Linux编程之Makefile入门

1.概述

Makefile与Shell脚本类似，是一系列命令的集合。用于项目代码编译管理。其定义了一系列的规则来指定文件是否需要编译以及编译顺序，甚至进行更复杂的功能操作。

• 优点：
  “自动化编译”
  节省编译时间
  一次编写，终身受益
• 要点：
  “一个规则”
  “两个函数”
  “三个自动变量”

2.“一个规则”

目标：依赖条件
[Tab]命令     // 注：命令若另起一行，命令前必须为[Tab键]
目标：要生成的文件
依赖条件：
命令：

makefile1:

hello.o:hello.c
[一个Tab键]gcc -c hello.c -o hello.o

基本原则：

1. 若想生成目标，检查规则中的依赖条件是否存在，如不存在，则寻找是否存在规则用来生成该依赖文件。
2. 检查规则中的目标是否需要更新，必须先检查他的所有依赖，依赖中有任何一个被更新，则目标必须更新。

makefile2:

hello:hello.o
    gcc hello.o -o hello
hello.o:hello.c 
    gcc -c hello.c -o hello.o   

当存在多个文件联合编译生成一个可执行文件时，可对比出makefile1与makefile2的优劣。

makefile3 ：直接将所有文件编译并链接

a.out:111.c 222.c 333.c
    gcc 111.c 222.c 333.c -o a.out

makefile4 ：分别将每个文件编译，然后将每个 .o 文件进行链接

a.out:111.o 222.o 333.o
    gcc 111.o 222.o 333.o -o a.out
111.o:111.c
    gcc -c 111.c -o 111.o    
222.o:222.c
    gcc -c 222.c -o 222.o
333.o:333.c
    gcc -c 333.c -o 333.o  

• 根据基本规则2，当多个文件只有一个或部分被修改，未被修改的文件并不需要被重新编译，当文件较多时makefile4会节省大量时间。
• 通常我们称a.out为终极目标，makefile会将第一个目标作为默认终极目标，所以必须把终极目标作为第一个目标，为打破此项弊端，makefile存在一个默认命令all(ALL)，用来指定终极目标。

makefile5 ：此时，目标的顺序不再受限。

all:a.out

a.out:111.o 222.o 333.o
    gcc 111.o 222.o 333.o -o a.out
111.o:111.c
    gcc -c 111.c -o 111.o    
222.o:222.c
    gcc -c 222.c -o 222.o
333.o:333.c
    gcc -c 333.c -o 333.o  

3.“两个函数”（便于进行程序扩展）

• src = $(wildcard *.c) ----- 找到当前目录下所有后缀为.c的文件，赋值给src。
• obj =$(patsubst$(src)) -----把src变量里所有后缀为.c的文件替换成.o；将参数3中，包含参数1的部分，替换为参数2。此时，makefile5便可进行升级：
  makefile6 :

src = $(wildcard *.c) 
obj = $(patsubst %.c,%.o,$(src))

all:a.out

a.out:$(obj)
    gcc $(obj) -o a.out
111.o:111.c
    gcc -c 111.c -o 111.o    
222.o:222.c
    gcc -c 222.c -o 222.o
333.o:333.c
    gcc -c 333.c -o 333.o 

我们生成了多个编译文件，Makefile存在一个清除目标文件的规则，规则如下：

clean:
    rm a.out

更为稳健的做法是：.PHONY表示clean是一个伪目标；“-”表示出错依然执行。不成文的规定“clean”规则一般放在文件最后。

.PHONY:clean
clean:
    -rm -rf a.out

makefile7 :

src = $(wildcard *.c) 
obj = $(patsubst %.c,%.o,$(src))

all:a.out

a.out:$(obj)
    gcc $(obj) -o a.out
111.o:111.c
    gcc -c 111.c -o 111.o    
222.o:222.c
    gcc -c 222.c -o 222.o
333.o:333.c
    gcc -c 333.c -o 333.o 
    
.PHONY:clean
clean:
    -rm -rf $(obj) a.out   

执行clean的命令为 “make clean”,以防万一，酿成大祸，建议先执行“make clean -n”,预执行一下，观察结果正确后，再执行“make clean”。

4.“三个自动变量”（便于进行程序扩展）

• $@:表示规则命令中的目标
• $^:表示规则中的所有依赖条件，组成一个列表，以空格隔开，如果该列表中存在重复项则消除重复项
• $<:表示规则命令中的第一个依赖条件；如果将该变量应用在模式规则中，它可将依赖条件列表中的依赖依次取出，套用模式规则。

在makefile7的基础上，引入自动变量：
makefile8 ：

src = $(wildcard *.c) 
obj = $(patsubst %.c,%.o,$(src))

all:a.out

a.out:$(obj)
    gcc $^ -o $@
111.o:111.c
    gcc -c $< -o $@    
222.o:222.c
    gcc -c $< -o $@
333.o:333.c
    gcc -c $< -o $@ 
    
.PHONY:clean
clean:
    -rm -rf $(obj) a.out   

5.模式规则

%.o:%.c
	gcc -c $< -o $@ 

src = $(wildcard *.c) 
obj = $(patsubst %.c,%.o,$(src))

all:a.out

a.out:$(obj)
    gcc $^ -o $@
    
%.o:%.c
    gcc -c $< -o $@    
    
.PHONY:clean    #强制执行
clean:
    -rm -rf $(obj) a.out   

静态模式规则：表示对哪一个依赖条件套用模式规则
$(obj)%.o:%.c
	gcc -c $< -o $@ 

src = $(wildcard *.c) 
obj = $(patsubst %.c,%.o,$(src))

all:a.out

a.out:$(obj)
    gcc $^ -o $@
    
$(obj)%.o:%.c
    gcc -c $< -o $@    

%.o:%.s
    gcc -S $< -o ...  
            
.PHONY:clean    #强制执行
clean:
    -rm -rf $(obj) a.out  

伪目标：.PHONY:clean   all      #强制执行

src = $(wildcard *.c) 
obj = $(patsubst %.c,%.o,$(src))

c_flags = -Wall -g 

all:a.out

a.out:$(obj)
    gcc $^ -o $@ $c_flags
    
$(obj)%.o:%.c
    gcc -c $< -o $@ $c_flags

%.o:%.s
    gcc -S $< -o ...  
            
.PHONY:clean    #强制执行
clean:
    -rm -rf $(obj) a.out 

6.附录

= 与 :=

• “=” : make会将整个makefile展开后，再决定变量的值。也就是说，变量的值将会是整个makefile中最后被指定的值
• “:=”:表示变量的值决定于它在makefile中的位置，而不是整个makefile展开后的最终值

总结

= 是最基本的赋值回
:= 是覆盖之前的值
?= 是如果答没有被赋值过就赋予等号后面的值
+= 是添加等号后面的值

万能makefile

万能makefile地址