Makefile 笔记

贡献者： addis

预备知识　Makefile 简介

要系统地学习 make，参考资料是 GNU Make 文档，提供网页版和 pdf 下载。
make 程序广义上是声明如何更新一系列文件，以及他们的 dependencies。当某个文件改变后，任何依赖于它的文件都需要通过指定的规则（rule）来更新
Makefile 的语法虽然类似 bash，但并不是 bash。例如给变量赋值时，bash 不允许等号两边有空格，但 Makefile 可以。
使用 make 命令是可以选择使用多线程，例如 make -j4 使用 4 线程。也可以 make -j`getconf _NPROCESSORS_ONLN` 自动设置为 cpu 的数量。
要指定 Makefile 文件，用 make -f 文件
要显示详细的推导信息，用 make --debug=v
rule 的第一行用于声明什么文件取决于什么文件，剩下的行声明用什么命令去更新。
如果一个目标已经有了一个 rule，也可以另外写一些没有 recipe 的 rule 去添加额外的依赖。注意 recipe 只能有一个。
: 后面的文件会按照顺序更新，而且只会更新一次，若以如果更新第二个文件的时候第一个文件被删掉也不会出错。
: 后面可以有 phony target，比如说 make clean 中的 clean
$(var) 和 ${var} 是完全等效的，在双引号内也可以替换。在 rule 的命令中也可以替换。
赋值有两种，var1 = $(...) 可以延迟展开，也就是说使用每次 $(var1) 时会重新求一次 $(...)。如果用 var1 := $(...)，那么会马上对此时的 $(...) 展开，何时使用 $(var1) 都不受其他因素影响。如果等号右边没有变量，那么两种赋值等效。
如果要在 rule 的命令中使用 bash 的变量而不是 Makefile 的变量，要把 $ escape 成 $$。如 echo $${var}，此时传给 bash 的命令就是 echo ${var}。

判断句如下，注意第二行前面是空格而不是 tab。

ifeq ($(var1), true)
    var2 = false
else ifneq($(var2), abc)
    ...
endif

Makefile 中 $(info 显示一些文字) 会在 make 的时候显示文字到命令行。
要想列出 Makefile 包含的所有 target，直接在命令行用 make，空格，然后按两次 tab 自动补全即可。
rm 命令后面记得加 -f 选项，否则如果文件不存在就会出错导致 make 就会失败
可以根据所有 rule 中的 target 和 dependency 画一个树状图，如果某个点的文件不存在，那么就会先运行生成它的 rule，如果图中的任何一点更新了，从这点到顶点的所有文件都要更新。具体的规则是，如果一个 target 的任何一个 dependency 比它要新，那么 target 就要重新编译。
“goal :” 可以声明 make 的终极目标，如
```
goal: file1 file2 ...
	command1
	command2
```
注意 Makefile 中空格和 tab 是区分的！ command 前面必须是 tab。
如果没有 goal 的话，default goal 就是第一个开头不为 “.” 的 target。剩下的 rule 的顺序应该可以随意任何一个被依赖的文件改变了，或者它们依赖的文件改变了，就会执行 command。make 并不知道 command 的含义。只是把它传给 shell 来执行。
implicit rules 大概就是可以仅声明 “A: B”，由自定义的命令或者 make 默认的命令来生成 “A”。implicit rule 中的 dependency 是至少有这些 dependency，而不是只能有这些 dependency。
MAKEFLAGS = -r 大概是用来取消默认 implicit rules，包括所有后缀名识别
老的 suffix rule 和 implicit rules 的功能差不多，现在已经过时了，应该用 implicit rule。一个例子如
```
.f90.o:
	gfortran -c $<
```
其中 $< 是 auto variable 中的一个（见 10.5.3 Automatic Variables），在执行的时候被替换成 : 右边的第一个 dependency。现在如果有
```
file1.o: file1.f90 file2.o file3.o
```
那么应该会执行 gfortran -c file1.f90。另外，如果 “file2.o” 或 “file3.o” 被更新了，这条命令应该也会再执行一次。
$^ 列出所有的 prerequisites (“:” 右边的内容)
$(shell ...) 可以执行 shell 命令并把命令行输出替换到当前未知，如 $(shell echo *.f90) 可以在当前位置列出所有 “.f90” 文件。如果命令太长可以用 \ 换行。注意输出中的换行符会替换为空格。
如果只是想在非 recipe 中执行某个 shell 命令并丢弃输出，那么用 没用的变量 := $(shell 命令)。如果要把结果也输出到命令行，再用 $(info 变量) 即可。赋值一定要有，要不然就相当于把输出的内容直接插入到 Makefile 中造成语法错误。另外赋值一定要用 := 千万不能用 =，前者立即展开 $(...)，后者只有在 没用的变量 被使用时才展开。
$@ 大概就是 target file（如果 “:” 左边只有一个文件的话）
如果在 rule 的命令中用 source 脚本 会出错，因为默认 shell 是 /bin/sh。可以用 . 脚本 等效替代。也可以用 SHELL := /bin/bash。
在 rule 的命令中用 : 要显示的内容 可以在命令行显示内容。其中 : 命令 不做任何事情。
make VAR1=... VAR2=... 可以设置参数（等号两边不能有空格！），相当于在 Makefile 里面使用 VAR1=... VAR2=...，如果 Makefile 里面已经设置了这些参数（默认值），那么则会覆盖。
在 rule 的命令前面加一个 @ 就可以不在 std 输出命令的内容。例如 @printf "一些信息" 或者 @echo '一些信息'
Makefile 的 recipe 中可以再次调用 make 目标，这样可以保证目标按顺序运行，或者 cd ... && make 目标 这样可以更改当前目录。
第一次进入 Makefile 时，MAKELEVEL 的值是 0。如果再次使用 make 命令，MAKELEVEL 会递增。

rule 也可以在条件中定义，例如

ifeq ($(var), val)
目标1:
	命令1
else
目标1:
	命令2
endif

$(error 一些错误信息) 放在 命令2 里面可以提示错误。
recipe 中如果一个命令太长，可以用 \ 换行，缩进可以用多个 tab 或者空格都行。
如果一个 recipe 的最后一个 exit code 是非 0，那么 make 将终止。linux 的 false 命令会主动返回非 0。

implicit rules 的变量

参考官方文档。
makefile 的 Implicit Rules，会使用一些预定义的变量，可以用 --no-builtin-variables 关闭。
这些变量可以在 makefile 中定义，可以作为 make 的参数，也可以作为环境变量
在使用 automake 和 cmake 等工具时，也可以用这些变量来指定额外的编译选项（当他们生成的是 Makefile 时）。
CC 是 C 编译器，CXX 是 C++ 编译器
CFLAGS 是 C 编译器的选项，CXXFLAGS 是 C++ 编译器的选项，FFLAGS 是 Fortran 编译器选项。

1. 字符串处理

$(subst 旧词, 新词, 字符串) 字符串替换
$(addsuffix 后缀, 列表) 把列表中每一个元素后面都加上 后缀
$(addprefix 后缀, 列表) 同理
$(notdir 列表) 把列表中的 目录/文件 变为 文件。
$(sort 列表) 可以排序并移除列表中重复的元素
$(filter-out 列表, 列表1) 把 列表1 中的元素从 列表 中移除。

2. 其他

include 文件 可以把某个文件的内容插入当前地方，如果文件不存在则会警告，且如果该文件是一个 target，每次用 make 会先检查是否需要更新。若不想要警告，也不想更新，可以用 -include 文件。
g++ 的 -MM 选项可以生成某个 cpp 文件或者 h 文件的所有依赖（包括依赖的依赖）。-MM -nostdinc++ 则可以在依赖中去掉标准库中的头文件。用 -include xxx 还可以在依赖中加上 xxx。
g++ 的 -M 选项也一样，但会生成多条依赖关系，每个依赖关系只包含直接依赖。
可以分多次指定一个文件的依赖，如 file: file1 file2，然后又 file: file3 file4。但是 recipe 只能有一个，可以写在任意一个依赖关系下面，也可以另外添加一个 file: 然后写在下面。