用 make 進行巨集編譯

在本章一開始我們提到過 make 的功能是可以簡化編譯過程裏面所下達的命令，同時還具有很多很方便的功能！那麼底下咱們就來試看看使用make 簡化下達編譯命令的流程吧！

爲什麼要用 make

先來想像一個案例，假設我的運行檔裏面包含了四個原始碼文件，分別是 main.c haha.c sin_value.c cos_value.c 這四個文件，這四個文件的目的是：

main.c ：主要的目的是讓使用者輸入角度數據與呼叫其他三支副程序；
haha.c ：輸出一堆有的沒有的信息而已；
sin_value.c ：計算使用者輸入的角度(360) sin 數值；
cos_value.c ：計算使用者輸入的角度(360) cos 數值。

這四個文件你可以到 http://vbird.dic.ksu.edu.tw/linux_basic/0520source/main.tgz來下載。由於這四個文件裏面包含了相關性，並且還用到數學函式在裏面，所以如果你想要讓這個程序可以跑，那麼就需要這樣編譯：

# 1. 先進行目標檔的編譯，最終會有四個 *.o 的檔名出現：
[root@www ~]# gcc -c main.c
[root@www ~]# gcc -c haha.c
[root@www ~]# gcc -c sin_value.c
[root@www ~]# gcc -c cos_value.c

# 2. 再進行連結成爲運行檔，並加入 libm 的數學函式，以產生 main 運行檔：
[root@www ~]# gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o \
> -lm -L/usr/lib -L/lib

# 3. 本程序的運行結果，必須輸入姓名、360 度角的角度值來計算：
[root@www ~]# ./main 
Please input your name: VBird  <==這裏先輸入名字
Please enter the degree angle (ex> 90): 30   <==輸入以 360 度角爲主的角度
Hi, Dear VBird, nice to meet you.    <==這三行爲輸出的結果喔！
The Sin is:  0.50
The Cos is:  0.87

編譯的過程需要進行好多動作啊！而且如果要重新編譯，則上述的流程得要重新來一遍，光是找出這些命令就夠煩人的了！如果可以的話，能不能一個步驟就給他完成上面所有的動作呢？那就利用 make 這個工具吧！先試看看在這個目錄下創建一個名爲 makefile 的文件，內容如下：

# 1. 先編輯 makefile 這個守則檔，內容只要作出 main 這個運行檔
[root@www ~]# vim makefile
main: main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
	gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
# 注意：第二行的 gcc 之前是 <tab> 按鍵產生的空格喔！

# 2. 嘗試使用 makefile 制訂的守則進行編譯的行爲：
[root@www ~]# rm -f main *.o   <==先將之前的目標檔去除
[root@www ~]# make
cc    -c -o main.o main.c
cc    -c -o haha.o haha.c
cc    -c -o sin_value.o sin_value.c
cc    -c -o cos_value.o cos_value.c
gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
# 此時 make 會去讀取 makefile 的內容，並根據內容直接去給他編譯相關的文件羅！

# 3. 在不刪除任何文件的情況下，重新運行一次編譯的動作：
[root@www ~]# make
make: `main' is up to date.
# 看到了吧！是否很方便呢！只會進行升級 (update) 的動作而已。

或許你會說：『如果我創建一個 shell script 來將上面的所有動作都集結在一起，不是具有同樣的效果嗎？』呵呵！效果當然不一樣，以上面的測試爲例，我們僅寫出 main 需要的目標檔，結果 make 會主動的去判斷每個目標檔相關的原始碼文件，並直接予以編譯，最後再直接進行連結的動作！真的是很方便啊！此外，如果我們更動過某些原始碼文件，則 make 也可以主動的判斷哪一個原始碼與相關的目標檔文件有升級過，並僅升級該文件，如此一來，將可大大的節省很多編譯的時間呢！要知道，某些程序在進行編譯的行爲時，會消耗很多的CPU 資源呢！所以說， make 有這些好處：

簡化編譯時所需要下達的命令；
若在編譯完成之後，修改了某個原始碼文件，則 make 僅會針對被修改了的文件進行編譯，其他的object file 不會被更動；
最後可以依照相依性來升級 (update) 運行檔。

既然 make 有這麼多的優點，那麼我們當然就得好好的瞭解一下 make 這個令人關心的傢伙啦！而 make 裏面最需要注意的大概就是那個守則文件，也就是 makefile 這個文件的語法啦！所以底下我們就針對 makefile 的語法來加以介紹羅。

makefile 的基本語法與變量

make 的語法可是相當的多而複雜的，有興趣的話可以到 GNU (注1)去查閱相關的說明，鳥哥這裏僅列出一些基本的守則，重點在於讓讀者們未來在接觸原始碼時，不會太緊張啊！好了，基本的 makefile 守則是這樣的：

標的(target): 目標檔1 目標檔2
<tab>   gcc -o 欲創建的運行檔 目標檔1 目標檔2

那個標的 (target) 就是我們想要創建的資訊，而目標檔就是具有相關性的 object files ，那創建運行檔的語法就是以 <tab> 按鍵開頭的那一行！特別給他留意喔，『命令列必須要以 tab 按鍵作爲開頭』才行！他的守則基本上是這樣的：

在 makefile 當中的 # 代表註解；
<tab> 需要在命令行 (例如 gcc 這個編譯器命令) 的第一個字節；
標的 (target) 與相依文件(就是目標檔)之間需以『:』隔開。

同樣的，我們以剛剛上一個小節的範例進一步說明，如果我想要有兩個以上的運行動作時，例如下達一個命令就直接清除掉所有的目標檔與運行檔，該如何製作呢？

# 1. 先編輯 makefile 來創建新的守則，此守則的標的名稱爲 clean ：
[root@www ~]# vi makefile
main: main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
	gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
clean:
	rm -f main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o

# 2. 以新的標的 (clean) 測試看看運行 make 的結果：
[root@www ~]# make clean  <==就是這裏！透過 make 以 clean 爲標的
rm -rf main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o

如此一來，我們的 makefile 裏面就具有至少兩個標的，分別是 main 與 clean ，如果我們想要創建 main 的話，輸入『make main』，如果想要清除有的沒的，輸入『makeclean』即可啊！而如果想要先清除目標檔再編譯 main 這個程序的話，就可以這樣輸入：『make clean main』，如下所示：

[root@www ~]# make clean main
rm -rf main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
cc    -c -o main.o main.c
cc    -c -o haha.o haha.c
cc    -c -o sin_value.o sin_value.c
cc    -c -o cos_value.o cos_value.c
gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm

這樣就很清楚了吧！但是，你是否會覺得，咦！ makefile 裏面怎麼重複的數據這麼多啊！沒錯！所以我們可以再藉由 shellscript 那時學到的『變量』來更簡化 makefile 喔：

[root@www ~]# vi makefile
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
main: ${OBJS}
        gcc -o main ${OBJS} ${LIBS}
clean:
        rm -f main ${OBJS}

與 bash shell script 的語法有點不太相同，變量的基本語法爲：

變量與變量內容以『=』隔開，同時兩邊可以具有空格；
變量左邊不可以有 <tab> ，例如上面範例的第一行 LIBS 左邊不可以是 <tab>；
變量與變量內容在『=』兩邊不能具有『:』；
在習慣上，變量最好是以『大寫字母』爲主；
運用變量時，以 ${變量} 或 $(變量) 使用；
在該 shell 的環境變量是可以被套用的，例如提到的 CFLAGS 這個變量！
在命令列模式也可以給予變量。

由於 gcc 在進行編譯的行爲時，會主動的去讀取 CFLAGS這個環境變量，所以，你可以直接在 shell 定義出這個環境變量，也可以在makefile 文件裏面去定義，更可以在命令列當中給予這個咚咚呢！例如：

[root@www ~]# CFLAGS="-Wall" make clean main
# 這個動作在上 make 進行編譯時，會去取用 CFLAGS 的變量內容！

也可以這樣：

[root@www ~]# vi makefile
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
CFLAGS = -Wall
main: ${OBJS}
	gcc -o main ${OBJS} ${LIBS}
clean:
	rm -f main ${OBJS}

咦！我可以利用命令列進行環境變量的輸入，也可以在文件內直接指定環境變量，那萬一這個CFLAGS 的內容在命令列與 makefile 裏面並不相同時，以那個方式輸入的爲主？呵呵！問了個好問題啊！環境變量取用的守則是這樣的：

make 命令列後面加上的環境變量爲優先；
makefile 裏面指定的環境變量第二；
shell 原本具有的環境變量第三。

此外，還有一些特殊的變量需要了解的喔：

$@：代表目前的標的(target)

所以我也可以將 makefile 改成：

[root@www ~]# vi makefile
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
CFLAGS = -Wall
main: ${OBJS}
	gcc -o $@ ${OBJS} ${LIBS}   <==那個 $@ 就是 main ！
clean:
	rm -f main ${OBJS}

這樣是否稍微瞭解了 makefile (也可能是 Makefile) 的基本語法？這對於你未來自行修改原始碼的編譯守則時，是很有幫助的喔！^_^！

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例解 Linux 下 Make 命令

Linux 下 make 命令是系統管理員和程序員用的最頻繁的命令之一。管理員用它通過命令行來編譯和安裝很多開源的工具，程序員用它來管理他們大型複雜的項目編譯問題。本文我們將用一些實例來討論 make 命令背後的工作機制。

Make 如何工作的

對於不知道背後機理的人來說，make 命令像命令行參數一樣接收目標。這些目標通常存放在以 “Makefile” 來命名的特殊文件中，同時文件也包含與目標相對應的操作。更多信息，閱讀關於 Makefiles 如何工作的系列文章。

當 make 命令第一次執行時，它掃描 Makefile 找到目標以及其依賴。如果這些依賴自身也是目標，繼續爲這些依賴掃描 Makefile 建立其依賴關係，然後編譯它們。一旦主依賴編譯之後，然後就編譯主目標（這是通過 make 命令傳入的）。

現在，假設你對某個源文件進行了修改，你再次執行 make 命令，它將只編譯與該源文件相關的目標文件，因此，編譯完最終的可執行文件節省了大量的時間。

Make 命令實例

下面是本文所使用的測試環境：

OS —— Ubunut 13.04
Shell —— Bash 4.2.45
Application —— GNU Make 3.81

下面是工程的內容：

$ ls 
anotherTest.c Makefile test.c test.h

下面是 Makefile 的內容：

all: test 

test: test.o anotherTest.o 
    gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test

test.o: test.c 
    gcc -c -Wall test.c 

anotherTest.o: anotherTest.c 
    gcc -c -Wall anotherTest.c 

clean: 
    rm -rf *.o test

現在我們來看 Linux 下一些 make 命令應用的實例：

1. 一個簡單的例子

爲了編譯整個工程，你可以簡單的使用 make 或者在 make 命令後帶上目標 all。

$ make 
gcc -c -Wall test.c 
gcc -c -Wall anotherTest.c 
gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test

你能看到 make 命令第一次創建的依賴以及實際的目標。

如果你再次查看目錄內容，裏面多了一些 .o 文件和執行文件：

$ ls 
anotherTest.c anotherTest.o Makefile test test.c test.h test.o

現在，假設你對 test.c 文件做了一些修改，重新使用 make 編譯工程：

$ make 
gcc -c -Wall test.c 
gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test

你可以看到只有 test.o 重新編譯了，然而另一個 Test.o 沒有重新編譯。

現在清理所有的目標文件和可執行文件 test，你可以使用目標 clean:

$ make clean
rm -rf *.o test

$ ls
anotherTest.c Makefile test.c test.h

你可以看到所有的 .o 文件和執行文件 test 都被刪除了。

2. 通過 -B 選項讓所有目標總是重新建立

到目前爲止，你可能注意到 make 命令不會編譯那些自從上次編譯之後就沒有更改的文件，但是，如果你想覆蓋 make 這種默認的行爲，你可以使用 -B 選項。

下面是個例子：

$ make
make: Nothing to be done for `all’.

$ make -B
gcc -c -Wall test.c
gcc -c -Wall anotherTest.c
gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test

你可以看到儘管 make 命令不會編譯任何文件，然而 make -B 會強制編譯所有的目標文件以及最終的執行文件。

matricer

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