分（無相同的）
$(+D)	所有依賴目標文件中的目錄部分（可以有相同的）
$(+F)	所有依賴目標文件中的文件名部分（可以有相同的）
$(?D)	所有被更新文件的目錄部分
$(?F)	所有被更新文件的文件名部分

<2>$VAR和$$VAR的區別：

makefile文件中的規則絕大部分都是使用shell命令來實現的，這里就涉及到了變量的使用，包括makefile中的變量和shell命令范疇內的變量。在makefile的規則命令行中使用$var就是在命令中引用makefile的變量，這里僅僅是讀取makefile的變量然后擴展開，將其值作為參數傳給了一個shell命令;而$$var是在訪問一個shell命令內定義的變量，而非makefile的變量。如果某規則有n個shell命令行構成，而相互之間沒有用';'和'\'連接起來的話，就是相互之間沒有關聯的shell命令，相互之間也不能變量共享。

(4)Makefile之偽目標

使用其原因一：避免和同名文件沖突

在現實中難免存在所定義的目標與所存在的目標是同名的，采用Makefile如何處理這種情況呢?Makefile中的假目標(phony target)可以解決這個問題。

假目標可以使用.PHONY關鍵字進行聲明，對于假目標，可以想象，因為不依賴于某文件，make該目標的時候，其所在規則的命令都會被執行。

如果編寫一個規則，并不產生目標文件，則其命令在每次make 該目標時都執行。

例如：

clean:

rm *.o temp

因為"rm"命令并不產生"clean"文件，則每次執行"make clean"的時候，該命令都會執行。如果目錄中出現了"clean"文件，則規則失效了：沒有依賴文件，文件"clean"始終是新的，命令永遠不會執行;為避免這個問題，可使用".PHONY"指明該目標。如：

.PHONY : clean

這樣執行"make clean"會無視"clean"文件存在與否。

已知phony 目標并非是由其它文件生成的實際文件，make 會跳過隱含規則搜索。這就是聲明phony 目標會改善性能的原因，即使你并不擔心實際文件存在與否。

完整的例子如下：

.PHONY : clean

clean :

rm *.o temp

使用其原因二：提高執行make的效率

當一個目標被聲明為偽目標后，make在執行此規則時不會試圖去查找隱含規則來創建這個目標。這樣也提高了make的執行效率，同時我們也不用擔心由于目標和文件名重名而使我們的期望失敗。

(5)Makefile的賦值

[=]和[：=]符號的區別。

=

可以先使用后定義，這就導致makefile在全部展開后才能決定變量的值。

有可能出現循環遞歸，無法暫開的問題。

：=

必須先定義然后再使用，在當前的位置就可以決定變量的值。

?=

相當于選擇疑問句，如果前面的變量沒被賦值，那就做賦值操作

+=

相當于遞加操作

(6)Makefile之執行過程

1. 依次讀取變量“MAKEFILES”定義的makefile文件列表

2. 讀取工作目錄下的makefile文件(根據命名的查找順序“GNUmakefile”，“makefile”，“Makefile”，首先找到那個就讀取那個)

3. 依次讀取工作目錄makefile文件中使用指示符“include”包含的文件

4. 查找重建所有已讀取的makefile文件的規則(如果存在一個目標是當前讀取的某一個makefile文件，則執行此規則重建此makefile文件，完成以后從第一步開始重新執行)

5. 初始化變量值并展開那些需要立即展開的變量和函數并根據預設條件確定執行分支

6. 根據“終極目標”以及其他目標的依賴關系建立依賴關系鏈表

7. 執行除“終極目標”以外的所有的目標的規則(規則中如果依賴文件中任一個文件的時間戳比目標文件新，則使用規則所定義的命令重建目標文件)

8. 執行“終極目標”所在的規則

五、使用Make進行源碼安裝

(1)正常的編譯安裝/卸載：

源碼的安裝一般由3個步驟組成：配置(configure)、編譯(make)、安裝(make install)。

configure文件是一個可執行的腳本文件，它有很多選項，在待安裝的源碼目錄下使用命令./configure –help可以輸出詳細的選項列表。

其中--prefix選項是配置安裝目錄，如果不配置該選項，安裝后可執行文件默認放在/usr /local/bin，庫文件默認放在/usr/local/lib，配置文件默認放在/usr/local/etc，其它的資源文件放在/usr /local/share，比較凌亂。

如果配置了--prefix，如：

$ ./configure --prefix=/usr/local/test

安裝后的所有資源文件都會被放在/usr/local/test目錄中，不會分散到其他目錄。

使用--prefix選項的另一個好處是方便卸載軟件或移植軟件;當某個安裝的軟件不再需要時，只須簡單的刪除該安裝目錄，就可以把軟件卸載得干干凈凈;而移植軟件只需拷貝整個目錄到另外一個機器即可(相同的操作系統下)。

當然要卸載程序，也可以在原來的make目錄下用一次make uninstall，但前提是Makefile文件有uninstall命令(nodejs的源碼包里有uninstall命令，測試版本v0.10.35)。

(2)卸載：

如果沒有配置--prefix選項，源碼包也沒有提供make uninstall，則可以通過以下方式可以完整卸載：

找一個臨時目錄重新安裝一遍，如：

$ ./configure --prefix=/tmp/to_remove && make install

然后遍歷/tmp/to_remove的文件，刪除對應安裝位置的文件即可(因為/tmp/to_remove里的目錄結構就是沒有配置--prefix選項時的目錄結構)。

當下載了源碼就可以按照此種方法，就可以進行軟件的安裝和卸載。

六、總結

關于Makefile的用法，我們今天就討論到這里，對于一個Linux程序員來說Makefile的作用和重要。對于程序的編譯以及程序員對項目的了解有很大的幫助。