程式碼變成可執行檔案，叫做編譯（compile）；先編譯這個，還是先編譯那個（即編譯的安排），叫做構建（build）。
Make是最常用的構建工具，誕生於1977年，主要用於C語言的專案。但是實際上 ，任何只要某個檔案有變化，就要重新構建的專案，都可以用Make構建。
本文介紹Make命令的用法，從簡單的講起，不需要任何基礎，只要會使用命令列，就能看懂。我的參考資料主要是Isaac Schlueter的《Makefile檔案教程》和《GNU Make手冊》。
（題圖：攝於博茲賈阿達島，土耳其，2013年7月）
一、Make的概念
Make這個詞，英語的意思是"製作"。Make命令直接用了這個意思，就是要做出某個檔案。比如，要做出檔案a.txt，就可以執行下面的命令。
$ make a.txt
但是，如果你真的輸入這條命令，它並不會起作用。因為Make命令本身並不知道，如何做出a.txt，需要有人告訴它，如何呼叫其他命令完成這個目標。
比如，假設檔案 a.txt 依賴於 b.txt 和 c.txt ，是後面兩個檔案連線（cat命令）的產物。那麼，make 需要知道下面的規則。
a.txt: b.txt c.txt cat b.txt c.txt > a.txt
也就是說，make a.txt 這條命令的背後，實際上分成兩步：第一步，確認 b.txt 和 c.txt 必須已經存在，第二步使用 cat 命令 將這個兩個檔案合併，輸出為新檔案。
像這樣的規則，都寫在一個叫做Makefile的檔案中，Make命令依賴這個檔案進行構建。Makefile檔案也可以寫為makefile， 或者用命令列引數指定為其他檔名。
$ make -f rules.txt # 或者 $ make --file=rules.txt
上面程式碼指定make命令依據rules.txt檔案中的規則，進行構建。
總之，make只是一個根據指定的Shell命令進行構建的工具。它的規則很簡單，你規定要構建哪個檔案、它依賴哪些原始檔，當那些檔案有變動時，如何重新構建它。
二、Makefile檔案的格式
構建規則都寫在Makefile檔案裡面，要學會如何Make命令，就必須學會如何編寫Makefile檔案。
2.1 概述
Makefile檔案由一系列規則（rules）構成。每條規則的形式如下。
<target> : <prerequisites> [tab] <commands>
上面第一行冒號前面的部分，叫做"目標"（target），冒號後面的部分叫做"前置條件"（prerequisites）；第二行必須由一個tab鍵起首，後面跟著"命令"（commands）。
"目標"是必需的，不可省略；"前置條件"和"命令"都是可選的，但是兩者之中必須至少存在一個。
每條規則就明確兩件事：構建目標的前置條件是什麼，以及如何構建。下面就詳細講解，每條規則的這三個組成部分。
2.2 目標（target）
一個目標（target）就構成一條規則。目標通常是檔名，指明Make命令所要構建的物件，比如上文的 a.txt 。目標可以是一個檔名，也可以是多個檔名，之間用空格分隔。
除了檔名，目標還可以是某個操作的名字，這稱為"偽目標"（phony target）。
clean: rm *.o
上面程式碼的目標是clean，它不是檔名，而是一個操作的名字，屬於"偽目標 "，作用是刪除物件檔案。
$ make clean
但是，如果當前目錄中，正好有一個檔案叫做clean，那麼這個命令不會執行。因為Make發現clean檔案已經存在，就認為沒有必要重新構建了，就不會執行指定的rm命令。
為了避免這種情況，可以明確宣告clean是"偽目標"，寫法如下。
.PHONY: clean clean: rm *.o temp
宣告clean是"偽目標"之後，make就不會去檢查是否存在一個叫做clean的檔案，而是每次執行都執行對應的命令。像.PHONY這樣的內建目標名還有不少，可以檢視手冊。
如果Make命令執行時沒有指定目標，預設會執行Makefile檔案的第一個目標。
$ make
上面程式碼執行Makefile檔案的第一個目標。
2.3 前置條件（prerequisites）
前置條件通常是一組檔名，之間用空格分隔。它指定了"目標"是否重新構建的判斷標準：只要有一個前置檔案不存在，或者有過更新（前置檔案的last-modification時間戳比目標的時間戳新），"目標"就需要重新構建。
result.txt: source.txt cp source.txt result.txt
上面程式碼中，構建 result.txt 的前置條件是 source.txt 。如果當前目錄中，source.txt 已經存在，那麼make result.txt可以正常執行，否則必須再寫一條規則，來生成 source.txt 。
source.txt: echo "this is the source" > source.txt
上面程式碼中，source.txt後面沒有前置條件，就意味著它跟其他檔案都無關，只要這個檔案還不存在，每次呼叫make source.txt，它都會生成。
$ make result.txt $ make result.txt
上面命令連續執行兩次make result.txt。第一次執行會先新建 source.txt，然後再新建 result.txt。第二次執行，Make發現 source.txt 沒有變動（時間戳晚於 result.txt），就不會執行任何操作，result.txt 也不會重新生成。
如果需要生成多個檔案，往往採用下面的寫法。
source: file1 file2 file3
上面程式碼中，source 是一個偽目標，只有三個前置檔案，沒有任何對應的命令。
$ make source
執行make source命令後，就會一次性生成 file1，file2，file3 三個檔案。這比下面的寫法要方便很多。
$ make file1 $ make file2 $ make file3
2.4 命令（commands）
命令（commands）表示如何更新目標檔案，由一行或多行的Shell命令組成。它是構建"目標"的具體指令，它的執行結果通常就是生成目標檔案。
每行命令之前必須有一個tab鍵。如果想用其他鍵，可以用內建變數.RECIPEPREFIX宣告。
.RECIPEPREFIX = > all: > echo Hello, world
上面程式碼用.RECIPEPREFIX指定，大於號（>）替代tab鍵。所以，每一行命令的起首變成了大於號，而不是tab鍵。
需要注意的是，每行命令在一個單獨的shell中執行。這些Shell之間沒有繼承關係。
var-lost: export foo=bar echo "foo=[$$foo]"
上面程式碼執行後（make var-lost），取不到foo的值。因為兩行命令在兩個不同的程式執行。一個解決辦法是將兩行命令寫在一行，中間用分號分隔。
var-kept: export foo=bar; echo "foo=[$$foo]"
另一個解決辦法是在換行符前加反斜槓轉義。
var-kept: export foo=bar; \ echo "foo=[$$foo]"
最後一個方法是加上.ONESHELL:命令。
.ONESHELL: var-kept: export foo=bar; echo "foo=[$$foo]"
三、Makefile檔案的語法
3.1 註釋
井號（#）在Makefile中表示註釋。
# 這是註釋 result.txt: source.txt # 這是註釋 cp source.txt result.txt # 這也是註釋
3.2 回聲（echoing）
正常情況下，make會列印每條命令，然後再執行，這就叫做回聲（echoing）。
test: # 這是測試
執行上面的規則，會得到下面的結果。
$ make test # 這是測試
在命令的前面加上@，就可以關閉回聲。
test: @# 這是測試
現在再執行make test，就不會有任何輸出。
由於在構建過程中，需要了解當前在執行哪條命令，所以通常只在註釋和純顯示的echo命令前面加上@。
test: @# 這是測試 @echo TODO
3.3 萬用字元
萬用字元（wildcard）用來指定一組符合條件的檔名。Makefile 的萬用字元與 Bash 一致，主要有星號（*）、問號（？）和 [...] 。比如， *.o 表示所有字尾名為o的檔案。
clean: rm -f *.o
3.4 模式匹配
Make命令允許對檔名，進行類似正則運算的匹配，主要用到的匹配符是%。比如，假定當前目錄下有 f1.c 和 f2.c 兩個原始碼檔案，需要將它們編譯為對應的物件檔案。
%.o: %.c
等同於下面的寫法。
f1.o: f1.c f2.o: f2.c
使用匹配符%，可以將大量同型別的檔案，只用一條規則就完成構建。
3.5 變數和賦值符
Makefile 允許使用等號自定義變數。
txt = Hello World test: @echo $(txt)
上面程式碼中，變數 txt 等於 Hello World。呼叫時，變數需要放在 $( ) 之中。
呼叫Shell變數，需要在美元符號前，再加一個美元符號，這是因為Make命令會對美元符號轉義。
test: @echo $$HOME
有時，變數的值可能指向另一個變數。
v1 = $(v2)
上面程式碼中，變數 v1 的值是另一個變數 v2。這時會產生一個問題，v1 的值到底在定義時擴充套件（靜態擴充套件），還是在執行時擴充套件（動態擴充套件）？如果 v2 的值是動態的，這兩種擴充套件方式的結果可能會差異很大。
為了解決類似問題，Makefile一共提供了四個賦值運算子 （=、:=、？=、+=），它們的區別請看StackOverflow。
VARIABLE = value # 在執行時擴充套件，允許遞迴擴充套件。 VARIABLE := value # 在定義時擴充套件。 VARIABLE ?= value # 只有在該變數為空時才設定值。 VARIABLE += value # 將值追加到變數的尾端。
3.6 內建變數（Implicit Variables）
Make命令提供一系列內建變數，比如，$(CC) 指向當前使用的編譯器，$(MAKE) 指向當前使用的Make工具。這主要是為了跨平臺的相容性，詳細的內建變數清單見手冊。
output: $(CC) -o output input.c
3.7 自動變數（Automatic Variables）
Make命令還提供一些自動變數，它們的值與當前規則有關。主要有以下幾個。
（1）$@
$@指代當前目標，就是Make命令當前構建的那個目標。比如，make foo的 $@ 就指代foo。
a.txt b.txt: touch $@
等同於下面的寫法。
a.txt: touch a.txt b.txt: touch b.txt
（2）$<
$< 指代第一個前置條件。比如，規則為 t: p1 p2，那麼$< 就指代p1。
a.txt: b.txt c.txt cp $< $@
等同於下面的寫法。
a.txt: b.txt c.txt cp b.txt a.txt
（3）$?
$? 指代比目標更新的所有前置條件，之間以空格分隔。比如，規則為 t: p1 p2，其中 p2 的時間戳比 t 新，$?就指代p2。
（4）$^
$^ 指代所有前置條件，之間以空格分隔。比如，規則為 t: p1 p2，那麼 $^ 就指代 p1 p2 。
（5）$*
$* 指代匹配符 % 匹配的部分， 比如% 匹配 f1.txt 中的f1 ，$* 就表示 f1。
（6）$(@D) 和 $(@F)
$(@D) 和 $(@F) 分別指向 $@ 的目錄名和檔名。比如，$@是 src/input.c，那麼$(@D) 的值為 src ，$(@F) 的值為 input.c。
（7）$(<D) 和 $(<F)
$(<D) 和 $(<F) 分別指向 $< 的目錄名和檔名。
所有的自動變數清單，請看手冊。下面是自動變數的一個例子。
dest/%.txt: src/%.txt @[ -d dest ] || mkdir dest cp $< $@
上面程式碼將 src 目錄下的 txt 檔案，拷貝到 dest 目錄下。首先判斷 dest 目錄是否存在，如果不存在就新建，然後，$< 指代前置檔案（src/%.txt）， $@ 指代目標檔案（dest/%.txt）。
3.8 判斷和迴圈
Makefile使用 Bash 語法，完成判斷和迴圈。
ifeq ($(CC),gcc) libs=$(libs_for_gcc) else libs=$(normal_libs) endif
上面程式碼判斷當前編譯器是否 gcc ，然後指定不同的庫檔案。
LIST = one two three all: for i in $(LIST); do \ echo $$i; \ done # 等同於 all: for i in one two three; do \ echo $i; \ done
上面程式碼的執行結果。
one two three
3.9 函式
Makefile 還可以使用函式，格式如下。
$(function arguments) # 或者 ${function arguments}
Makefile提供了許多內建函式，可供呼叫。下面是幾個常用的內建函式。
（1）shell 函式
shell 函式用來執行 shell 命令
srcfiles := $(shell echo src/{00..99}.txt)
（2）wildcard 函式
wildcard 函式用來在 Makefile 中，替換 Bash 的萬用字元。
srcfiles := $(wildcard src/*.txt)
（3）subst 函式
subst 函式用來文字替換，格式如下。
$(subst from,to,text)
下面的例子將字串"feet on the street"替換成"fEEt on the strEEt"。
$(subst ee,EE,feet on the street)
下面是一個稍微複雜的例子。
comma:= , empty:= # space變數用兩個空變數作為識別符號，當中是一個空格 space:= $(empty) $(empty) foo:= a b c bar:= $(subst $(space),$(comma),$(foo)) # bar is now `a,b,c'.
（4）patsubst函式
patsubst 函式用於模式匹配的替換，格式如下。
$(patsubst pattern,replacement,text)
下面的例子將檔名"x.c.c bar.c"，替換成"x.c.o bar.o"。
$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)
（5）替換字尾名
替換字尾名函式的寫法是：變數名 + 冒號 + 字尾名替換規則。它實際上patsubst函式的一種簡寫形式。
min: $(OUTPUT:.js=.min.js)
上面程式碼的意思是，將變數OUTPUT中的字尾名 .js 全部替換成 .min.js 。
四、Makefile 的例項
（1）執行多個目標
.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff cleanall : cleanobj cleandiff rm program cleanobj : rm *.o cleandiff : rm *.diff
上面程式碼可以呼叫不同目標，刪除不同字尾名的檔案，也可以呼叫一個目標（cleanall），刪除所有指定型別的檔案。
（2）編譯C語言專案
edit : main.o kbd.o command.o display.o cc -o edit main.o kbd.o command.o display.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 cc -c display.c clean : rm edit main.o kbd.o command.o display.o .PHONY: edit clean
今天，Make命令的介紹就到這裡。下一篇文章我會介紹，如何用 Make 來構建 Node.js 專案。
（完）