### GNU Makefile 中文手册知识点概览
#### 一、Makefile 编写规则与概述
**1.1 概述**
- **Makefile 的作用**：Makefile 是一种脚本文件，主要用于自动化构建项目的过程，它告诉 `make` 工具如何编译和链接程序。
- **Makefile 的格式**：遵循一定的格式规范，如规则、依赖关系等。
**1.2 准备知识**
- **基本概念**：理解目标(target)、依赖(dependency)和命令(command)的概念。
- **工具链**：熟悉编译器、链接器等工具的使用方法。
- **操作系统**：了解 Linux 系统下的文件结构和权限管理。
#### 二、GNU make 介绍
**2.1 Makefile 简介**
- **定义**：Makefile 是用于自动化构建项目的脚本文件。
- **作用**：简化编译过程，避免重复劳动。
**2.2 Makefile 规则介绍**
- **规则格式**：target: dependencies\ncommand
- **规则类型**：简单规则、模式规则、静态模式规则、双冒号规则等。
**2.3 简单示例**
```
all: prog1 prog2
prog1: prog1.o
gcc -o prog1 prog1.o
prog1.o: prog1.c
gcc -c prog1.c
```
**2.4 make 如何工作**
- **读取 Makefile**：make 工具首先读取 Makefile 文件。
- **分析依赖关系**：根据 Makefile 中的规则分析出依赖关系。
- **执行命令**：按需执行命令以更新目标文件。
**2.5 指定变量**
- **定义方式**：`VAR = value` 或 `VAR := value`
- **使用场合**：在 Makefile 中可以定义各种变量来简化规则的编写。
**2.6 自动推导规则**
- **自动推导**：当 Makefile 中没有明确给出某些目标文件的构建规则时，make 会尝试自动推导构建规则。
- **常见后缀**：如 `.c`、`.o` 等。
**2.7 另类风格的 Makefile**
- **Makefile 变体**：有些项目可能采用不同于标准格式的 Makefile。
- **兼容问题**：这种风格的 Makefile 可能需要特定版本的 make 来支持。
**2.8 清除工作目录过程文件**
- **clean 目标**：通常定义一个名为 `clean` 的目标，用来清理编译过程中产生的中间文件。
#### 三、Makefile 总述
**3.1 Makefile 的内容**
- **结构**：包括规则、变量定义、函数调用等。
- **功能**：描述了项目构建的所有细节。
**3.2 makefile 文件的命名**
- **默认文件名**：`Makefile` 或 `makefile`。
- **自定义文件名**：可以通过 `-f` 参数指定。
**3.3 包含其他 makefile 文件**
- **包含命令**：使用 `include` 命令可以包含其他 makefile 文件。
- **用途**：便于模块化管理 Makefile。
**3.4 变量 MAKEFILES**
- **定义**：用于指定额外的 makefile 文件。
- **用途**：在多个 makefile 文件之间共享变量和规则。
**3.5 变量 MAKEFILE_LIST**
- **定义**：包含了所有被 make 读取的 makefile 文件列表。
- **用途**：可用于调试目的。
**3.6 其他特殊变量**
- **MAKE**：当前 make 进程的名称。
- **MAKECMDSTR**：当前执行的命令字符串。
- **?**：未完全定义的目标。
**3.7 makefile 文件的重建**
- **条件**：当 Makefile 文件比其依赖的源文件新时，make 会重新读取 Makefile。
- **影响**：可能导致规则和命令重新解释。
**3.8 重载另一个 makefile**
- **使用场景**：当需要在运行时更改 makefile 时。
- **方法**：通过 `-R` 或 `--reload` 选项来实现。
**3.9 make 如何解析 makefile 文件**
- **变量取值**：make 在解析 makefile 时会处理变量引用。
- **条件语句**：支持 `ifeq`、`ifdef`、`ifneq` 等条件语句。
- **规则定义**：解析并存储规则供后续使用。
**3.10 总结**
- **要点回顾**：本章介绍了 Makefile 的基本结构和关键特性。
- **实践建议**：通过编写实际的 Makefile 来加深理解。
#### 四、Makefile 的规则
**4.1 一个例子**
- **示例代码**：
```
all: prog
prog: prog.o
gcc -o prog prog.o
prog.o: prog.c
gcc -c prog.c
```
**4.2 规则语法**
- **格式**：target: dependencies\ncommand
- **注意事项**：注意缩进和空格的正确使用。
**4.3 依赖的类型**
- **普通依赖**：直接列出文件作为依赖。
- **模式依赖**：使用通配符来匹配一系列文件。
**4.4 文件名使用通配符**
- **通配符**：如 `*` 和 `?`。
- **使用限制**：不能用于所有情况下。
**4.5 目录搜寻**
- **VPATH 变量**：用于指定搜索路径。
- **vpath 关键字**：更精细地控制搜索行为。
**4.6 Makefile 伪目标**
- **定义**：用于表示不是真实文件的目标。
- **常见目标**：`all`、`clean` 等。
**4.7 强制目标（没有命令或依赖的规则）**
- **定义**：仅作为标记使用的规则。
- **用途**：帮助组织 Makefile 的结构。
**4.8 空目标文件**
- **定义**：不包含任何命令的目标。
- **用途**：标记某些条件已完成。
**4.9 Makefile 的特殊目标**
- **定义**：具有特殊含义的目标。
- **例子**：`.PHONY`、`.PRECIOUS` 等。
**4.10 多目标**
- **定义**：一条规则可以有多个目标。
- **用途**：同时构建多个目标文件。
**4.11 多规则目标**
- **定义**：一个目标可以由多个规则定义。
- **优先级**：先定义的规则优先级更高。
**4.12 静态模式**
- **定义**：用于匹配目标文件的模式。
- **例子**：`%.o: %.c` 表示所有 `.c` 文件转换成 `.o` 文件。
**4.13 双冒号规则**
- **定义**：使用 `::` 来定义替代规则。
- **用途**：允许同一个目标对应不同的规则。
**4.14 自动产生依赖**
- **定义**：通过工具自动生成依赖关系。
- **工具**：如 `makedepend` 等。
#### 五、规则的命令
**5.1 命令回显**
- **定义**：显示命令而非直接执行。
- **用途**：调试 Makefile。
**5.2 命令的执行**
- **默认行为**：逐条执行。
- **控制流**：通过 `$(MAKE)` 实现递归调用。
**5.3 并发执行命令**
- **定义**：同时执行多条命令。
- **配置**：通过 `-j` 选项控制并发数。
**5.4 命令执行的错误**
- **定义**：处理命令执行失败的情况。
- **策略**：可以设置 make 忽略某些错误继续执行。
**5.5 中断 make 的执行**
- **定义**：在 Makefile 中提前终止 make 的执行。
- **指令**：使用 `false` 或 `error`。
**5.6 make 的递归执行**
- **定义**：make 调用自身来执行子 makefile。
- **变量 MAKE**：用于控制递归调用的行为。
**5.7 定义命令包**
- **定义**：将多个命令打包在一起作为一个整体执行。
- **语法**：使用 `\n` 分隔多行命令。
**5.8 空命令**
- **定义**：空命令表示不执行任何操作。
- **用途**：占位符，用于保持 Makefile 结构的一致性。
#### 六、Makefile 中的变量
**6.1 变量的引用**
- **基本语法**：`$(VARIABLE)` 或 `${VARIABLE}`。
- **用途**：复用常量或表达式。
**6.2 两种变量定义（赋值）**
- **递归展开式变量**：使用 `:=`。
- **直接展开式变量**：使用 `=`。
- **区别**：递归变量在使用时才展开，而直接变量在定义时立即展开。
**6.3 变量的高级用法**
- **替换引用**：替换文本中的模式。
- **套嵌引用**：变量之间的嵌套引用。
**6.4 变量取值**
- **定义**：变量在何时何地取值。
- **影响因素**：makefile 的加载顺序、变量定义的位置等。
**6.5 如何设置变量**
- **命令行参数**：使用 `-D` 或 `--define-variable`。
- **环境变量**：通过系统环境设置变量。
**6.6 追加变量值**
- **操作**：使用 `+=` 运算符追加值到变量。
- **用途**：扩展变量的功能。
**6.7 override 指示符**
- **定义**：使用 `.override` 指示符可以覆盖变量的值。
- **用途**：在特定规则中临时改变变量的值。
**6.8 多行定义**
- **定义**：使用 `\` 来换行。
- **用途**：使 Makefile 更易阅读。
**6.9 系统环境变量**
- **定义**：Makefile 可以访问系统环境变量。
- **用途**：根据环境变化调整构建过程。
**6.10 目标指定变量**
- **定义**：特定于目标的变量。
- **用途**：根据不同目标定制构建过程。
**6.11 模式指定变量**
- **定义**：针对模式匹配的目标的变量。
- **用途**：进一步细化变量的作用范围。
#### 七、Makefile 的条件执行
**7.1 一个例子**
- **示例代码**：
```
ifeq ($(DEBUG),yes)
CFLAGS += -g
endif
```
**7.2 条件判断的基本语法**
- **条件语句**：`ifeq`、`ifdef`、`ifneq`。
- **逻辑运算**：支持逻辑运算符。
**7.3 标记测试的条件语句**
- **测试命令**：用于检查文件属性、字符串比较等。
- **示例**：`$(filter-out .o, $(SOURCES))`。
#### 八、make 的内嵌函数
**8.1 函数的调用语法**
- **基本语法**：`$(function arguments)`。
**8.2 文本处理函数**
- **函数列表**：
- `subst`：字符串替换。
- `patsubst`：模式匹配替换。
- `strip`：去除字符串两端空白。
- `findstring`：查找子串。
- `filter`：过滤字符串。
- `filter-out`：反向过滤。
- `sort`：排序。
- `word`：提取单词。
- `wordlist`：提取单词列表。
- `words`：统计单词数量。
- `firstword`：获取第一个单词。
#### 结论
通过以上章节的学习，我们可以了解到 Makefile 的核心概念及其在项目构建过程中的重要作用。掌握这些知识点对于提高开发效率、简化项目管理具有重要意义。此外，合理利用 Makefile 的高级特性可以进一步优化构建过程，提高项目的可维护性和可扩展性。
