### 如何书写Makefile
#### 概述
Makefile 是一种用于自动化构建过程的脚本文件，在软件开发中尤其重要。它可以自动管理源代码文件之间的依赖关系，并仅重新编译那些真正需要编译的部分，从而极大地提高了软件构建的效率。
#### 关于程序的编译和链接
在计算机编程中，编译和链接是将源代码转换为可执行程序的两个关键步骤。编译器负责将源代码文件转换成目标文件（通常为.o文件），而链接器则将这些目标文件组合成最终的可执行文件。这一过程中可能还会涉及到头文件的预处理等其他任务。
#### Makefile介绍
- **Makefile的规则**：规则定义了如何构建特定的目标文件。它包括依赖项列表以及构建该目标所需的命令。
- **一个示例**：一个简单的Makefile示例可能会包含一个目标`all`，其依赖项为所有的源文件，并且包含一个编译命令。
- **make是如何工作的**：`make`工具通过读取Makefile文件中的规则来决定哪些文件需要被重新编译。它根据文件的时间戳来确定是否需要更新。
- **makefile中使用变量**：变量可以用来存储路径、文件名等，以便在Makefile中重复使用。例如，`CC=gcc`定义了一个名为`CC`的变量，它的值为`gcc`。
- **让make自动推导**：make支持自动推导规则，即根据文件扩展名自动识别并应用相应的编译命令。
- **另类风格的makefile**：除了标准的GNU风格的Makefile之外，还有一些不同的风格，如BSD风格的Makefile。
- **清空目标文件的规则**：通常会有一个`clean`目标，用于删除所有已编译的目标文件和临时文件。
#### Makefile总述
- **Makefile里有什么？**
- **显式规则**：明确指定每个目标及其依赖项的规则。
- **隐晦规则**：也称为隐含规则，make工具可以根据文件扩展名自动识别并应用的规则。
- **变量的定义**：用于简化Makefile的编写，使其更加灵活和易于维护。
- **文件指示**：例如`include`指令，用于引入其他Makefile文件。
- **注释**：以`#`开始的行被视为注释，不会被make解释。
- **Makefile的文件名**：通常命名为`Makefile`或`makefile`，但也可以通过命令行指定其他名称。
- **引用其它的Makefile**：使用`include`指令可以引入其他Makefile文件。
- **环境变量MAKEFILES**：虽然不是标准的环境变量，但在某些场景下可能会被用到。
- **make的工作方式**：make读取Makefile中的规则，并根据文件的时间戳来决定哪些文件需要被重新编译。
#### 书写规则
- **规则举例**：一个典型的规则可能看起来像这样：
```make
all: prog1 prog2
@echo "Building all programs."
```
- **规则的语法**：由目标、依赖项和命令组成。
- **在规则中使用通配符**：例如，`*.o`表示所有以`.o`结尾的文件。
- **文件搜寻**：make会在多个目录中查找依赖文件。
- **伪目标**：没有对应的文件系统中的文件的目标，常用于执行某些动作，如`clean`或`install`。
- **多目标**：一个规则可以有多个目标。
- **静态模式**：一种特殊的规则类型，用于处理具有相似模式的多个文件。
- **自动生成依赖性**：make可以通过解析源文件自动生成依赖关系。
#### 书写命令
- **显示命令**：显示命令实际上会被执行。
- **命令执行**：命令通常在Shell环境中执行。
- **命令出错**：如果命令执行失败，make会停止执行并返回错误。
- **嵌套执行make**：可以在一个make命令内部再次调用make。
- **定义命令包**：可以定义一组相关的命令，并作为一个整体执行。
#### 使用变量
- **变量的基础**：定义变量的基本语法是`name=value`。
- **变量中的变量**：一个变量可以包含另一个变量的值。
- **变量高级用法**：包括条件赋值、函数等。
- **追加变量值**：允许在原有基础上增加新的值。
- **override指示符**：用于在命令行覆盖Makefile中的变量定义。
- **多行变量**：允许变量跨越多行。
- **环境变量**：Makefile可以访问环境变量。
- **目标变量**：与特定目标关联的变量。
- **模式变量**：与模式规则相关的变量。
#### 使用条件判断
- **示例**：通过条件判断来决定是否执行某个命令。
- **语法**：使用`ifeq`、`ifdef`等条件指令。
#### 使用函数
- **函数的调用语法**：通过`$(function)`来调用函数。
- **字符串处理函数**：如`subst`、`patsubst`等，用于修改字符串。
- **文件名操作函数**：如`dir`、`notdir`等，用于操作文件名。
- **foreach函数**：用于遍历列表。
- **if函数**：用于条件判断。
- **call函数**：用于调用其他函数。
- **origin函数**：用于获取变量的来源。
- **shell函数**：用于执行shell命令。
- **控制make的函数**：如`error`、`warning`等，用于控制make的行为。
#### make的运行
- **make的退出码**：用于指示make执行的结果。
- **指定Makefile**：可以通过命令行指定Makefile文件。
- **指定目标**：例如`make all`、`make clean`等。
- **检查规则**：使用`make -n`或`make -p`来检查Makefile中的规则。
- **make的参数**：例如`-j`指定并行编译的数量。
#### 隐含规则
- **使用隐含规则**：make根据文件扩展名自动选择适当的编译命令。
- **隐含规则一览**：包括C/C++/Pascal等语言的规则。
- **隐含规则使用的变量**：定义了与隐含规则相关的变量。
- **隐含规则链**：一系列隐含规则可以链接在一起。
- **定义模式规则**：一种特殊的规则，用于处理具有相似模式的多个文件。
- **老式风格的"后缀规则"**：一种过时的模式规则。
- **隐含规则搜索算法**：make用来决定使用哪个隐含规则的算法。
#### 使用make更新函数库文件
- **函数库文件的成员**：函数库文件可以包含多个对象文件。
- **函数库成员的隐含规则**：make提供了一组默认的规则来处理函数库文件的更新。
- **函数库文件**：make提供了对函数库文件的支持，包括静态库和共享库。
总结而言，Makefile是一种非常强大的工具，它不仅可以自动化编译和链接过程，还可以通过变量、函数和条件判断等功能来实现更复杂的逻辑。理解和掌握Makefile对于从事软件开发的人来说是非常重要的技能之一。
