Linux编程基础——Makefile

前面我们已经介绍过了如何通过gcc编译代码生成文件，但是，当项目较多的时候，往往则需要一个自动化的编译工具辅助我们完成这项操作。像Windows那样通过Ctrl+F5即可一键完成项目所有编译工作。

Makefile语法基础

在Linux下，自动化编译工具是通过make命令来完成的（一些工具厂商也提供了它们自己的make命令，如gmake等），make命令的基本格式如下：

    make [-f makefile] [label]

它可以通过-f参数指定输入文件，当省略-f参数时，默认输入文件名为Makefile，由于我们通常不用这个-f参数，往往就用默认的Makefile文件名。

Makefile是一个文本文件，它是基于一定的语法规则的，它的基本执行规则定义如下：

    target : [prerequisites]
        command

• target    标签，用于标志当前构建的规则，它也可以是文件。
• prerequisites    依赖项，在构建该标签的时候先执行的规则
• command make需要执行的命令。（任意的Shell命令）

注意：Makefile的target是顶格写的，而Command需要加一个Tab键。我这里为了排版看起来舒服点，每一行都多加了一个Tab键，如果要使用本文的Makefile示例，请去掉各行的第一个Tab键，否则make的时候报错。

例如，我们编写一个简单的Makefile：

    clean:
        @echo "clean"
    all:
        @echo "all"

当我们直接执行make命令的时候，输出如下：

    tianfang > make
    clean
    tianfang > make all
    all
    tianfang > make clean
    clean

从中我们可以看到：默认情况下构建第一个标签。可以通过在命令行参数中通过参数构建指定标签。

然后我们再来看看依赖性是如何工作的，这次我们修改一下Makefile，让all标签依赖于clean标签：

    clean :
        @echo "clean"
    all : clean
        @echo "all"

再次执行make all的时候，发现会先执行clean标签：

tianfang > make all
clean
all

用Makefile来构建项目

通过对Makefile的语法有一个简单的了解后，下面就可以用Makefile简化我们的构建操作了。还是针对前面的那个stack的例子吧，首先我们来实现一个最简单的例子：

all :
gcc -o run main.c stack.c

这样直接通过make命令就可以实现对gcc -o run main.c stack.c整条命令的执行了。

更加一步，我们想实现增量编译，则要实现如下规则：

1. 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。
2. 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。

这个时候就需要前面的依赖性出马了：

    run : stack.o main.o
        gcc -o run main.o stack.o

    stack.o : stack.c
        gcc -c stack.c

    main.o : main.c
        gcc -c main.c

这里的target都是文件，run默认依赖于stack.o和main.o，因此，当构建run的时候，就会先构建stack.o和main.o，输出方式如下：

    tianfang > make
    gcc -c stack.c
    gcc -c main.c
    gcc -o run main.o stack.o

当我们只改了其中某个文件的时候，例如stack.c，这是由于main.c没有变化，因此不会重新编译main.o，只会重新构建stack.o和run，从而实现我们的增量编译的目的。（这个其实才是make比shell或脚本语言编写的批处理方式要强大的地方）

    tianfang > make
    gcc -c stack.c
    gcc -o run main.o stack.o

通过自动推导改进Makefile

通过上面的例子可以看到，虽然我们可以实现增量编译，但是整个Makefile过程是非常复杂的，需要对每个.o文件编写编译脚本。如果项目文件较多，并且有增删的话，则编写Makefile文件非常麻烦。

为了改进这个问题，makefile提供了一个自动推导的功能，通过它可以简化我们的编写过程。例如，前面的例子可以简化如下：

    CC = gcc
    objs = stack.o main.o

    run : $(objs)
        $(CC) -o run $(objs)

这里我们引入了两个变量，第一个行的CC制定了编译器为gcc（如果不指定则是默认的cc），第二行制定了我们的obj文件。

这样，只需要执行make命令即可生产我们的程序：

    tianfang > make
    gcc -c -o stack.o stack.c
    gcc -c -o main.o main.c
    gcc -o run stack.o main.o

可可以看到，make命令会自动推导出如何根编出.o文件来。如果我们的项目文件变化了，只需要改objs变量即可，非常方便。

不过，有的时候我们可能觉得这中自动推导的方式不够用，需要手动控制编译选项，这个时候我们可以自己指定推导规则：

    CC = gcc
    objs = stack.o main.o

    run : $(objs)
        $(CC) -o run $(objs)

    $(objs): %.o: %.c
        $(CC) -c -g $< -o $@

Makefile的功能非常强大，对应的语法也是非常复杂的，由于网上已经有人写得很详细了，因此我这里并不打算系统的介绍Makefile的各种规则，如果想进一步的了解，可以参考跟我一起写 Makefile这篇文章。