Linux make命令介紹

摘要:在開發一個系統時，一般是將一個系統分成幾個模組，這樣做提高了系統的可維護性，但由於各個模組間不可避免存在關聯，所以當一個模組改動後，其他模 塊也許會有所更新，當然對小系統來說，手工編譯連線是沒問題，但是如果是一個大系統，存在很多個模組，那麼手工編譯的方法就不適用了。為此，在Linux系統中，專門提供了一個make命令來自動維護目標檔案，與手工編譯和連線相比，make命令的優點在於他只更新修改過的檔案（在Linux中，一個檔案被建立或更新後有一個最後修改時間，make命令就是通過這個最後修改時間來判斷此檔案是否被修改），而對沒修改的檔案則置之不理，並且make命令不會漏掉一個需要更新的檔案。

檔案和檔案間或模組或模組間有可能存在倚賴關係，make命令也是依據這種依賴關係來進行維護的，所以我們有必要了解什麼是依賴關係；打個最比喻：如 果我們想玩遊戲，必須有遊戲光碟和電腦（這兩者間存在依賴關係），而有遊戲光碟和電腦的前提條件是必須經濟條件允許，另外當你有了遊戲光碟後還要根據你的 心情來選擇是玩哪種遊戲；如下圖：

玩遊戲
/
/
遊戲光碟 電腦
/ /
/ /
心情 經濟情況

make命令當然不會自己知道這些依賴關係，而需要程式設計師將這些依賴關係寫入一個叫makefile的檔案中。Makefile檔案中包含著一些目標，通常目標就是檔名，對每一個目標，提供了實現這個目標的一組命令以及和這個目標有依賴關係的其他目標或檔名，以下是一個簡單的Makefile的簡單例子：

#一個簡單的Makefile
prog:prog1.o prog2.o   //prog目標依賴prog1.o和prog2.o
gcc prog1.o prog2.o -o prog   //prog1.o和prog2.o生成prog
prog1.o:prog1.c lib.h    //prog1.o 依賴 prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o prog1.o prog1.c  
prog2.o:prog2.c
gcc -c prog2.c

     以上Mamefile中定義了三個目標：prog、prog1和prog2，分號後是依賴檔案列表，中間用一個分號隔開；
　　
    對於第一個目標檔案prog來說，他有兩個依賴檔案：prog1.o和prog2.o，任何一個依賴檔案更新，prog也要隨之更新，命令gcc prog1.o prog2.o -o prog是生成prog的命令。make檢查目標是否需要更新時採用遞迴的方法，遞迴從底層向上對過時目標進行更新，只有當一個目標所依賴的所有目標都為最新時，這個目標才會被更新。 以上面的Makefile為例，我們修改了prog2.c，執行make時，由於目標prog依賴prog1.o和prog2.o，所以要先檢查 prog1.o和prog2.o是否過時，目標prog1.o依賴prog1.c和lib.h，由於我們並沒修改這兩個檔案，所以他們都沒有過期，接下來 再檢查目標prog2.o，他依賴prog2.c，由於我們修改了prog2.c，所以prog2.c比目標檔案prog2.o要新，即prog2.o過 期，而導致了依賴prog2.o的所有目標都過時；這樣make會先更新prog2.o再更新prog。

     如果某一行過長，已經到了文字編輯器的右邊界，可用一個反斜槓（）做換行符，反斜槓所連線的所有行都會被當成一行來處理；另外在Makefile中涉及的檔名允許使用萬用字元（?或*）。

    有時候為了簡化命令的書寫，可以在Makefile中定義一些巨集和使用縮寫，下面是幾個很使用的縮寫：

$@ 代表該目標的全名

$* 代表已經刪除了字尾的目標名

$< 代表該目標的第一個相關目標名

現在就可以使用縮寫對以上Makefile做相應的修改：

#使用縮寫的Makefile
prog:prog1.o prog2.o
gcc prog1.o prog2.o -o $@
prog1.o:prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o $@ $<
prog2.o:prog2.c
gcc -c $*.c

在一個專案中，可能幾個目標中使用同一個檔案a.c，如果以後這個檔案被修改，那麼需要修改Makefile中所有的a.c，這樣就比較麻煩，可以定義巨集來解決這個問題，巨集可以使Makefile更加清晰：

#使用縮寫和巨集的Makefile
MARCO = prog1.o prog2.o
prog:$(MARCO)
gcc prog1.o prog2.o -o $@
prog1.o:prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o $@ $<
prog2.o:prog2.c
gcc -c $*.c

   對於很大的專案來說，自己手寫Makefile非常麻煩，而標準的GNU軟體（如Apacle）都是執行一個configure指令碼檔案來產生 Makefile；GNU軟體automake和autoconf就是自動生成configure的工具。開發人員只需要先定義好巨集，automake處 理後會產生供autoconf使用的Makefine.in，再用autoconf就可以產生configure。要使用automake和 autoconf必須安裝：GNU Automake，GNU Autoconf，GNU m4，perl和GNU Libtool。

假設你有一個原始檔test.c，用autoscan可以產生一個configure.scan檔案，編輯這個檔案

dnl Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_INIT(test.c)
AC_INIT_AUTOMAKE(test,1.0)
dnl Checks for programs.
AC_PROG_CC
dnl Checks for libraries.
dnl Checks for header files.
dnl Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
dnl Checks for library functions.
AC_OUTPUT(Makefile)

接著將configure.scan改名為cnfigure.in，再執行aclocal和autoconf，會產生aclocal.m4和 configure兩個檔案：我們再編輯Makefile.am檔案，Makefile.am檔案中包含了我們自己定義的巨集以及目標文 件，automake會讀如這個檔案並根據我們自己定義的巨集產生相應的Makefile.in檔案：

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
run_PROG=test
test_SOURCE=test.c

接下來執行automake -a，到目前為止，configure檔案已經成功生成。

例子： 從helloworld入手

　　下面的過程如果簡單地說來就是：

　　新建三個檔案：

　　　helloworld.c
configure.in
Makefile.am

　　然後執行：

aclocal; autoconf; automake --add-missing; ./configure; make; ./helloworld

　　就可以看到Makefile被產生出來，而且可以將helloworld.c編譯通過。

　　很簡單吧，幾條命令就可以做出一個符合慣例的Makefile，感覺如何呀。

　　現在開始介紹詳細的過程：

　　1、建目錄

　　在你的工作目錄下建一個helloworld目錄，我們用它來存放helloworld程式及相關檔案，如在/home/my/build下：

$ mkdir helloword
$ cd helloworld

　　2、 helloworld.c

　　然後用你自己最喜歡的編輯器寫一個hellowrold.c檔案，如命令：vi helloworld.c。使用下面的程式碼作為helloworld.c的內容。

int main(int argc, char** argv)
{
printf("Hello, Linux World! ");
return 0;
}

　　完成後儲存退出。

　　現在在helloworld目錄下就應該有一個你自己寫的helloworld.c了。

　　3、生成configure

　　我們使用autoscan命令來幫助我們根據目錄下的原始碼生成一個configure.in的模板檔案。

　　命令：

$ autoscan
$ ls
configure.scan helloworld.c

　　執行後在hellowrold目錄下會生成一個檔案：configure.scan，我們可以拿它作為configure.in的藍本。

　　現在將configure.scan改名為configure.in，並且編輯它，按下面的內容修改，去掉無關的語句：

============================configure.in內容開始=========================================
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_INIT(helloworld.c)
AM_INIT_AUTOMAKE(helloworld, 1.0)

# Checks for programs.
AC_PROG_CC

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.
AC_OUTPUT(Makefile)
============================configure.in內容結束=========================================

　　然後執行命令aclocal和autoconf，分別會產生aclocal.m4及configure兩個檔案：

$ aclocal
$ls
aclocal.m4 configure.in helloworld.c
$ autoconf
$ ls
aclocal.m4 autom4te.cache configure configure.in helloworld.c

大家可以看到configure.in內容是一些巨集定義，這些巨集經autoconf處理後會變成檢查系統特性、環境變數、軟體必須的引數的shell指令碼。

　　autoconf 是用來生成自動配置軟體原始碼指令碼（configure）的工具。configure指令碼能獨立於autoconf執行，且在執行的過程中，不需要使用者的干預。

　　要生成configure檔案，你必須告訴autoconf如何找到你所用的巨集。方式是使用aclocal程式來生成你的aclocal.m4。

　　aclocal根據configure.in檔案的內容，自動生成aclocal.m4檔案。aclocal是一個perl 指令碼程式，它的定義是：“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”。

　　autoconf從configure.in這個列舉編譯軟體時所需要各種引數的模板檔案中建立configure。

　　autoconf需要GNU m4巨集處理器來處理aclocal.m4，生成configure指令碼。

　　m4是一個巨集處理器。將輸入拷貝到輸出，同時將巨集展開。巨集可以是內嵌的，也可以是使用者定義的。除了可以展開巨集，m4還有一些內建的函式，用來引用檔案，執行命令，整數運算，文字操作，迴圈等。m4既可以作為編譯器的前端，也可以單獨作為一個巨集處理器。

4、新建Makefile.am

　　新建Makefile.am檔案，命令：

$ vi Makefile.am

內容如下:

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=helloworld
helloworld_SOURCES=helloworld.c

automake會根據你寫的Makefile.am來自動生成Makefile.in。

　　Makefile.am中定義的巨集和目標,會指導automake生成指定的程式碼。例如，巨集bin_PROGRAMS將導致編譯和連線的目標被生成。

　　5、執行automake

　　命令：

$ automake --add-missing
configure.in: installing `./install-sh'
configure.in: installing `./mkinstalldirs'
configure.in: installing `./missing'
Makefile.am: installing `./depcomp'