初识Linux下的gcc与makefile

最近在学linux相关的操作，接触到makefile文件，在此做个笔记

gcc

gcc常用命令选项：

刚接触linux时，关于gcc编译器只会用形如 gcc hello.c 的命令来对代码进行编译（实际上这个命令是一键完成上面四个编译过程的），对整个编译过程还不了解，以至于后面在接触makefile的编写时出问题。现在先来看一看gcc的基础知识：
如上图所示，c程序的编译过程分为以上四个步骤，这四个步骤在c基础中也学过，但过于理论导致一知半解：

1. 预处理：包括(宏替换，头文件展开，去掉注释)，生成.i文件，(看内容实际上也是.c文件)
2. 编译 ：检查代码规范，语法错误等，生成汇编文件
3. 汇编：转成二进制目标代码
4. 链接：生成最终可执行文件

1.预处理

使用命令：gcc -E hello.c –o hello.i，得到预处理后的文件，这里的-o是重命名的意思。如下

可以用vim打开hello.i文件，可看到源代码本只有几行，经过预处理后得到几百行。

2. 编译

使用命令：gcc -S hello.i -o hello.s，生成汇编文件。

用vim打开可见：

3.汇编

使用命令：gcc -c hello.s -o hello.o，生成二进制文件，但还不能直接运行，这里-c命令是将代码转换为二进制语言，不进行链接。

关于-c这个命令，参考gcc 和 gcc -c有什么区别呢

4.链接

使用命令：gcc hello.o。尽管3中得到了二进制文件，但还是不能直接执行，需要通过链接，得到a.out文件，才能运行。

makefile

了解了上述gcc编译过程之后，接下来就可学习makefile了。
先给出测试例子–三个.c文件：
main.c ：

#include 
extern void fun1();
extern void fun2();
int main()
{
        printf("main\n");
        fun1();
        fun2();
        return 0;
}

fun1.c：

#include 
void fun1()
{
        printf("fun1()\n");
}

fun2.c：

#include 
void fun1()
{
        printf("fun2()\n");
}

不使用makefile

单纯的在shell界面用gcc，可以做到对以上三个文件的一起编译，如下图：

但是，假如我只对其中的某一个文件进行修改，再次编译时仍然需要对以上三个文件都重新编译，当文件数特别多的时候，这将做很多重复工作，花很大时间。

makefile格式

1 target: prerequisites
2         commands    //注意这里为Tab缩进

翻译一下就是
目标文件 ：依赖项
      命令

**即是用依赖项生成对应的目标文件，而依赖项是通过下面的命令生成的。

第一个makefile

先看最简单的一种情形**，新建一个名为makefile文件,输入以下内容：

再在终端输入make后得到以下结果：

可看出，这种makefile文件同只有gcc的一样，是对所有的文件进行编译，特别耗时。

看第二个makefile

通过拆分，现在想，修改哪个文件，就只编译哪个文件，未修改的不参加编译。如下图，第一个目标cpp为终极目标，下面的为子目标。当我们想利用依赖项生成目标cpp时，会先查找后面的依赖项main.o ，没有就会向下查找对应的规则生成main.o依赖项。后面同理。即makefile向下检索，子目标是用来生成终极目标的依赖项，然后依次往上执行命令。

终端执行后可看到其执行顺序为：

这时修改fun2.c文件中一点点内容，重新make，可看到只是编译了fun2.c文件。原因在于
makefile更新目标文件是比较时间的，即比较依赖项和目标文件的修改时间，依赖文件修改时间新于目标文件，则更新目标文件。

以fun2.c为例，如上图，fun2.c变化前，fun2.o生成时间是晚于fun2.c; fun2.c变化后，通过比较修改时间，发现fun2.o的时间是早于fun2.c,这时说明fun2.c已修改，就需要执行上图所示命令生成新的子目标文件fun2.o，即重新编译fun2.c文件。而其他的文件对应的.c和.o时间无变化，故不需要重新编译。参考视频：C++ linux 服务器开发基础—makefile工作原理

上述makefile代码冗余还很严重，可以通过变量简化该代码，具体的可见视频。