http://blog.csdn.net/topasstem8/article/details/5747578
摘要:在開發一個系統時，一般是將一個系統分成幾個模塊，這樣做提高了系統的可維護性，但由於各個模塊間不可避免存在關聯，所以當一個模塊改動后，其他模塊也許會有所更新，當然對小系統來說，手工編譯連接是沒問題，但是如果是一個大系統，存在很多個模塊，那么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文件，與手工編譯和連接相比，make命令的優點在於他只更新修改過的文件（在Linux中，一個文件被創建或更新后有一個最后修改時間，make命令就是通過這個最后修改時間來判斷此文件是否被修改），而對沒修改的文件則置之不理，並且make命令不會漏掉一個需要更新的文件。
文件和文件間或模塊或模塊間有可能存在倚賴關系，make命令也是依據這種依賴關系來進行維護的，所以我們有必要了解什么是依賴關系；打個最比喻：如果我們想玩游戲，必須有游戲光碟和電腦（這兩者間存在依賴關系），而有游戲光碟和電腦的前提條件是必須經濟條件允許，另外當你有了游戲光碟后還要根據你的心情來選擇是玩哪種游戲；如下圖：
玩游戲
/
/
游戲光碟 電腦
/ /
/ /
心情 經濟情況
make命令當然不會自己知道這些依賴關系，而需要程序員將這些依賴關系寫入一個叫makefile的文件中。Makefile文件中包含着一些目標，通常目標就是文件名，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系的其他目標或文件名，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，分號后是依賴文件列表，中間用一個分號隔開；
對於第一個目標文件prog來說，他有兩個依賴文件：prog1.o和prog2.o，任何一個依賴文件更新，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采用遞歸的方法，遞歸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文件，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比目標文件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，已經到了文本編輯器的右邊界，可用一個反斜杠（）做換行符，反斜杠所連接的所有行都會被當成一行來處理；另外在Makefile中涉及的文件名允許使用通配符（?或*）。
有時候為了簡化命令的書寫，可以在Makefile中定義一些宏和使用縮寫，下面是幾個很使用的縮寫：
$@ 代表該目標的全名
$* 代表已經刪除了后綴的目標名
$< 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 $*.c
在一個項目中，可能幾個目標中使用同一個文件a.c，如果以后這個文件被修改，那么需要修改Makefile中所有的a.c，這樣就比較麻煩，可以定義宏來解決這個問題，宏可以使Makefile更加清晰：
#使用縮寫和宏的Makefile
MARCO = prog1.o prog2.o
prog:$(MARCO)
gcc prog1.o prog2.o -o $@
prog1.o:prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o $@ $<
prog2.o:prog2.c
gcc -c $*.c
對於很大的項目來說，自己手寫Makefile非常麻煩，而標准的GNU軟件（如Apacle）都是運行一個configure腳本文件來產生 Makefile；GNU軟件automake和autoconf就是自動生成configure的工具。開發人員只需要先定義好宏，automake處理后會產生供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。
假設你有一個源文件test.c，用autoscan可以產生一個configure.scan文件，編輯這個文件
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)
接着將configure.scan改名為cnfigure.in，再執行aclocal和autoconf，會產生aclocal.m4和 configure兩個文件：我們再編輯Makefile.am文件，Makefile.am文件中包含了我們自己定義的宏以及目標文件，automake會讀如這個文件並根據我們自己定義的宏產生相應的Makefile.in文件：
AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
run_PROG=test
test_SOURCE=test.c
接下來執行automake -a，到目前為止，configure文件已經成功生成。
例子： 從helloworld入手
下面的過程如果簡單地說來就是：
新建三個文件：
helloworld.c
configure.in
Makefile.am
然后執行：
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程序及相關文件，如在/home/my/build下：
$ mkdir helloword
$ cd helloworld
2、 helloworld.c
然后用你自己最喜歡的編輯器寫一個hellowrold.c文件，如命令：vi helloworld.c。使用下面的代碼作為helloworld.c的內容。
int main(int argc, char** argv)
{
printf("Hello, Linux World! ");
return 0;
}
完成后保存退出。
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源代碼生成一個configure.in的模板文件。
命令：
$ autoscan
$ ls
configure.scan helloworld.c
執行后在hellowrold目錄下會生成一個文件：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=========================================
然后執行命令aclocal和autoconf，分別會產生aclocal.m4及configure兩個文件：
$ 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內容是一些宏定義，這些宏經autoconf處理后會變成檢查系統特性、環境變量、軟件必須的參數的shell腳本。
autoconf 是用來生成自動配置軟件源代碼腳本（configure）的工具。configure腳本能獨立於autoconf運行，且在運行的過程中，不需要用戶的干預。
要生成configure文件，你必須告訴autoconf如何找到你所用的宏。方式是使用aclocal程序來生成你的aclocal.m4。
aclocal根據configure.in文件的內容，自動生成aclocal.m4文件。aclocal是一個perl 腳本程序，它的定義是：“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”。
autoconf從configure.in這個列舉編譯軟件時所需要各種參數的模板文件中創建configure。
autoconf需要GNU m4宏處理器來處理aclocal.m4，生成configure腳本。
m4是一個宏處理器。將輸入拷貝到輸出，同時將宏展開。宏可以是內嵌的，也可以是用戶定義的。除了可以展開宏，m4還有一些內建的函數，用來引用文件，執行命令，整數運算，文本操作，循環等。m4既可以作為編譯器的前端，也可以單獨作為一個宏處理器。
4、新建Makefile.am
新建Makefile.am文件，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中定義的宏和目標,會指導automake生成指定的代碼。例如，宏bin_PROGRAMS將導致編譯和連接的目標被生成。
5、運行automake
命令：
$ automake --add-missing
configure.in: installing `./install-sh'
configure.in: installing `./mkinstalldirs'
configure.in: installing `./missing'
Makefile.am: installing `./depcomp'
===============================================================================================
無論是在linux還是在Unix環境中，make都是一個非常重要的編譯命令。不管是自己進行項目開發還是安裝應用軟件，我們都經常要用到make或make install。利用make工具，我們可以將大型的開發項目分解成為多個更易於管理的模塊，對於一個包括幾百個源文件的應用程序，使用make和makefile工具就可以簡潔明快地理順各個源文件之間紛繁復雜的相互關系。而且如此多的源文件，如果每次都要鍵入gcc命令進行編譯的話，那對程序員來說簡直就是一場災難。而make工具則可自動完成編譯工作，並且可以只對程序員在上次編譯后修改過的部分進行編譯。因此，有效的利用make和makefile工具可以大大提高項目開發的效率。同時掌握make和makefile之后，您也不會再面對着Linux下的應用軟件手足無措了。
但令人遺憾的是，在許多講述Linux應用的書籍上都沒有詳細介紹這個功能強大但又非常復雜的編譯工具。在這里我就向大家詳細介紹一下make及其描述文件makefile。
Makefile文件
Make工具最主要也是最基本的功能就是通過makefile文件來描述源程序之間的相互關系並自動維護編譯工作。而makefile 文件需要按照某種語法進行編寫，文件中需要說明如何編譯各個源文件並連接生成可執行文件，並要求定義源文件之間的依賴關系。makefile 文件是許多編譯器--包括 Windows NT 下的編譯器--維護編譯信息的常用方法，只是在集成開發環境中，用戶通過友好的界面修改 makefile 文件而已。
在 UNIX 系統中，習慣使用 Makefile 作為 makfile 文件。如果要使用其他文件作為 makefile，則可利用類似下面的 make 命令選項指定 makefile 文件：
$ make -f Makefile.debug
例如，一個名為PRog的程序由三個C源文件filea.c、fileb.c和filec.c以及庫文件LS編譯生成，這三個文件還分別包含自己的頭文件a.h 、b.h和c.h。通常情況下，C編譯器將會輸出三個目標文件filea.o、fileb.o和filec.o。假設filea.c和fileb.c都要聲明用到一個名為defs的文件，但filec.c不用。即在filea.c和fileb.c里都有這樣的聲明：
#include "defs"
那么下面的文檔就描述了這些文件之間的相互聯系:
#It is a example for describing makefile
prog : filea.o fileb.o filec.o
cc filea.o fileb.o filec.o -LS -o prog
filea.o : filea.c a.h defs
cc -c filea.c
fileb.o : fileb.c b.h defs
cc -c fileb.c
filec.o : filec.c c.h
cc -c filec.c
這個描述文檔就是一個簡單的makefile文件。
從上面的例子注意到，第一個字符為 # 的行為注釋行。第一個非注釋行指定prog由三個目標文件filea.o、fileb.o和filec.o鏈接生成。第三行描述了如何從prog所依賴的文件建立可執行文件。接下來的4、6、8行分別指定三個目標文件，以及它們所依賴的.c和.h文件以及defs文件。而5、7、9行則指定了如何從目標所依賴的文件建立目標。
當filea.c或a.h文件在編譯之后又被修改，則 make 工具可自動重新編譯filea.o，如果在前后兩次編譯之間，filea.C 和a.h 均沒有被修改，而且 test.o 還存在的話，就沒有必要重新編譯。這種依賴關系在多源文件的程序編譯中尤其重要。通過這種依賴關系的定義，make 工具可避免許多不必要的編譯工作。當然，利用 Shell 腳本也可以達到自動編譯的效果，但是，Shell 腳本將全部編譯任何源文件，包括哪些不必要重新編譯的源文件，而 make 工具則可根據目標上一次編譯的時間和目標所依賴的源文件的更新時間而自動判斷應當編譯哪個源文件。
Makefile文件作為一種描述文檔一般需要包含以下內容:
◆ 宏定義
◆ 源文件之間的相互依賴關系
◆ 可執行的命令
Makefile中允許使用簡單的宏指代源文件及其相關編譯信息，在Linux中也稱宏為變量。在引用宏時只需在變量前加$符號，但值得注意的是，如果變量名的長度超過一個字符，在引用時就必須加圓括號（）。
下面都是有效的宏引用：
$(CFLAGS)
$2
$Z
$(Z)
其中最后兩個引用是完全一致的。
需要注意的是一些宏的預定義變量，在Unix系統中，$*、$@、$?和$<四個特殊宏的值在執行命令的過程中會發生相應的變化，而在GNU make中則定義了更多的預定義變量。關於預定義變量的詳細內容，宏定義的使用可以使我們脫離那些冗長乏味的編譯選項，為編寫makefile文件帶來很大的方便。
# Define a macro for the object files
OBJECTS= filea.o fileb.o filec.o
# Define a macro for the library file
LIBES= -LS
# use macros rewrite makefile
prog: $(OBJECTS)
cc $(OBJECTS) $(LIBES) -o prog
……
此時如果執行不帶參數的make命令，將連接三個目標文件和庫文件LS；但是如果在make命令后帶有新的宏定義：
make "LIBES= -LL -LS"
則命令行后面的宏定義將覆蓋makefile文件中的宏定義。若LL也是庫文件，此時make命令將連接三個目標文件以及兩個庫文件LS和LL。
在Unix系統中沒有對常量NULL作出明確的定義，因此我們要定義NULL字符串時要使用下述宏定義：
STRINGNAME=
Make命令
在make命令后不僅可以出現宏定義，還可以跟其他命令行參數，這些參數指定了需要編譯的目標文件。其標准形式為：
target1 [target2 …]:[:][dependent1 …][;commands][#…]
[(tab) commands][#…]
方括號中間的部分表示可選項。Targets和dependents當中可以包含字符、數字、句點和"/"符號。除了引用，commands中不能含有"#",也不允許換行。
在通常的情況下命令行參數中只含有一個":"，此時command序列通常和makefile文件中某些定義文件間依賴關系的描述行有關。如果與目標相關連的那些描述行指定了相關的command序列，那么就執行這些相關的command命令，即使在分號和(tab)后面的aommand字段甚至有可能是NULL。如果那些與目標相關連的行沒有指定command，那么將調用系統默認的目標文件生成規則。
如果命令行參數中含有兩個冒號"::"，則此時的command序列也許會和makefile中所有描述文件依賴關系的行有關。此時將執行那些與目標相關連的描述行所指向的相關命令。同時還將執行build-in規則。
如果在執行command命令時返回了一個非"0"的出錯信號，例如makefile文件中出現了錯誤的目標文件名或者出現了以連字符打頭的命令字符串，make操作一般會就此終止，但如果make后帶有"-i"參數，則make將忽略此類出錯信號。
Make命本身可帶有四種參數：標志、宏定義、描述文件名和目標文件名。其標准形式為：
Make [flags] [macro definitions] [targets]
Unix系統下標志位flags選項及其含義為：
-f file 指定file文件為描述文件，如果file參數為"-"符，那么描述文件指向標准輸入。如果沒有"-f"參數，則系統將默認當前目錄下名為makefile或者名為Makefile的文件為描述文件。在Linux中， GNU make 工具在當前工作目錄中按照GNUmakefile、makefile、Makefile的順序搜索 makefile文件。
-i 忽略命令執行返回的出錯信息。
-s 沉默模式，在執行之前不輸出相應的命令行信息。
-r 禁止使用build-in規則。
-n 非執行模式，輸出所有執行命令，但並不執行。
-t 更新目標文件。
-q make操作將根據目標文件是否已經更新返回"0"或非"0"的狀態信息。
-p 輸出所有宏定義和目標文件描述。
-d Debug模式，輸出有關文件和檢測時間的詳細信息。
Linux下make標志位的常用選項與Unix系統中稍有不同，下面我們只列出了不同部分：
-c dir 在讀取 makefile 之前改變到指定的目錄dir。
-I dir 當包含其他 makefile文件時，利用該選項指定搜索目錄。
-h help文擋，顯示所有的make選項。
-w 在處理 makefile 之前和之后，都顯示工作目錄。
通過命令行參數中的target ，可指定make要編譯的目標，並且允許同時定義編譯多個目標，操作時按照從左向右的順序依次編譯target選項中指定的目標文件。如果命令行中沒有指定目標，則系統默認target指向描述文件中第一個目標文件。
通常，makefile 中還定義有 clean 目標，可用來清除編譯過程中的中間文件，例如：
clean:
rm -f *.o
運行 make clean 時，將執行 rm -f *.o 命令，最終刪除所有編譯過程中產生的所有中間文件。
隱含規則
在make 工具中包含有一些內置的或隱含的規則，這些規則定義了如何從不同的依賴文件建立特定類型的目標。Unix系統通常支持一種基於文件擴展名即文件名后綴的隱含規則。這種后綴規則定義了如何將一個具有特定文件名后綴的文件（例如.c文件），轉換成為具有另一種文件名后綴的文件（例如.o文件）：
.c:.o
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<
系統中默認的常用文件擴展名及其含義為：
.o 目標文件
.c C源文件
.f FORTRAN源文件
.s 匯編源文件
.y Yacc-C源語法
.l Lex源語法
在早期的Unix系統系統中還支持Yacc-C源語法和Lex源語法。在編譯過程中，系統會首先在makefile文件中尋找與目標文件相關的.C文件，如果還有與之相依賴的.y和.l文件，則首先將其轉換為.c文件后再編譯生成相應的.o文件；如果沒有與目標相關的.c文件而只有相關的.y文件，則系統將直接編譯.y文件。
而GNU make 除了支持后綴規則外還支持另一種類型的隱含規則--模式規則。這種規則更加通用，因為可以利用模式規則定義更加復雜的依賴性規則。模式規則看起來非常類似於正則規則，但在目標名稱的前面多了一個 % 號，同時可用來定義目標和依賴文件之間的關系，例如下面的模式規則定義了如何將任意一個 file.c 文件轉換為 file.o 文件：
%.c:%.o
$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c -o $@ $<
#EXAMPLE#
下面將給出一個較為全面的示例來對makefile文件和make命令的執行進行進一步的說明，其中make命令不僅涉及到了C源文件還包括了Yacc語法。本例選自"Unix Programmer's Manual 7th Edition, Volume 2A" Page 283-284
下面是描述文件的具體內容：
#Description file for the Make command
#Send to print
P=und -3 | opr -r2
#The source files that are needed by object files
FILES= Makefile version.c defs main.c donamc.c misc.c file.c \
dosys.c gram.y lex.c gcos.c
#The definitions of object files
OBJECTS= vesion.o main.o donamc.o misc.o file.o dosys.o gram.o
LIBES= -LS
LINT= lnit -p
CFLAGS= -O
make: $(OBJECTS)
cc $(CFLAGS) $(OBJECTS) $(LIBES) -o make
size make
$(OBJECTS): defs
gram.o: lex.c
cleanup:
-rm *.o gram.c
install:
@size make /usr/bin/make
cp make /usr/bin/make ; rm make
#print recently changed files
print: $(FILES)
pr $? | $P
touch print
test:
make -dp | grep -v TIME>1zap
/usr/bin/make -dp | grep -v TIME>2zap
diff 1zap 2zap
rm 1zap 2zap
lint: dosys.c donamc.c file.c main.c misc.c version.c gram.c
$(LINT) dosys.c donamc.c file.c main.c misc.c version.c \
gram.c
rm gram.c
arch:
ar uv /sys/source/s2/make.a $(FILES)
通常在描述文件中應象上面一樣定義要求輸出將要執行的命令。在執行了make命令之后，輸出結果為：
$ make
cc -c version.c
cc -c main.c
cc -c donamc.c
cc -c misc.c
cc -c file.c
cc -c dosys.c
yacc gram.y
mv y.tab.c gram.c
cc -c gram.c
cc version.o main.o donamc.o misc.o file.o dosys.o gram.o \
-LS -o make
13188+3348+3044=19580b=046174b
最后的數字信息是執行"@size make"命令的輸出結果。之所以只有輸出結果而沒有相應的命令行，是因為"@size make"命令以"@"起始，這個符號禁止打印輸出它所在的命令行。
描述文件中的最后幾條命令行在維護編譯信息方面非常有用。其中"print"命令行的作用是打印輸出在執行過上次"make print"命令后所有改動過的文件名稱。系統使用一個名為print的0字節文件來確定執行print命令的具體時間，而宏$?則指向那些在print文件改動過之后進行修改的文件的文件名。如果想要指定執行print命令后，將輸出結果送入某個指定的文件，那么就可修改P的宏定義：
make print "P= cat>zap"
在Linux中大多數軟件提供的是源代碼，而不是現成的可執行文件，這就要求用戶根據自己系統的實際情況和自身的需要來配置、編譯源程序后，軟件才能使用。只有掌握了make工具，才能讓我們真正享受到到Linux這個自由軟件世界的帶給我們無窮樂趣。