0. 概述
什么是makefile？
makefile关系到了整个工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。make是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令。
或许很多Winodws程序员都不知道这个东西，因为那些Windows的IDE都为你做了这个工作。
1. 关于程序的编译和链接
一般来说，首先要把源文件编译成中间目标文件，在Windows下也就是 .obj 文件，UNIX下是 .o 文件，即 Object File，这个动作叫做编译（compile）。然后再把大量的Object File合成执行文件，这个动作叫作链接（link）。
编译时，编译器需要的是语法的正确，函数与变量的声明的正确。对于后者，通常是你需要告诉编译器头文件的所在位置，只要所有的语法正确，编译器就可以编译出中间目标文件。一般来说，每个源文件都应该对应于一个中间目标文件。
链接时，主要是链接函数和全局变量，所以，我们可以使用这些中间目标文件（O文件或是OBJ文件）来链接我们的应用程序。链接器并不管函数所在的源文件，只管函数的中间目标文件，在大多数时候，由于源文件太多，编译生成的中间目标文件太多，而在链接时需要明显地指出中间目标文件名，这对于编译很不方便，所以，我们要给中间目标文件打个包，在Windows下这种包叫“库文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，在UNIX下，是Archive File，也就是 .a 文件。
总结一下，源文件首先会生成中间目标文件，再由中间目标文件生成执行文件。在编译时，编译器只检测程序语法，和函数、变量是否被声明。如果函数未被声明，编译器会给出一个警告，但可以生成Object File。而在链接程序时，链接器会在所有的Object File中找寻函数的实现，如果找不到，那到就会报链接错误码。
2. Makefile 介绍
make命令执行时，需要一个 Makefile 文件，以告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序。
首先，我们用一个示例来说明Makefile的书写规则。在这个示例中，工程有8个C文件，和3个头文件，我们要写一个Makefile来告诉make命令如何编译和链接这几个文件。我们的规则是：
- 如果这个工程没有编译过，那么我们的所有C文件都要编译并被链接。
- 如果这个工程的某几个C文件被修改，那么我们只编译被修改的C文件，并链接目标程序。
- 如果这个工程的头文件被改变了，那么我们需要编译引用了这几个头文件的C文件，并链接目标程序。
2.1 Makefile的规则
在讲述这个Makefile之前，还是让我们先来粗略地看一看Makefile的规则。
target ... : prerequisites ...
command
...
...
target也就是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label），对于标签这种特性，在后续的“伪目标”章节中会有叙述。
prerequisites就是，要生成那个target所需要的文件或是目标。
command也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令）
这是一个文件的依赖关系，target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。
2.2 一个示例
正如前面所说的，如果一个工程有3个头文件，和8个C文件，我们为了完成前面所述的那三个规则，我们的Makefile应该是下面的这个样子的。
edit : main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
反斜杠（/）是换行符的意思。这样便于Makefile的易读。我们可以把内容保存在文件为“Makefile”或“makefile”的文件中，然后在该目录下直接输入命令“make”就可以生成执行文件edit。如果要删除执行文件和所有的中间目标文件，那么，只要执行“make clean”就可以了。
在这个makefile中，目标文件包含：执行文件edit和中间目标文件（*.o），依赖文件就是冒号后面的那些 .c 文件和 .h文件。每一个 .o 文件都有一组依赖文件，而这些 .o 文件又是执行文件 edit 的依赖文件。依赖关系的实质上就是说明了目标文件是由哪些文件生成的，换言之，目标文件是哪些文件更新的。
定义好依赖关系后，后续一行定义如何生成目标文件的操作系统命令，以Tab键开头。make会比较目标文件和依赖文件的修改日期，如果依赖文件的日期要比目标文件的新，或者目标文件不存在，那么，make就会执行后续定义的命令。
clean是一个动作名字，冒号后什么也没有，make不会自动去找文件的依赖性，也就不会自动执行其后所定义的命令。要执行其后的命令，就要在make命令后明显得指出这个lable的名字。这样的方法非常有用，我们可以在一个makefile中定义不用的编译或是和编译无关的命令，比如程序的打包，程序的备份，等等。
2.3 make是如何工作的
在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，
- make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
- 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件，在上面的例子中找到“edit”这个文件作为最终的目标文件。
- 如果edit文件不存在，或是edit所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比它新，那么就会执行后面所定义的命令来生成edit这个文件。
- 如果edit所依赖的.o文件也不存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，找到则根据那一个规则生成.o文件。
- 当然，你的C文件和H文件是存在的，于是make会生成 .o 文件，再用 .o 文件生成可执行文件edit
make一层层地去找文件的依赖关系，直到编译出第一个目标文件。在找寻的过程中如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，make会直接退出并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。即我通过依赖关系执行命令后依赖文件还是无法生成则我就不管了
通过上述分析，我们知道像clean这种没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示地要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。
在编程中，如果工程已被编译过，当修改其中一个源文件如file.c，那么根据依赖性，file.o会被重编译，于是file.o的文件修改时间要比edit要新，所以edit也会被重新链接了。
2.4 makefile中使用变量
在上面的例子中，先让我们看看edit的规则：
edit : main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
[.o]文件的字符串重复了两次，如果工程需要加入一个新的[.o]文件，那么需要在三个地方加（还有一个地方在clean中）。如果makefile变得复杂，那么就可能会忘掉一个需要加入的地方，而导致编译失败。所以，为了makefile的易维护，在makefile中可以使用变量。makefile的变量就是一个字符串。
比如，我们声明一个变量，叫objects。我们在makefile一开始就这样定义：
objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
我们可以很方便地在makefile中以“$(objects)”的方式使用这个变量：
objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
...
clean :
rm edit $(objects)
如果有新的 .o 文件加入，只需简单地修改一下 objects 变量即可。
2.5 让make自动推导
make可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，没必要在每一个[.o]文件后都写上类似的命令，make会自动识别并推导命令。
只要make看到一个[.o]文件，它就会自动把[.c]文件加在依赖关系中，如果make找到一个whatever.o，那么whatever.c，就会是whatever.o的依赖文件。并且 cc -c whatever.c 也会被推导出来，于是，我们的makefile再也不用写得这么复杂：
objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : defs.h
kbd.o : defs.h command.h
command.o : defs.h command.h
display.o : defs.h buffer.h
insert.o : defs.h buffer.h
search.o : defs.h buffer.h
files.o : defs.h buffer.h command.h
utils.o : defs.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)
这种方法是make的“隐晦规则”。上面文件内容中.PHONY表示，clean是个伪目标文件。
2.6 另类风格的makefile
既然make可以自动推导命令，那么我看到那堆[.o]和[.h]的依赖就有点不爽，那么多的重复的[.h]，能不能把其收拢起来?没有问题:
objects = main.o kbd.o command.o display.o /
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
$(objects) : defs.h
kbd.o command.o files.o : command.h
display.o insert.o search.o files.o : buffer.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)
这种风格，让我们的makefile变得很简单，但我们的文件依赖关系就显得有点凌乱了。鱼和熊掌不可兼得。还看你的喜好了。我是不喜欢这种风格的，一是文件的依赖关系看不清楚，二是如果文件一多，要加入几个新的.o文件，那就理不清楚了。
2.7 清空目标文件的规则
每个Makefile中都应该写一个清空目标文件（.o和执行文件）的规则，这不仅便于重编译，也很利于保持文件的清洁。
clean:
rm edit $(objects)
更为稳健的做法是：
.PHONY : clean
clean :
-rm edit $(objects)
.PHONY意思表示clean是一个“伪目标”，。而在rm命令前加一个减号的意思就是，也许某些文件出现问题，但不要管，继续做后面的事。当然，clean的规则不要放在文件的开头，不然，这就会变成make的默认目标。
