MAKEFILE檔案的文法規則和配置

”引用別人的文章“

0.1 關於程式的編譯和連結 

在此，我想多說關於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）。 

編譯時間，編譯器需要的是文法的正確，函數與變數的聲明的正確。對於後者，通常是你需要告訴編譯器標頭檔的所在位置（標頭檔中應該只是聲明，而定義應該放在C/C++檔案中），只要所有的文法正確，編譯器就可以編譯出中間目標檔案。一般來說，每個源檔案都應該對應於一個中間目標檔案（O檔案或是 OBJ檔案）。 


連結時，主要是連結函數和全域變數，所以，我們可以使用這些中間目標檔案（O檔案或是OBJ檔案）來連結我們的應用程式。連結器並不管函數所在的源檔案，只管函數的中間目標檔案（Object File），在大多數時候，由於源檔案太多，編譯產生的中間目標檔案太多，而在連結時需要明顯地指出中間目標檔案名，這對於編譯很不方便，所以，我們要給中間目標檔案打個包，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，源檔案首先會產生中間目標檔案，再由中間目標檔案產生執行檔案。在編譯時間，編譯器只檢測程式文法，和函數、變數是否被聲明。如果函數未被聲明，編譯器會給出一個警告，但可以產生Object File。而在連結程式時，連結器會在所有的Object File中找尋函數的實現，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現。你需要指定函數的Object File. 


好，言歸正傳，GNU的make有許多的內容，閑言少敘，還是讓我們開始吧。 




Makefile 介紹 


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

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


如果這個工程沒有編譯過，那麼我們的所有C檔案都要編譯並被連結。 

如果這個工程的某幾個C檔案被修改，那麼我們只編譯被修改的C檔案，並連結目標程式。 

如果這個工程的標頭檔被改變了，那麼我們需要編譯引用了這幾個標頭檔的C檔案，並連結目標程式。

只要我們的Makefile寫得夠好，所有的這一切，我們只用一個make命令就可以完成，make命令會自動智能地根據當前的檔案修改的情況來確定哪些檔案需要重編譯，從而自己編譯所需要的檔案和連結目標程式。 


1.1 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也就是一個目標檔案，可以是Object File，也可以是執行檔案。還可以是一個標籤（Label），對於標籤這種特性，在後續的“偽目標”章節中會有敘述。 

prerequisites就是，要產生那個target所需要的檔案或是目標。 


command也就是make需要執行的命令。（任意的Shell命令） 


這是一個檔案的依賴關係，也就是說，target這一個或多個的目標檔案依賴於prerequisites中的檔案，其建置規則定義在 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所定義的命令就會被執行。這就是 Makefile的規則。也就是Makefile中最核心的內容。 


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。內容還多著呢。：） 


1.2 一個樣本 

正如前面所說的，如果一個工程有3個標頭檔，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 

反斜線（\）是分行符號的意思。這樣比較便於Makefile的易讀。我們可以把這個內容儲存在檔案為“Makefile”或“makefile” 的檔案中，然後在該目錄下直接輸入命令“make”就可以產生執行檔案edit。如果要刪除執行檔案和所有的中間目標檔案，那麼，只要簡單地執行一下 “make clean”就可以了。 

在這個makefile中，目標檔案（target）包含：執行檔案edit和中間目標檔案（*.o），依賴檔案（prerequisites）就是冒號後面的那些 .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。依賴關係的實質上就是說明了目標檔案是由哪些檔案產生的，換言之，目標檔案是哪些檔案更新的。 


在定義好依賴關係後，後續的那一行定義了如何產生目標檔案的作業系統命令，一定要以一個Tab鍵作為開頭。記住，make並不管命令是怎麼工作的，他只管執行所定義的命令。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命令。 


這裡要說明一點的是，clean不是一個檔案，它只不過是一個動作名字，有點像C語言中的lable一樣，其冒號後什麼也沒有，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命令。要執行其後的命令，就要在make命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命令，比如程式的打包，程式的備份，等等。 


1.3 make是如何工作的 

在預設的方式下，也就是我們只輸入make命令。那麼， 


make會在目前的目錄下找名字叫“Makefile”或“makefile”的檔案。 

如果找到，它會找檔案中的第一個目標檔案（target），在上面的例子中，他會找到“edit”這個檔案，並把這個檔案作為最終的目標檔案。 

如果edit檔案不存在，或是edit所依賴的後面的 .o 檔案的檔案修改時間要比edit這個檔案新，那麼，他就會執行後面所定義的命令來產生edit這個檔案。 

如果edit所依賴的.o檔案也存在，那麼make會在當前檔案中找目標為.o檔案的依賴性，如果找到則再根據那一個規則產生.o檔案。（這有點像一個堆棧的過程） 

當然，你的C檔案和H檔案是存在的啦，於是make會產生 .o 檔案，然後再用 .o 檔案生命make的終極任務，也就是執行檔案edit了。 

這就是整個make的依賴性，make會一層又一層地去找檔案的依賴關係，直到最終編譯出第一個目標檔案。在找尋的過程中，如果出現錯誤，比如最後被依賴的檔案找不到，那麼make就會直接退出，並報錯，而對於所定義的命令的錯誤，或是編譯不成功，make根本不理。make只管檔案的依賴性，即，如果在我找了依賴關係之後，冒號後面的檔案還是不在，那麼對不起，我就不工作啦。 


通過上述分析，我們知道，像clean這種，沒有被第一個目標檔案直接或間接關聯，那麼它後面所定義的命令將不會被自動執行，不過，我們可以顯示要make執行。即命令——“make clean”，以此來清除所有的目標檔案，以便重編譯。 


於是在我們編程中，如果這個工程已被編譯過了，當我們修改了其中一個源檔案，比如file.c，那麼根據我們的依賴性，我們的目標file.o會被重編譯（也就是在這個依性關係後面所定義的命令），於是file.o的檔案也是最新的啦，於是file.o的檔案修改時間要比edit要新，所以 edit也會被重新連結了（詳見edit目標檔案後定義的命令）。