Make

Make (МФА ; ) — утилита, автоматизирующая процесс преобразования файлов из одной формы в другую. Чаще всего это компиляция исходного кода в объектные файлы и последующая компоновка в исполняемые файлы или библиотеки.

Утилита использует специальные make-файлы, в которых указаны зависимости файлов друг от друга и правила для их удовлетворения. На основе информации о времени последнего изменения каждого файла Make определяет и запускает необходимые программы.

Происхождение 
До создания Make системы сборки (компиляции) ПО Unix обычно состояли из shell-скриптов сборки, сопровождавших исходный код программ.

Make была создана Стюартом Фельдманом (Stuart Feldman) в апреле 1976 года в Bell Labs.

В настоящее время существует множество утилит для отслеживания зависимостей, но Make — одна из самых широко распространённых, в первую очередь благодаря тому, что она включена в Unix, начиная с версии PWB/UNIX (англ. Programmer’s Workbench), которая содержала инструменты для разработки программного обеспечения.

Современные версии 
Существует несколько версий Make, основанных на оригинальной Make или написанных с нуля, использующих те же самые форматы файлов и базовые принципы и алгоритмы, а также содержащие некоторые улучшения и расширения. Например:
 BSD Make, основанная на работе Адама де Бура (Adam de Boor) над версией Make, с возможностью параллельной сборки; в той или иной форме перешла в FreeBSD, NetBSD и OpenBSD.
 GNU Make — входит в большинство дистрибутивов Linux и часто используется в сочетании с GNU build system.

POSIX включает в себя стандарт основных возможностей утилиты Make, с той или иной степенью совместимости реализованный в различных версиях Make. Как правило, простые make-файлы могут быть успешно обработаны различными версиями Make.

Использование 
make [ -f make-файл ] [ цель ] ...

Файл ищется в текущем каталоге. Если ключ -f не указан, используется имя по умолчанию для make-файла — Makefile (однако в разных реализациях Make, кроме этого, могут проверяться и другие файлы, например GNUmakefile).

Make открывает make-файл, считывает правила и выполняет команды, необходимые для создания указанной цели.

Стандартные цели для сборки дистрибутивов GNU:

 all — выполнить сборку пакета;
 install — установить пакет из дистрибутива (производит копирование исполняемых файлов, библиотек и документации в системные каталоги);
 uninstall — удалить пакет (производит удаление исполняемых файлов и библиотек из системных каталогов);
 clean — очистить дистрибутив (удалить из дистрибутива объектные и исполняемые файлы, созданные в процессе компиляции);
 distclean — очистить все созданные при компиляции файлы и все вспомогательные файлы, созданные утилитой ./configure в процессе настройки параметров компиляции дистрибутива.

По умолчанию Make использует самую первую цель в make-файле.

В процессе сборки приложений BSD часто применяют:
 depend — выполнить компиляцию/выстраивание зависимостей.

Make-файл 
Программа Make выполняет команды согласно правилам, указанным в специальном файле. Этот файл называется make-файл (makefile, мейкфайл). Как правило, make-файл описывает, каким образом нужно компилировать и компоновать программу.

make-файл состоит из правил и переменных. Правила имеют следующий синтаксис:
цель1 цель2 ...: реквизит1 реквизит2 ...
    	команда1
    	команда2
    	...

Правило представляет собой набор команд, выполнение которых приведёт к сборке файлов-целей из файлов-реквизитов.

Правило сообщает Make, что файлы, получаемые в результате работы команд (цели), являются зависимыми от соответствующих файлов-реквизитов. Make никак не проверяет и не использует содержимое файлов-реквизитов, однако указание списка файлов-реквизитов требуется только для того, чтобы Make убедилась в наличии этих файлов перед началом выполнения команд и для отслеживания зависимостей между файлами.

Обычно цель представляет собой имя файла, который генерируется в результате работы указанных команд. Целью также может служить название некоторого действия, которое будет выполнено в результате выполнения команд (например, цель clean в make-файлах для компиляции программ обычно удаляет все файлы, созданные в процессе компиляции).

Строки, в которых записаны команды, должны начинаться с символа табуляции.

Рассмотрим несложную программу на Си. Пусть программа program состоит из пары файлов кода — main.c и lib.c, а также из одного заголовочного файла — defines.h, который подключён в обоих файлах кода. Поэтому для создания program необходимо из пар (main.c defines.h) и (lib.c defines.h) создать объектные файлы main.o и lib.o, а затем скомпоновать их в program. При сборке вручную требуется исполнить следующие команды:
cc -c main.c
cc -c lib.c
cc -o program main.o lib.o

Если в процессе разработки программы в файл defines.h будут внесены изменения, потребуется перекомпиляция обоих файлов и линковка, а если изменим lib.c, то повторную компиляцию main.c можно не выполнять.

Таким образом, для каждого файла, который мы должны получить в процессе компиляции, нужно указать, на основе каких файлов и с помощью какой команды он создаётся. Программа Make на основе этих данных выполняет следующее:
 собирает из этой информации правильную последовательность команд для получения требуемых результирующих файлов;
 и инициирует создание требуемого файла только в случае, если такого файла не существует или он старше, чем файлы, от которых он зависит.

Если при запуске Make явно не указать цель, то будет обрабатываться первая цель в make-файле, имя которой не начинается с символа «.».

Для программы program достаточно написать следующий make-файл:
program: main.o lib.o
        cc -o program main.o lib.o
main.o lib.o: defines.h

Стоит отметить ряд особенностей. В имени второй цели указаны два файла и для этой же цели не указана команда компиляции. Кроме того, нигде явно не указана зависимость объектных файлов от «*.c»-файлов. Дело в том, что программа Make имеет предопределённые правила для получения файлов с определёнными расширениями. Так, для цели-объектного файла (расширение «.o») при обнаружении соответствующего файла с расширением «.c» будет вызван компилятор «сс -с» с указанием в параметрах этого «.c»-файла и всех файлов-зависимостей.

Синтаксис для определения переменных:
переменная = значение

Значением может являться произвольная последовательность символов, включая пробелы и обращения к значениям других переменных. С учётом сказанного, можно модифицировать наш make-файл следующим образом:

OBJ = main.o lib.o
program: $(OBJ)
        cc -o program $(OBJ)
$(OBJ): defines.h

Нужно отметить, что вычисление значений переменных происходит только в момент использования (используется так называемое ленивое вычисление). Например, при сборке цели all из следующего make-файла на экран будет выведена строка «Huh?».
foo = $(bar)
bar = $(ugh)
ugh = Huh?
all:
        echo $(foo)

Предположим, что к проекту добавился второй заголовочный файл lib.h, который включается только в lib.c. Тогда make-файл увеличится ещё на одну строчку:
lib.o: lib.h

Таким образом, один целевой файл может указываться в нескольких целях. При этом полный список зависимостей для файла будет составлен из списков зависимостей всех целей, в которых он участвует, создание файла будет производиться только один раз.

Многопоточное исполнение 
Для ускорения длительных задач используют распараллеливание вычислений внутри make-программы. Распараллеливание делается автоматически make-интерпретатором. Для запуска make-файла в многопоточном режиме необходимо передать опцию -j <число потоков>.

make [ -j <число потоков> ] [ цель ]

См. также 
 Autotools
 CMake
 Ninja

Литература 
 Руководство по GNU make  и его переводы — не единственные документы, подходящие для обучения. Для того, чтобы изучить данный инструмент, можно воспользоваться и другими информационными источниками:
 Управление проектами с GNU Make (эта книга — русский перевод «Managing Projects with GNU Make, Third Edition») 
 Managing Projects with GNU Make, Third Edition 
 Как создавать, собирать, устанавливать и использовать пакеты с программами и библиотеками для UNIX-подобных систем 
 Просто о make

Ссылки 

 Руководство по GNU make на gnu.org 
 Руководство по GNU make (версия 3.79) 
 Руководство по FreeBSD make 
 Решение проблем, возникающих при выполнении команд ./configure, make и make install 
 Эффективное использование GNU Make 

Автоматизация сборки
Свободные системы автоматизации сборки
Утилиты Unix