make学习三：书写规则

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Make学习一：make初探

Make学习二：makefile组成要素

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前言

前文 Make学习二：makefile组成要素 中提到，Makefile 组成中的重要成员就是显示规则。本文重点在编写规则上。

显示规则的格式如下：

target ... : prerequisites ...recipe...

引用前面 Make学习一：make初探 中的话，简单来说，一条规则就像一道菜。如果说 target 是我们的西红柿炒鸡蛋，那 prerequisites 就是西红柿炒鸡蛋的依赖，或者说输入，简单点就是西红柿和鸡蛋。而 recipe 就是西红柿炒鸡蛋的菜谱，也就是要做成这道菜，需要什么步骤，每一步要怎么做。 实际上，recipe 确实是菜谱的意思，prerequisites 意为先决条件。

默认目标

每一条规则在 Makefile 中的 书写顺序一般不影响功能，但会决定默认目标（default goal），即如果你运行 make 没有指定目标，默认会构建的那个目标。

默认目标的规则是：取第一个 Makefile 里第一条规则的第一个 target。

因此，通常会把整个程序编译的规则写在 Makefile 最前面，这个规则的目标经常叫做 all。类似，make 的约定。

如下示例，直接运行 make 输出 Hello, world!：

all: hellohello:@echo "Hello, world!"

规则语法

一条规则的基本写法是：

target ... : prerequisites ...recipe...

targets 一般是文件名，可以用空格分隔多个目标。也可以用 通配符（wildcards）。
配方（recipe）行必须以 Tab 开头（这一点非常重要！）。 也可以通过设置 .RECIPEPREFIX 变量来改成别的符号

一条规则可以有：

• 多个依赖（prerequisites）；
• 多个目标（targets）；
• 也可以没有依赖（比如 .PHONY 规则）；
• 或者没有 recipe（表示目标是伪目标或不需要命令）。

多个依赖示例：

edit: main.o kbd.o command.o display.ogcc -o edit main.o kbd.o command.o display.o

多个目标示例：

clean temp:rm -f *.o temp

这里 clean 和 temp 是 两个目标，共享同一个配方。

长行可以用 \ 续行，但 recipe 不需要续行，必须每行一个 Tab。

规则的作用：如果目标不存在或目标的修改时间早于任何一个依赖，则按照 recipe 去更新它们

order-only prerequisites

有时你会想要某个依赖在目标之前被构建，但不希望因为这个依赖的更新导致目标被重建。这就需要用 order-only prerequisite（仅顺序依赖）。

简单一句话概括：该依赖必须存在，但同时它的更新不能影响到 target 的更新。那么你就需要 order-only prerequisite

写法：target : normal-prerequisites | order-only-prerequisites 使用管道符把 order-only-prerequisites 放在右边即可。

例如：我们想把当前目录下的 foo.c 和 bar.c 文件构建出来的 foo.o 和 bar.o 放在 obj 目录中。但这个目录可能一开始不存在。我们需要：先保证 obj/ 目录存在；但不要因为 obj/ 目录变化而导致目标重建。则 Makefile 的内容如下所示：

OBJDIR := obj
OBJS := $(OBJDIR)/foo.o $(OBJDIR)/bar.oall: $(OBJS)# 创建 obj/ 目录（order-only）
$(OBJDIR)/%.o : %.c | $(OBJDIR)@echo "Compiling $< to $@"@cp $< $@# 仅顺序依赖：保证 obj/ 目录存在，但不影响重建判断
$(OBJDIR):@echo "Creating directory $@"@mkdir -p $@

第一次执行 make，输出如下：

Creating directory obj
Compiling foo.c to obj/foo.o
Compiling bar.c to obj/bar.o

即便我们在 obj 目录下通过命令touch obj/temp创建文件，执行 make 依旧不会有任何更新：make: 对“all”无需做任何事。

文件名中的通配符

在 Makefile 里，一个文件名可以使用通配符（wildcard characters）来匹配多个文件。支持的通配符和 Linux shell 里的一样：* 匹配 任意长度的任意字符，? 匹配任意单个字符，[abc] 匹配括号中任意一个字符。~（波浪号）在文件名开头（单独出现或后跟 /）代表当前用户根目录。

一条规则分 target，prerequisite 和 recipe。target 和 prerequisite 中的 通配符由 make 来展开。而 recipe 中的通配符会把命令传递给 shell 由 shell 来处理。

例如：以下 Makefile 执行 make 之后会打印出所有更新之后的 .c 文件内容。$? = 依赖中比目标 print 新的文件。

print: *.c@echo $?

但变量中的通配符不会自动展开，需要使用函数 $(wildcard)。 例如：objects = *.o 中变量赋值并不会展开，objects 只是 “*.o” 字符串。

此时，当我们通过以下 Makefile 来执行 make 命令：

objects = *.ofoo : $(objects)cc -o foo $(CFLAGS) $(objects)

若当前目录下没有任何 .o 文件，则 *.o 就不会展开，则会出错：make: *** 没有规则可制作目标“*.c”，由“*.o” 需求。 停止。

为了解决这个问题，则需要在变量定义时则进行通配符展开为文件名列表。使用 wildcard 函数，格式：$(wildcard pattern...)。

objects := $(wildcard *.o)
foo : $(objects)  cc -o foo $(CFLAGS) $(objects)

若当前目录下没有任何 .o 文件，则 *.o 仍旧会展开，只是变量 objects 为空字符串。报错：cc -o foo 和 cc: fatal error: no input files

伪目标 Phony Targets

所谓 伪目标（phony target），指的是根本就不是某个实际文件名的目标，而是一个用于明确执行某个配方（recipe）的名字。

使用伪目标的两个主要原因是：避免与同名文件冲突 和 提高性能。例如，如下 Makefile 内容：

clean:rm *.o temp

上面例子中，clean 不是实际会被创建的文件。因此，每次运行 make clean 时，都会执行 rm 命令。

如果当前目录里真有一个名字叫 clean 的文件，make clean 就会误以为 clean 已是最新，不执行删除操作

使用 .PHONY: clean 后，clean 的配方 总是会执行，不会被任何文件阻止。

没有 Prerequisites 和 recipe

如果一个规则 既没有依赖（prerequisite）也没有配方（recipe），并且它的目标文件不存在，那么每次 make 运行时都会认为这个目标已经“更新”。这意味着：所有依赖于这个目标的规则，每次都会执行它们自己的配方。

这个机制常用于强制重新构建（不论文件是否真正变化）。例如以下示例：

clean: FORCErm $(objects)FORCE:

内建特殊目标名

有一些目标名称如果出现在 Makefile 中，会具有特殊的含义。这些名字通常以 . 开头。

.PHONY（伪目标声明），.PHONY 后面列出的所有目标都被认为是伪目标（phony targets）。

.SUFFIXES 目标后面列出的是用于后缀规则 suffix rules的后缀列表。可以用 .SUFFIXES: 清除所有后缀规则（这样就不会自动匹配如 .c → .o 这些规则了）。

.DEFAULT（没有匹配规则时的最后手段），如果一个目标没有任何匹配的规则（无显式也无隐式规则），就会使用 .DEFAULT 提供的配方。

.DEFAULT:@echo "No rule for $@"

等等等等

一个目标多条规则或多个目标共享 prerequisites

例如：kbd.o command.o files.o: command.h 这条 Makefile 内容中，多个目标同时依赖同一个头文件。此时可以用 $@ 来区分当前到底是哪个目标。

一个文件可以同时是多条规则的目标（target）。来自不同规则的所有依赖（prerequisites）会合并成一个总的依赖列表。只要目标比任何一个依赖旧，就会执行配方（recipe）。

例如以下 Makefile 的内容：

objects = foo.o bar.ofoo.o : defs.hbar.o : defs.h test.h$(objects) : config.h

foo.o 的依赖会合并成一个列表：config.h + defs.h

自动生成依赖

在程序的 Makefile 中，你通常需要写很多这种规则：main.o: defs.h。main.c 里用了 #include "defs.h"，那么你就得写 main.o: defs.h。

你写这个规则是为了让 make 知道：如果 defs.h 变了，就得重新编译 main.o。如果你的程序很大，#include 很多，每次增加或删掉头文件都得手动改 Makefile，非常麻烦，容易出错。

为了解决这个问题，现代 C 编译器可以自动帮你生成这些依赖规则。它们会扫描你的源码里的 #include 语句，通常使用 -M 选项来实现。例如：cc -M main.c 它会输出：main.o : main.c defs.h 所以你不再需要自己写这些规则，编译器会帮你搞定。

总结

完结撒花！！