此教程將計(jì)劃以兩部分內(nèi)容呈現(xiàn)，目標(biāo)是從零基礎(chǔ)到 GNU make 最本原理的掌握，這是第二部分內(nèi)容，分按不同的工程類型分成多個(gè)示范項(xiàng)目來(lái)展示。零基本可以先看第一部分：Basic Concepts：

1. ??? Basic Concepts
   

2. ??? Demo Projects

第二部分計(jì)劃提供以下工程示范，當(dāng)前即為第一個(gè) Makefile 腳本應(yīng)用示范：

1. ??? Scheme R6RS 語(yǔ)言規(guī)范文檔處理 [LaTeX]

2. ??? Multi threaded Download

3. ??? C/C++ Project Templates

4. ??? Erlang Project Templates

5. ??? Unit Test

完整《Makefile 光學(xué)教程》以及 GNU M4 教程參考開源文檔：https://github.com/Jeangowhy/opendocs/blob/main/Makefile.md

RnRS (the Revised^n Reports on Scheme) 作為 Scheme 社區(qū)的權(quán)威報(bào)告，對(duì)其語(yǔ)言規(guī)范的實(shí)現(xiàn)者具有積極指導(dǎo)意義。比如，按規(guī)范實(shí)現(xiàn)的 rsrn base 模塊，就 提供各種數(shù)據(jù)類型相關(guān)操作的模塊。Guile 3.0.9 版本的源代碼文檔中包含了 R5RS Texinfo 格式文檔，可以作為趁手的備查文檔。源代碼中同樣包含了官方的參考手冊(cè)，info 格式可以很方便地轉(zhuǎn)換成其它格式，比如 Markdown。

Make 提供了一套機(jī)制給開發(fā)者編寫擴(kuò)展程序，即各種基于 make 的工具開發(fā)，也就是手冊(cè) 12 Extending GNU 'make' 和 13 Integrating GNU 'make' 中所闡述的內(nèi)容，主要是 job slots 在進(jìn)程間的共享。擴(kuò)展 make 就是基于插件機(jī)制編寫工具，并且通過(guò)腳本中的 load 指令加載和執(zhí)行指定方法，或者默認(rèn)的入口方法。官方已經(jīng)在 GNU Make 4.2 集成 Guile。

Guile 是一種嵌入式腳本語(yǔ)言，屬于 Scheme programming language 的一種，即 LISP 語(yǔ)言的一種方言。這類語(yǔ)言使用的語(yǔ)法非常新奇（古典），例如，調(diào)用加法算術(shù)函數(shù) `(+ 1 2)` 得到結(jié)果為 3，嵌套調(diào)用就繼續(xù)加圓括號(hào)。

目前 R6RS 規(guī)范報(bào)告文檔共享在 https://www.r6rs.org/ 網(wǎng)站上，文檔分為四個(gè)部分：

1. Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme

2. Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme — Standard Libraries

3. Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme — Non-Normative Appendices

4. Revised6 Report on the Algorithmic Language Scheme — Rationale

R6RS 文檔原始格式是 48 個(gè) TEX 文檔，外加兩個(gè)書目 Bibliology，計(jì)算其它轉(zhuǎn)換腳本就有 67 個(gè)原始文件。

1. https://www.latex-project.org/?

1. https://tikzit.github.io/

2. https://www.overleaf.com/learn/latex/Learn_LaTeX_in_30_minutes

3. https://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/index.html

4. https://www-cs-faculty.stanford.edu/~knuth/taocp.html

5. https://lamport.azurewebsites.net/pubs/pubs.html

TeX 是一個(gè)排版系統(tǒng)，也是 LaTeX 的基礎(chǔ)。TeX 作者高德納(Donald Ervin Knuth)的傳奇一生中寫作了一部計(jì)算機(jī)科學(xué)巨著 The Art of Computer Programming (TAOCP)。在準(zhǔn)備出版第四卷時(shí)，出版社給了他一本已經(jīng)出版的第二卷第二版書過(guò)目過(guò)目，發(fā)現(xiàn)那書的顏值一言難盡，覺得現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)排版系統(tǒng)不太行，為了使自己的畢生心血看著美觀，自己寫一個(gè)排版系統(tǒng)。1978 年 TeX 第一版發(fā)布，就得到了許多人的追捧，1982 年高老爺子緊接著發(fā)布了 TeX 的第二版 TeX82。10 年后，1989 年發(fā)布了 TeX3.0，老爺子宣布，除了修改 bug 停止 TeX 的開發(fā)，因?yàn)?TeX3.0 已經(jīng)非常穩(wěn)定了。

LaTeX 是基于 TeX 之上定義的一組宏集，相當(dāng)于對(duì) TeX 進(jìn)行了一次封裝。是出版物的高質(zhì)量排版系統(tǒng)，一個(gè)文檔準(zhǔn)備系統(tǒng)，包括為制作技術(shù)和科學(xué)文件而設(shè)計(jì)的功能。LaTeX 是科學(xué)文獻(xiàn)交流和出版的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。LaTeX 是免費(fèi)軟件。LaTeX 作者是美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家萊斯利·蘭伯特 Leslie Lamport。

TeX 名字源自 technology 的希臘詞根，而將 Lamport 大佬的名字和 TeX 混合則得到了 LaTeX 的名字。到現(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)一堆數(shù)不過(guò)來(lái)的和 TeX 扯關(guān)系的應(yīng)用。

LaTeX 也是宏編程的一種形式，它大量使用斜桿前綴定義宏符號(hào)，An introduction to LaTeX 文檔給出以下 Hello World 文檔示范：

LaTeX 目錄分區(qū)條目的宏定義：

https://www.overleaf.com/learn/latex/Sections_and_chapters

現(xiàn)在希望將 R6RS 這些文件的內(nèi)容統(tǒng)一歸納到一個(gè)文件，這樣可以使用 Sublime Text 閱讀文檔時(shí)提供的快捷跳轉(zhuǎn)功能，避免了文檔來(lái)回切換的時(shí)間損失，更嚴(yán)重的是切換動(dòng)作導(dǎo)致注意力的渙散，使文檔閱讀效率大大下降。

文檔壓縮包內(nèi) Makefile 腳本已經(jīng)定義好了各種格式轉(zhuǎn)換的規(guī)則，但對(duì)于我的目標(biāo)不是很重要，只需要它定義的文件列表：

可以使用 Node.js 平臺(tái)提供的 watch 工具監(jiān)視腳本，Linux 系統(tǒng)內(nèi)置 watch 命令，只是用法上有些差別。只要監(jiān)視的文件有改動(dòng)就執(zhí)行相應(yīng)的命令，這會(huì)很方便地調(diào)試 Makefile 腳本。

使用過(guò)濾器只可以監(jiān)視指定的文件，過(guò)濾器文件是一個(gè)返回過(guò)濾函數(shù)的 Node.js 模塊腳本，過(guò)濾函數(shù)名稱隨意，但需要在作為 exports 返回，然后通過(guò) -f 或者 --filter 將文件名傳遞給 watch 工具：

過(guò)濾器中的注解符號(hào)是 TypeScript 編譯器支持的類型修飾符號(hào)，Sublime Text 安裝 LSP 插件和 TypeScript 語(yǔ)言服務(wù)器后就可以提示智能提示，并且在 tsc 編譯器中也可以做類型檢查工作。

為了將這些 TEX 文檔按目錄順序?qū)懭胪粋€(gè) TEX 文檔，當(dāng)然這過(guò)過(guò)程引入的文檔頭部定義可能會(huì)導(dǎo)致文檔定義不符合規(guī)范，需要在 Makefile 文檔中增加以下規(guī)則定義：

現(xiàn)在開始需要使用到自動(dòng)變量了，它們?cè)诿顗K中引用當(dāng)前規(guī)則包含的各種信息：

1.? `$<` 自動(dòng)變量表示依賴列表中的第一個(gè)依賴項(xiàng)；

2.? `$^` 自動(dòng)變量表示整個(gè)依賴列表，列表中各依賴項(xiàng)之以空格隔開；

3.? `$+` 類似 $^，只是按順序包含目標(biāo)在 Makefile 中的依賴列表，配合鏈接程序使用；

4.? `$*` 模式匹配 % 符號(hào)匹配到的內(nèi)容，稱為主干 stem 并會(huì)替換依賴文件 % 符號(hào)；

5.? 函數(shù)內(nèi)可以接收 $1 ~ $9 這幾個(gè)參數(shù)，GNU m4 則沒有這個(gè)數(shù)量限制，$0 還是一樣指代宏名。

這里使用了 Makefile 內(nèi)置的 .PHONY 虛構(gòu)目標(biāo)，它的功能及目的就是不對(duì)目標(biāo)文件是否存在、更新狀態(tài)等等進(jìn)行隱式的檢測(cè)，而是在構(gòu)建目標(biāo)時(shí)無(wú)條件地執(zhí)行命令塊中定義的 shell 命令。目前只是使用 echo 命令打印文檔列表，接下來(lái)就需要考慮是否需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換？如果需要就調(diào)用系統(tǒng)中安裝好的轉(zhuǎn)換工具程序。當(dāng)前就不需要做格式轉(zhuǎn)換處理，Sublime Text 有可以提供閱讀 TEX 格式文檔的輔助插件。

所以，只需要將文檔內(nèi)容直接寫入指定文件，Makefile 腳本中有多種執(zhí)行命令的形式：

1. 直接使用操作系統(tǒng)提供的標(biāo)準(zhǔn)文件重定向功能，如 > 和 >> 分別表示寫入、附加寫入；

2. 使用 shell 命令，如 cat 等等將內(nèi)容寫入指定文件；

3. 使用 Makefile 內(nèi)置的 file 函數(shù)，也使用標(biāo)準(zhǔn)文件重定向一樣尖括號(hào)表示讀寫操作；

4. 使用 Make 提供的插件擴(kuò)展接口，編寫自己的插件實(shí)現(xiàn)文件讀寫功能；

要小心使用這些功能、函數(shù)，否則不小心傳遞錯(cuò)誤參數(shù)就可以導(dǎo)致文件內(nèi)容被覆蓋，或者制造一個(gè)巨無(wú)霸文件。另外，在同一個(gè)命令塊中，echo 方式輸出的內(nèi)容會(huì)在 file 函數(shù)輸出內(nèi)容之后，與命令出現(xiàn)的先后順序無(wú)關(guān)，由低層數(shù)據(jù)操作邏輯決定的。

接下來(lái)，需要引入一個(gè)順號(hào)作為 TeX 文檔中通過(guò) \chapter 標(biāo)記記錄當(dāng)前嵌入文檔的序號(hào)。但是 Makefile 除了字符串，并沒有直接提供數(shù)值運(yùn)算的功能，解決數(shù)值運(yùn)算有以下幾種方法：

1. 使用 shell 函數(shù)調(diào)用外部的數(shù)值計(jì)算能力，如 @echo "1+3=$(shell echo $$((1+2)))"；

2. 使用內(nèi)置宏函數(shù)、自定義函數(shù)構(gòu)造出數(shù)值運(yùn)算功能；

3. 使用 Make 提供的插件擴(kuò)展接口，編寫自己的插件實(shí)現(xiàn)數(shù)值運(yùn)算功能；

Make 不支持在執(zhí)行構(gòu)建目標(biāo)的命令中修改變量，這為數(shù)值處理設(shè)置了一些障礙。

注意：shell 使用 `$((1+2))` 這樣的表達(dá)式做數(shù)值運(yùn)算，Makefile 中就需要將 $ 轉(zhuǎn)義為 $$。變量 賦值和引用變量語(yǔ)法上也有差別，后者需要 $var 這樣的表達(dá)，同樣需要轉(zhuǎn)義。因?yàn)?shell 命令計(jì)算結(jié)果是臨時(shí)的，所有需要將它保存到文件中重復(fù)利用。即使用 .ONESHELL 或者 export 導(dǎo)出 shell 變量也不行，因?yàn)?.ONESHELL 只能保證命令塊在當(dāng)前目標(biāo)構(gòu)建的時(shí)候同在一個(gè) shell 進(jìn)程中捃命令，一旦更換構(gòu)建目標(biāo)，所有環(huán)境變量都被重置。

使用 eval 函數(shù)，比如簡(jiǎn)單的使用它來(lái)增加 info 函數(shù)調(diào)用的腳本，另外更重要的是 eval 函數(shù)提供了一種在命令塊中修改變量值的途徑，此外別無(wú)它法：

但是，eval 不能循環(huán)使用同一個(gè)變量，即不能從一個(gè)變量取值并且又給它賦值：

重新整理一下以上內(nèi)容，編寫一個(gè)不需要通過(guò) shell 寫文件來(lái)實(shí)現(xiàn)的步進(jìn)計(jì)數(shù)函數(shù)：

說(shuō)明一下 inc 自增函數(shù)的邏輯：首先是 eval 函數(shù)定義了一段“將要”被 make 執(zhí)行的代碼，即 ID?= xxx 的變量賦值語(yǔ)句。并且這個(gè)值需要借助 shell 的 `$((x+y+z))` 這種算術(shù)支持。其中運(yùn)行使用到的值有兩個(gè)：一是來(lái)自函數(shù)調(diào)用時(shí) call 函數(shù)傳遞來(lái)過(guò)的參數(shù) $1，它表示步長(zhǎng)值。然后另一個(gè)值來(lái)自一個(gè)為了避免 eval 函數(shù)循環(huán)引用而加入的 inc_ID 變量，這個(gè)變量使用了 $0 自動(dòng)變量表示，它指代函數(shù)名稱 inc，組合得到這個(gè)變量的名稱。

最后，整理以上代碼片段，就可以得到需要的 Makefile 腳本：一個(gè)帶有數(shù)值運(yùn)算功能的腳本，它可以將 LeX 有秩序地按目錄編號(hào)合并到統(tǒng)一的文檔文件中：