Makefile-教程

一、关于程序的编译和链接
在此，我想多说关于程序编译的一些规范和方法，一般来说，无论是C、C++、还是pas，首先要把源文件编译成中间代码文件，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（头文件中应该只是声明，而定义应该放在C/C++文件中），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（O文件或是OBJ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（Object File），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（Linker Error），在VC下，这种错误一般是：Link 2001错误，意思说是说，链接器未能找到函数的实现。你需要指定函数的ObjectFile.

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

Makefile規則：
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。
3.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。

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

Makefile文法規則：
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，也就是说，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。
  【注】：在看别人写的Makefile文件时，你可能会碰到以下三个变量：$@，$^，$<代表的意义分别是： 
               他们三个是十分重要的三个变量，所代表的含义分别是：

$@--目标文件，$^–所有的依赖文件，$<–第一个依赖文件。

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

示例：

SHELL = /bin/sh
OBJS = main.o widget.o
CFLAG = -Wall -g
CC = g++
INCLUDE =`pkg-config --cflags --libs opencv4`     //opencv4依赖项
GTKLIB=`pkg-config --cflags --libs gtk+-3.0`          //gtk+3依赖项
LIBS = -lm
//连接
example:${OBJS}
	${CC} -o $@ ${OBJS} ${CFLAG} ${INCLUDE} ${GTKLIB} ${LIBS}    //一定要以Tab键作为开头，且要注意依赖项要放到-o后面，否则会提示连接错误
//编译.o
${OBJS}:%.o:%.cpp
	${CC} -c ${CFLAG} ${INCLUDE} ${GTKLIB} $< -o $@
//清理
.PHONY:clean
 
clean:
	-rm -f *.o core *.core

二、make的工作原理
在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，

1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
2. 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“example”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果example文件不存在，或是example所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比edit这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成example这个文件。
4. 如果example所依赖的.o文件也存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
5. 当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 .o 文件，然后再用 .o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件example了。
   这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终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，那么make就会直接退出，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。make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

三、Makefile总述
3.1Makefile有什么？
Makefile里主要包含了五个东西：显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。

1. 显式规则。显式规则说明了，如何生成一个或多的的目标文件。这是由Makefile的书写者明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。
2. 隐晦规则。由于我们的make有自动推导的功能，所以隐晦的规则可以让我们比较粗糙地简略地书写Makefile，这是由make所支持的。
3. 变量的定义。在Makefile中我们要定义一系列的变量，变量一般都是字符串，这个有点你C语言中的宏，当Makefile被执行时，其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上。
4. 文件指示。其包括了三个部分，一个是在一个Makefile中引用另一个Makefile，就像C语言中的include一样；另一个是指根据某些情况指定Makefile中的有效部分，就像C语言中的预编译#if一样；还有就是定义一个多行的命令。有关这一部分的内容，我会在后续的部分中讲述。
5. 注释。Makefile中只有行注释，和UNIX的Shell脚本一样，其注释是用“#”字符，这个就像C/C++中的“//”一样。如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：“#”。
   最后，还值得一提的是，在Makefile中的命令，必须要以[Tab]键开始。

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

3.2Makefile文件名
默认为Makefile或makefile，也可使用其他文件名，但是使用时：mak -f 文件名或make --file 文件名

3.3引用其它的Makefile
在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来，这很像C语言的#include，被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。include的语法是：
includefilename可以是当前操作系统Shell的文件模式（可以保含路径和通配符）
在include前面可以有一些空字符，但是绝不能是[Tab]键开始。include多个makefile时可以用一个或多个空格隔开。
举个例子，你有这样几个Makefile：a.mk、b.mk、c.mk，还有一个文件叫foo.make，以及一个变量$(bar)，其包含了e.mk和f.mk，那么，下面的语句：
include foo.make *.mk $(bar)
等价于：
include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk
make命令开始时，会把找寻include所指出的其它Makefile，并把其内容安置在当前的位置。就好像C/C++的#include指令一样。如果文件都没有指定绝对路径或是相对路径的话，make会在当前目录下首先寻找，如果当前目录下没有找到，那么，make还会在下面的几个目录下找：
1.如果make执行时，有“-I”或“–include-dir”参数，那么make就会在这个参数所指定的目录下去寻找。
2.如果目录/include（一般是：/usr/local/bin或/usr/include）存在的话，make也会去找。

   如果有文件没有找到的话，make会生成一条警告信息，但不会马上出现致命错误。它会继续载入其它的文件，一旦完成makefile的读取，make会再重试这些没有找到，或是不能读取的文件，如果还是不行，make才会出现一条致命信息。如果你想让make不理那些无法读取的文件，而继续执行，你可以在include前加一个减号“-”。如：

-include

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

3.4make的工作方式

1.    读入所有的Makefile。
   

2.    读入被include的其它Makefile。
   

3.    初始化文件中的变量。
   

4.    推导隐晦规则，并分析所有规则。
   

5.    为所有的目标文件创建依赖关系链。
   

6.    根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
   

7.    执行生成命令。
   

1-5步为第一个阶段，6-7为第二个阶段。第一个阶段中，如果定义的变量被使用了，那么，make会把其展开在使用的位置。但make并不会完全马上展开，make使用的是拖延战术，如果变量出现在依赖关系的规则中，那么仅当这条依赖被决定要使用了，变量才会在其内部展开。

来自 https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786

四、Makefile书写规则
规则包含两个部分，一个是依赖关系，一个是生成目标的方法。
在Makefile中，规则的顺序是很重要的，因为，Makefile中只应该有一个最终目标，其它的目标都是被这个目标所连带出来的，所以一定要让make知道你的最终目标是什么。一般来说，定义在Makefile中的目标可能会有很多，但是第一条规则中的目标将被确立为最终的目标。如果第一条规则中的目标有很多个，那么，第一个目标会成为最终的目标。make所完成的也就是这个目标。