1. 什么是Makefile

• Makefile就和shell脚本一样，能自动批量处理文件。Makefile可以对整个工程按给定的规则进行编译，这中对整个工程的自动化编译可以极大地提高软件开发效率。

2. 总的规则

• make命令需要一个无后缀的Makefile文件，在这个文件书写编译的规则
• 编译的规则
  1. 如果这个工程没有编译过，则所有的C文件都要编译并被链接
  2. 如果工程中的某几个c文件被修改了，那只需要编译被修改的c文件，并链接目标程序
  3. 如果这个工程的头文件被修改了，那需要编译引用这几个头文件的c文件，并链接目标程序。
• 如何Makefile写的好，所有的一切只用make命令就可以完成，它能根据修改情况自动重编译。

3. 核心语法

target ...:prerequisites: ...
    command
    ...
    ...

• target:可以是object file(目标文件)，也可以是一个可执行文件，还可以是一个label(标签)
• prerequisites:生成该target所依赖的文件（target也可以包含在内）
• command:该target要执行的命令（gcc，shell，等命令）
  总的来说，target这个一个或多个目标文件的生成依赖于prerequisites中的文件，同过command的规则生成。如果prerequisites中的文件比target新，command的命令就会执行。

4. 编译过程

• 输入make命令，make会在当前目录下寻找名为"Makefile"的文件，
• 找到后它会找第一个target文件，并将其作为最终的目标文件。
• 如果该文件不存在，或者所依赖的文件比它新，则执行command的命令生成target文件
• 如果target的依赖文件不存在，则make会在文件中寻找以该依赖文件为目标文件的依赖关系，再根据规则生成依赖文件。
  整个make根据依赖性组织，make会一层一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。在寻找过程中，如果出现错误，例如找不到依赖文件，make会直接退出，并报错。而对于定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理会，make只关心文件的依赖关系。

5. Makefile的变量

objects = main.o a.o b.o 

target: $(object)
    cc -o target $(object)

• 如果某些文件被重复使用，可以声明一个变量，和c语言的宏差不多。
• 变量名 = 文件名 文件名
• 以 $(变量名) 来使用变量

6. 清空目标文件

• 每个Makefile文件都应该写一个目标清空的规则，这不仅便于重编译，也利于保持文件的清洁。

7. Makefile文件的结构

1. 显示规则：显示规则说明了如何生成一个或者多个目标文件，由我们自己指出要生成的文件、文件的依赖文件和生成的命令。
2. 隐晦规则：make有自动推导的功能
3. 变量的定义：在Makefile中我们可以定义一系列的变量，变量一般是字符串，像C语言的宏，当Makefile被执行时，变量会被扩展到相应的引用位置上
4. 指示文件：在Makefile中引用的另一个Makefile文件，就像C语言的include一样。

5 . 注释：Makefile中只有行注释，用#，可以用 \ 转义显示#

8.伪目标

• 像clean那样，我们并没有生成"clean"这个文件，"伪目标"并不是一个文件，只是一个标签。由于"伪目标"不是一个文件，所有make无法生成它的依赖关系和决定它是否要执行。我们只能通过显示地指明这个"目标"，才能让其生效。"伪目标"的取名不能和文件名重名，不然失去了"伪目标"的意义。
• 用 .PHONY 来显示地指明目标是"伪目标"

9. 常见指令

• 显示命令：通常make会把要执行的命令行在命令执行前输出到屏幕上，在命令前用@字符，那命令不会显示
  • make -n 或者 make --just-print：只显示命令，不执行命令，这个有利于调试
  • make -s 或者 make --silent 或者 make --quiet：全面禁止命令的显示
• 命令执行：如果要让上一条命令的结果应用在下一条，应该使用分号分隔。
• 命令出错：每当命令运行后，make会检测每个命令的返回码，如果命令执行成功make会执行下一条，当规则中的所有命令成功返回后，这个规则就算成功完成。如果一个规则中的某个命令出错（命令退出码非零),make会终止执行当前规则，这有可能终止所有规则的执行。但有时候，命令的错误并不代表执行不下去，我们不希望这种错误导致终止规则的运行。
  • 在Makefile的命令行前加 - ：标记为不管命令出不出错都认为是成功的
  • make -i 或者 make --ignore-errors:这是全局的办法，Makefile中的所有命令都会忽略错误。
  • make -k 或者 make --keep-going:如果某个规则中的命令出错了，那么就终止该规则的执行，但继续执行其他规则。

10. 变量

• 在Makefile中定义的变量，就像C语言中的宏一样，它代表一个文本字符，在Makefile中执行的时候其会自动原模原样地展开在所使用的地方。
• 命名规则：可以包含字符、数字、下划线（可以是数字开头),但不应该含有 ： # = 或者空字符（空格或回车等),变量是大小写敏感的。
• 变量在命名时需要赋初值，使用时在变量名前加上,可以用$$。
• 多行变量

define 变量名
变量的值
···
endef

11. 条件判断

target: $(object)
条件()
    command
else
    command
endif

• ifeq(<arg1>,<arg2>) ：比较两个参数是否相等
• ifneq(<arg1>,<arg2>) : 比较两个参数是否不等
• ifdef 变量名 : 测试变量是否有值
• ifdef 变量名 : 测试变量是否为空

12. 函数

• 语法
  • $(<function> <arguments>)
  • ${<function> <arguments>}
• <function>:函数名
• <arguments>:参数，参数间以逗号 , 分隔
• 函数和参数直接用 空格 分隔
• 函数调用以$开头

1. 字符串处理函数：

• subst: $(subst <from>,<to>,<text>)

  • 字符串替换函数
  • 把 <text> 中的<from>字符串替换成<to>
  • 函数返回被替换后的字符串

• patsubst: $(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)

  • 模式字符串替换函数
  • 查找 <text> 中的单词是否符合模式<pattern>,（ 单词以 空格、 Tab、 回车、 换行 分隔），如果匹配，则用 <replacement> 替换。
  • 函数返回被替换后的字符串

• strip: $(strip <string>)

  • 去空格函数
  • 去掉<string>字串中开头和结尾的空字符
  • 函数返回被去掉空格的字符串

• findstring: $(findstring <find>,<in>)

  • 查找字符串函数
  • 在字符串<in>中查找<find>字串
  • 如果找到，返回<find>,否则返回空字符串

• filter: $(filter <pattern...>,<text>)

  • 过滤函数
  • 以<pattern> 模式过滤<text>字符串中的单词，保留符合模式<pattern>的单词，可以有多个模式
  • 返回符合模式<pattern>的字串

• filter-out: $(filter-out <pattern ...>,<text>)

  • 反过滤函数
  • 以<pattern> 模式过滤<text>字符串中的单词，去除符合模式<pattern>的单词，可以有多个模式
  • 返回不符合模式<pattern>的字串

• sort: $(sort <list>)

  • 排序函数
  • 给字符串<list>中的单词排序（升序）
  • 返回排序后的字符串

• word: $(word <n>,<text>)

  • 取单词函数
  • 取字符串<text>中的第<n>个单词（从1开始）
  • 返回字符串<text>中的第<n>个单词，如果<n>比<text>中的单词数大，那么返回空字符串

• wordlist: $(wordlist <ss>,<e>,<text>)

  • 取单词串函数
  • 从字符串<text>中取从<ss>开始到<e>的单词串，<ss>和<e>是一个数字
  • 返回字符串<text>中从<ss>到<e>的单词字串，如果<ss>比<text>中的单词数要大，则返回空字符串。如果<e>大于<text>的单词数，那么返回从<ss>开始，到<text>结束的单词串

• words: $(words <text>)

  • 单词个数统计函数
  • 统计<text> 中字符串中的单词个数
  • 返回<text>中的单词数

• firstword: $(firstword <text>)

  • 首单词函数
  • 取字符串<text> 中的第一个单词
  • 返回字符串<text>的第一个单词

2. 文件名操作函数
   每个函数的参数字符串都会被当做一个或是一系列的文件名来对待

• dir: $(dir <names...>)

  • 取目录函数
  • 从文件名序列<names>中取出目录部分。目录部分是指最后一个反斜杠 / 之前的部分，如果没有反斜杠，那么返回 ./
  • 返回文件名序列<names>的目录部分

• notdir: $(notdir <names...>)

  • 取文件函数
  • 从文件名序列<names>中取出非目录部分。目录部分是指最后一个反斜杠 / 之后的部分
  • 返回文件名序列<names>的非目录部分

• suffix: $(suffix <names...>)

  • 取后缀函数
  • 从文件名序列<names>中取出各个文件名的后缀
  • 返回文件名序列<names>的后缀序列，如果文件没有后缀，则返回空字符串

• basename: $(basename <names...>)

  • 取前缀函数
  • 从文件名序列<names>中取出各个文件名的前缀部分
  • 返回文件名序列<names>的前缀序列，如果文件没有前缀，则返回空字符串

• addsuffix: $(addsuffix <suffix>,<names...>)

  • 加后缀函数
  • 把后缀<suffix>加到<names>中的每个单词后面
  • 返回加过后缀的文件名序列

• addprefix: $(addprefix <prefix>,<names...>)

  • 加前缀函数
  • 把前缀<prefix>加到<names>中的每个单词后面
  • 返回加过前缀的文件名序列

• join: $(join <list1>,<list2>)

  • 连接函数
  • 把<list2>中的单词对应地加到<list1>的单词的后面。如果<list1>的单词个数要比<list2>的多，那<list1>中的多出来的单词将保持原样。如果<list2>的单词个数要比<list1>多，那<list2>多出来的单词将被复制到<list1>中
  • 返回连接过后的字符串

• dir: $(dir <names...>)

  • 取目录函数
  • 从文件名序列<names>中取出目录部分。目录部分是指最后一个反斜杠 / 之前的部分，如果没有反斜杠，那么返回 ./
  • 返回文件名序列<names>的目录部分

3. foreach函数

• foreach: $(foreach <var>,<list>,<text>)
  • 用来做循环
  • 把参数<list>中的单词逐一取出放到参数<var>所指定的变量中的，然后再执行<text>所包含的表达式。每次<text>会返回一个字符串，循环过程中，<text>的所返回的每个字符串会以空格分隔，最后当整个循环结束时，<text>所返回的每个字符串所组成的整个字符串（以空格分隔）将会是foreach函数的返回值
  • <var> 最好是一个变量名
  • <list>可以是一个表达式
  • <text>中一般会使用<var>这个参数来依次枚举<list>中的单词

4. if函数

• if:
  • $(if <condition>,<then-part>)
  • $(if <condition>,<then-part>,<else-part>)
• if函数可以不包含else，如<condition>返回的为非空字符串，那表达式相当于返回值为真
• <then-part>和<else-part>只会有一个被计算

5. call函数

• call: $(call <expression>,<parm1>,<parm2>,...,<parm>)
• 唯一一个可以用来创建新的参数化的函数
• 当make执行这个函数时，<expression>参数中的变量，如(2)等，会被参数<parm1>、<parm2>、<parm3>依次取代，而<expression>的返回值就是call函数的返回值

6.origin函数

• origin: $(origin <variable>)
• 他并不操作变量的值，它只是告诉你你的这个变量是哪里来的
• <variable>是变量的名字，不应该是引用，所以最好不要在<variable>中使用$字符。
• origin函数的返回值：
  • undefined:如果<variable>从来没有定义过，origin函数返回这个值undefined
  • default:如果<variable>是一个默认的定义
  • environment:如果<variable>是一个环境变量，并且当Makefile被执行时，-e参数没有被打开
  • file: 如果<variable>这个变量被定义在Makefile中
  • command line:如果<variable>这个变量是被命令行定义的
  • override: 如果<variable>是被override指示符重新定义的
  • automatic:如果<variable>是一个命令运行中的自动化变量

7. shell函数

contents := $(shell cat foo)
files := $(shell echo *.c)

• 它的参数就是操作系统的shell命令，shell函数把执行操作系统命令后的输出作为函数返回。

8. 控制make的函数
   make提供了一些函数来控制make的运行，通常你需要检测一些运行Makefile时的运行时信息，并且根据这些信息来决定是让make继续执行还是停止

• $(error <text ...>)
  • 产生一个致命错误，<text>是错误信息。error函数不会在一被使用就会产生错误信息，所有如果把其定义在某个变量中，并在后续的脚本中使用这个变量，那也是可以的
• $(warning <text ...>)
  • 它并不会让make退出，只是输出一段警告信息，而make继续执行。

13. make的运行

1.make的退出码

• 0：表示执行成功
• 1: 如果make运行时出现任何错误，返回1
• 2: 如果使用了make的 -q 选项，并且make使得一些目标不需要更新，那返回2

2. 指定Makefile

• 指定一个特殊名字的Makefile
  • make -f 文件名
  • make --file 文件名
  • make --makefile 文件名

3.指定目标

• 一般make的最终目标是第一个目标，如果要指定完成某个目标，可以在make命令后直接跟目标名

4.伪指令

• 在Unix世界中，特别是GNU的开源软件发布时，它的Makefile文件中都包含编译，安装，打包等功能，我们可以做个参照
  • all：这个伪指令是所有目标的目标，其功能一般是编译所有的目标
  • clean：这个伪指令功能是删除所有被make创建的文件
  • install：这个伪指令功能是安装已编译好的程序，其实就是把目标执行文件拷贝到指定的目标中去
  • print：这个伪指令的功能是列出改变过的源文件
  • tar：这个伪指令功能是把源程序打包备份，就是一个tar文件
  • dist：这个伪指令的功能是创建一个压缩文件，一般是把tar文件压成z文件或gz文件
  • TAGS：这个伪指令的功能是更新所有的目标，以备完整地重编译使用
  • check和 test：这两个一般是用来测试Makefile的流程

5. 检查规则
   • make -n
   • make --just-print
   • make --dry-run
   • make --recon

• 不执行参数，这些参数只是打印命令，不管目标是否更新，把规则和连带规则下的命令打印出来，但不执行，这些对调试很有帮助
  • make -t
  • make --touch
• 这个参数的意思是把目标文件的时间更新，但不更改目标文件，make假装编译目标，但不是真正的编译目标，只是把目标变成已编译过的状况
  • make -q
  • make --question
• 这个参数的行为是找目标的意思，如果目标存在，什么也不输出，当然也不会执行，如果目标不存在，会打印出一条出错信息
  • make -W <file>
  • make --what-if=<file>
  • make --assume-new=<file>
  • make --new-file=<file>
• 这个参数需要指定一个文件，一般是源文件，make会根据规则推导来运行依赖于这个文件的命令，

6. make的参数

• 忽略和其他版本make的兼容性
  • make -b
  • make -m
• 认为所有的目标都需要更新（重编译）
  • make -B
  • make --always-make
• 指定读取Makefile的目标，如果有多个 -C 参数，make的解释是后面的路径以前面的作为相对路径，并最后的目录作为被指定目录
  • make -C <dir>
  • make --directory=<dir>
• 输出make的调试信息
  • make -debug[=<options>]
  • 如果没有参数，就输出最简单的调试信息
  • a：就是all，输出所有的调试信息
  • b：就是basic，只输出简单的调试信息，即输出不需要重编译的目标
  • v：也就是verbose，在b选项的级别之上，输出的信息包括哪个make被解析，不需要重编译的依赖文件
  • i：就是implicit，输出隐含规则
  • j：就是jobs，输出执行规则中命令的详细信息，如命令PID，返回码等
  • m：就是Makefile，输出make读取Makefile，更新Makefile，执行Makefile的信息
• make -d 相当于 make -debug=a
• 指明环境变量的值覆盖Makefile中定义的变量的值
  • make -e
  • make --environment-overrides
• 指定需要执行的Makefile
  • make -f=<file>
  • make --file=<file>
  • make --makefile=<file>
• 显示帮助信息
  • make -h
  • make --help
• 在执行时忽略所有的错误
  • make -i
  • make --ignore-errors
• 指定一个被包含Makefile的搜索目标，可以使用多个 -I 参数来指定多个目标
  • make -I <dir>
  • make --include-dir=<dir>
• 指同时运行命令的个数，如果没有这个参数，make运行命令时能运行多少就运行多少。如果有一个以上的 -j 参数，那么仅最后一个 -j 才有效
  • make -j [<jobsnum>]
  • make --jobs[=<jobsnum>]
• 出错也不停止运行，如果生成一个目标失败了，那么依赖于其上的目标就不会被执行
  • make -k
  • make --keep-going
• 指定make运行命令的负载
  • make -l <load>
  • make --load-average[=<load>]
  • make -max-load[=<load>]
• 仅输出执行过程中的命令序列，但并不执行
  • make -n
  • make --just-print
  • make --dry-run
  • make --recon
• 不重新生成指定的<file>，即使这个目标的依赖文件新于它
  • make -o <file>
  • make --old-file=<file>
  • make --assume-old=<file>
• 输出Makefile中的所有数据，包括所有规则和变量，这个参数会让一个简单的Makefile都会输出一堆信息。如果只想输出信息而不想执行Makefile，可以使用 make -qp 的命令。如果想查看执行Makefile前的预设变量和规则，可以使用 make -p -f /dev/null。这个参数输出的信息包含你的Makefile文件的文件名和行号，所以这个参数调试Makefile会很有用。
  • make -p
  • make --print-data-base
• 不运行命令，也不输出，仅仅检查所指定的目标是否需要更新，如果是0，则说明要更新，如果是2，则说明有错误发生
  • make -q
  • make --question
• 禁止make使用任何隐含规则
  • make -r
  • make --no-builtin-rules
• 禁止make使用任何作用于变量上的隐含规则
  -make -R
  • make --no-builtin-variables
• 在命令运行时不输出命令的输出
  • make -s
  • make --silent
  • make --quiet
• 取消 -k 选项的作用，因为有些时候make的选项是从环境变量"MAKEFLAGS"中继承下来的，所以可以在命令行中使用这个参数来让环境变量中的 -k 选项失效
  • make -S
  • make --no-keep-going
  • make --stop
• 只是把目标的修改日期变成最新的，也就是阻止生成目标的命令运行
  • make -t
  • make --touch
• 输出make程序的版本、版权等关于make的信息
  • make -v
  • make --version
• 输出运行Makefile之前和之后的信息，这个参数对于跟踪嵌套式调用make时很有用
  • make -w
  • make --print-directory
• 禁止 -w 选项
  • make --no-print-directory
• 假定目标<file>需要更新，如果 -n 选项使用，那么参数会输出该目标更新时的运行动作，如果没有 -n ，那就像运行Unix的 touch 命令一样，使得 <file>的修改时间为当前时间
  • make -W <file>
  • make --what-if=<file>
  • make --new-file=<file>
  • make --assume-file=<file>
• 只有make发现有未定义的变量，就输出警告信息
  • make --warn-undefined-variables

14. 隐含规则

• 如何不明确地写下规则，make就会在这些预先设置的隐含规则中寻找所需要规则
• make -r 或 make --no-builtin-rules 可以取消部分预设的隐含规则
• 常见的隐含规则

1. 编译C程序的隐含规则
   • <n>.o 的目标的依赖目标会自动推导为 <n>.c ，并且其生成命令时 (CPPFLAGS) $(CFLAGS)
2. 编译C++程序的隐含规则
   • <n>.o 的目标的依赖目标会自动推导为 <n>.cc 或者 <n>.c ，并且其生成命令是 (CPPFLAGS) $(CFLAGS)
3. 汇编和汇编预处理的隐含规则
   • <o>.o 的目标的依赖目标会自动推导为<n>.s ，默认使用编辑器 as，生成命令是：(ASFLAGS) 。<n>.s 的目标的依赖目标会自动推导为<n>.S，默认使用C预编译器cpp，其生成命令是：(ASFLAGS)
4. 链接Object文件的隐含规则
   • <n>目标依赖于<n>.o，通过运行C的编辑器来运行链接程序生成（一般是ld），其生成命令是：(LDFLAGS) <n>.o (LDLIBS)。这个规则只对一个源文件的工程有效，同时也对多个object文件的也有效

• 隐含规则使用的变量
  • 在隐含规则中基本上使用了一些预先设置的变量，可以在Makefile中改变这些变量的值，或者在make的命令行中传入这些值，或在你的环境变量中设置这些值
  • 可以用 make -R 或者 make --no-builtin-variables 参数来取消所定义的变量对隐含规则的作用
  • 隐含规则使用的变量可以分成：和命令相关的 或 和参数相关
• 关于命令的变量
  • AR：函数库打包程序。默认命令是ar
• 关于命令参数的变量