Linux入职基础-7.4_Makefile文件使用入门很简单（实例讲解）

Makefile使用入门很简单（实例讲解）

一、引言

如开发一个小项目，在当前目录下（~/myproject），内含3个c源码文件源码和2个h头文件，依赖关系如下：

f1.c-->def1.h

f2.c-->def2.h

mian.c-->f1.cf2.c

/*f1.c*/

#include "stdio.h"

#include"def1.h"

voidfunc_one()

{

        printf("This is func_one() ,it isin f1.c!\n");

}

/*f2.c*/

#include "stdio.h"

#include"def2.h"

voidfunc_two()

{

        printf("This is func_two(),it isin f2.c!\n");

}

/*main.c*/

#include"stdio.h"

#include"def1.h"

#include"def2.h"

intmain()

{

        printf("main() isruning!\n");

        func_one();

        func_two();

        return 1;

}

上节我们了解gcc编译器简单使用，知道先分别编译源文件（*.c）、再链接所有目标文件（*.o）可生成执行文件，演示过程如下：

[root@localhostmyproject]# ls

def1.h  def2.h f1.c  f2.c  main.c 

//编译

[root@localhostmyproject]# gcc -c f1.c -o f1.o

[root@localhostmyproject]# gcc -c f2.c -o f2.o

[root@localhostmyproject]# gcc -c main.c -o main.o

//链接

[root@localhostmyproject]# gcc main.o f1.o f2.o -o main

[root@localhostmyproject]# ls

def1.h  def2.h f1.c  f1.o  f2.c f2.o  main  main.c main.o

//执行

[root@localhostmyproject]# ./main

main()is runing!

Thisis func_one(),it is in f1.c!

Thisis func_two(),it is in f2.c!

如果软件项目工程大，有成百上千个c源代码程序，上述过程会把人累晕！这时我们介绍另外一个工具，make命令及其配置文件Makefile。

为了初步体会Makefile，我们使用它同样来实现上述小项目的编译链接。

//先清理文件

[root@localhostmyproject]# rm -rf *.o

[root@localhostmyproject]# rm -rf main

//编辑Makefile文件，如下：

 [root@localhost myproject]# vim Makefile

/*Makefile*/

main:main.o f1.o f2.o

        gcc main.o f1.o f2.o -o main

main.o:main.c def1.h def2.h

        gcc -c main.c -o main.o

f1.o:f1.c def1.h

        gcc -c f1.c -o f1.o

f2.o:f2.c def2.h

        gcc -c f2.c -o f2.o

这就是Makefile文件结构，清晰简单，每项由两部分组成：依赖关系与一些命令。它们一步一步的告诉make命令如何去生成执行文件main。

[root@localhostmyproject]# ls

def1.h  def2.h f1.c  f2.c  main.c Makefile

//make命令

[root@localhostmyproject]# make

gcc-c main.c -o main.o

gcc-c f1.c -o f1.o

gcc-c f2.c -o f2.o

gccmain.o f1.o f2.o -o main

[root@localhostmyproject]# ls

def1.h  def2.h f1.c  f1.o  f2.c f2.o  main  main.c main.o  Makefile

程序源代码一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，提高了软件开发的效率。即依据Makefile文件“自动化编译”！

二、make命令与Makefile关系

Makefile文件，就是告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序，决定检查哪些模块，以及如何构建软件。

make 命令，就是用于自动编译、链接程序的实用工具。能够根据程序中模块的修改情况，自动判断应该对那些模块重新编译，从而保证软件是由最新的模块构成。

同时，make程序的命令行选项可以对Makefile进行即时配置。

三、make命令的语法与常用选项

make [options] [target]…

选项	含义
-f FILE	以指定的FILE 文件作为makefile。
-n	只打印要执行的命令，但不执行这些命令。
-s	在执行命令时不显示命令。
-p	输出所有宏定义和目标文件描述
-i	忽略命令执行返回的出错信息。
d	显示调试信息
-c dir	在读取 makefile 之前改变到指定的目录dir
-I dir	当包含其他 makefile文件时，利用该选项指定搜索目录
-w	在处理 makefile 之前和之后，都显示工作目录。

 

 

 

 

 

 

四、make命令的工作原理

当输入make命令之后，会默认的在当前目录下按顺序找寻文件名为“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件，找到就解析这个文件。

解析过程就是一层又一层地去找文件的“规则”（规则：由依赖关系和其所定义的一些命令组成），这些“规则”会指示 make 如何进行编译，直到最终编译出第一个目标文件。

在解析过程中，比如，规则的目标[ target ]冒号后面的被依赖的文件找不到（伪目标除外），那么make就会报错退出；

而对于所定义的命令的错误（或是编译不成功），make命令会忽视后继续下一行的解析。

归纳成执行步骤如下：

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。

五、Makefile文件的基本结构

Makefile文件的结构是由包含一系列的“规则”组成，其样式如下：

目标(target) :依赖(prerequiries)…

命令(command)

命令(command)

……

//或者

目标(target):依赖(prerequiries)…;命令(command)

命令(command)

……

//又或者

伪目标(target) :

命令(command)

命令(command)

……

基本语义如下：

规则的目标(target)：通常是要产生的文件的名称或者为了实现这个目标

而必需的中间过程文件名。目标可以是可执行文件或OBJ文件，也可是一个执行的动作名称（这目标称为伪目标（PHONY），如‘clean’）。

规则的依赖(prerequiries)：生成规则目标所需要的文件名列表，一个目标生成经常依赖一个或几个文件。

规则的命令(command)：是规则所要执行的动作（任意的shell命令或者

是可在shell下执行的程序），一个规则可以含有几个命令，每个命令占一行。

：每一个命令行必须以[Tab]字符开始，[Tab]字符告诉make此行是一个命令行，这是不小心容易出错的地方。此外，如果在makefile文件中的行尾加上空格键的话，也会导致make命令运行失败。

六、隐式规则

Make命令会自动使用gcc -c命令，将一个扩展名为.c的c语言程序源文件编译成一个同名的.o目标文件。

因此，在上例中，我们将Makefile文件使用隐式规则重新编辑，如下：

[root@localhost myproject]#vim Makefile1

/*Makefile1*/

main:main.o f1.o f2.o

        gcc main.o f1.o f2.o -o main

main.o: def1.h def2.h

        gcc -c main.c

f1.o:def1.h

        gcc -c f1.c

f2.o:def2.h

        gcc -c f2.c

[root@localhostmyproject]# make –f  Makefile1

使用了隐式规则，隐式规则只是节省了敲代码的数量,但是可读性差些，一般大项目中不建议使用。

七、伪目标

有些目标(target：)区别于普通的，它不是为了编译生成文件，而是实现一些小功能的作用，比如，清除之前编译时生成的“.o”目标文件。这种类型目标（target：）便叫做伪目标。请看下面的示例：

示例：在上述范例的Makefile1文件末尾中加入clean伪目标，清除“.o”目标文件。

[root@localhost myproject]#vim Makefile1

/*Makefile1*/

main:main.o f1.o f2.o

        gcc main.o f1.o f2.o -o main

main.o: def1.h def2.h

        gcc -c main.c

f1.o:def1.h

        gcc -c f1.c

f2.o:def2.h

        gcc -c f2.c

.PHONY clean

clean:

             -rm  *.o

[root@localhost myproject]#make –f  Makefile1 clean

我们可以直接输入：“make clean”（有些教程使用默认的Makefile文件）来运行这个伪目标。显然，此伪目标可以清除之前生成的.o目标文件。

加入“.PHONY clean”，是为了防止命名的重复，可以使用.PHONY来显式地指明一个伪目标，这样就不会对clean这个目标的性质定义产生混乱。

项目中常见的伪目标，实现编译、安装、打包等功能，如下：

“all”     这个伪目标是所有目标的目标，其功能一般是编译所有的目标。

“clean”   这个伪目标功能是删除所有被make创建的文件。

“install” 这个伪目标功能是安装已编译好的程序，其实就是把目标执行文件拷贝到指定的目标中去。

“print”   这个伪目标的功能是例出改变过的源文件。

“tar”     这个伪目标功能是把源程序打包备份。也就是一个tar文件。

“dist”    这个伪目标功能是创建一个压缩文件，一般是把tar文件压成Z文件。或是gz文件。

“TAGS”    这个伪目标功能是更新所有的目标，以备完整地重编译使用。

“check”和“test” 这两个伪目标一般用来测试makefile的流程。

八、Makefile常用的语法

为了增强Makefile的功能与增加程序的可移植性，Makefile中使用很多语法格式，如变量（宏）、通配符、函数、条件表达式、关键字等等。

①内部定义的宏

符号	含义
$	宏引用，如$(CC)
$@	代表目标文件
$^	代表所有的依赖文件
$<	代表第一个依赖文件
$?	代表比目标的修改时间更晚的那些依赖文件。
$*	代表去掉后缀的当前目标名。例如，若当前目标是pro.o，则$*表示pro

 

 

宏的作用类似于C语言中的define。Makefile文件中的宏分为两种类：

系统内部定义的宏，上表已经列出，可以直接使用。

用户自己定义的宏，必须在makefile或命令行中明确定义。

格式1：宏标识符 = 值列表  //这个格式很少用

格式2：宏标识符 := 值列表  //这个使用正常

格式3：宏标识符 ?= 值列表

上述三个方式赋值有些区别的，大家自己根据需要使用！一般就用格式2吧！

示范：用户自定义宏

main:main.o f1.o f2.o

        gcc main.o f1.o f2.o -o main

上述规则可转化成如下：

OBJFS:=main.o f1.of2.o

main: $(OBJFS)

gcc main.o f1.o f2.o -omain

由于Makefile当中的宏在本质上是一个字符串，因此可以追加宏的值，用‘+=’操作符。例如：

objects := main.o foo.o

则objects +=another.o 结果为：

objects := main.o foo.o another.o

②关键符的含义

符号	含义
#	注释以#为开头，至行尾结束。
\	将一个较长行使用反斜线（\）来分解为多行，反斜线之后不能有空格。
@	不要显示执行的指令。
-	表示即使该行指令出错，也不会中断执行。

 

 

 

 

 

 

 

 

示范：反斜线（\）

main: main.o f1.o f2.of3.o f4.o \

f5.o f6.o f7.o

                          gcc mian.o f1.o f2.o f3.o f4.o \

f5.o f6.o f7.o

clean:

                          -rm *.o

③通配符

通配符，如’*’，’?’。它只在规则的目标、依赖关系、命令中会自动扩展。但是，其它情况下，比如，在规则中的文件名可以包含统配符，除非显式使用’wildcard’函数，否则统配符不会扩展开来的。

示范：可执行文件’main’是从当前目录中的所有’.o’文件生成的:

objects = *.o

main : $(objects)

             gcc  $(objects) -o  main

如果当前目录删除了所有的’.o’文件，此时通配符不匹配任何文件，就保持原样（无法扩展了），则’main’依赖于一个叫做’*.o’的文件,make命令找不到这个文件就会报错，把上述代码代入Makefile1中，测试下便知！

 

④函数语法与常用函数（详见范例讲解）

几种常用的函数介绍，详解见《Linux_编程_02：Makefile常用函数》，一般中等项目软件够用了！

⑤目录与文件的搜索（详见范例讲解）

make只会在当前的目录中去找寻依赖文件和目标文件。但是，在大的工程中，许多的源文件分类存放在不同的目录中。关于目录与文件的搜索，Makefile 提供了两种方式：

第一种是设置全局访问路径VAPTH。

第二种是设置关键字vpath。

先介绍第一种方式：Makefile文件中有个特殊变量“VPATH”，如果定义了，则make就会在当前目录找不到的情况下，到所指定的目录中去找寻文件了。

语法：VPATH =src:../headers

上面的的定义指定两个目录，“src”和“../headers”，make会按照这个顺序进行搜索。目录由“冒号”分隔。

注意：定义了VPATH或vpath，这仅仅是对于makefile来说搜索目标和依赖文件的路径，但是对于命令行来说是无效的，也就是说在执行g++或者gcc时不会自动从VPATH 或者vpath中自动搜索要包含的头文件等信息文件。

此时要用到了 -I 或者--incude +路径。这也容易出错的地方。

第二种方式：当需要为不类型的文件指定不同的搜索目录时需要这种方式。

语法：

#为符合模式的文件指定搜索目录。

vpath

#清除符合模式的文件的搜索目录。

vpath

#清除所有已被设置好了的文件搜索目录。

vpath

指定了要搜索的文件集，而则指定了的文件集的搜索的目录。

示范

vpath  %.h  ../headers

vpath  %.c  foo

要求make在“../headers”目录下搜索所有以“.h”结尾的文件；在“foo”目录下搜索所有以“.c”结尾的文件。

⑥条件表达式

条件编译：如果满足一定的条件，将执行一定的动作。

常见的条件编译指令：

ifeq(arg1, arg2) .. endif  如果arg1和arg2相等的话，将执行该区域中的内容。

ifneq(arg1, arg2) .. endif        如果arg1和arg2不相等的话，将执行该区域内的内容。

ifdef ARG .. endif    判定ARG变量是否已经定义，已定义则将执行该区域内的内容。

ifndef ARG .. endif  和ifdef相反

上面的语句可以和else一起来使用，如下：

ifneq ("same", "diff")

        @echo "same !=diff"

else                       

        @echo "same ==diff"

endif   

九、自动产生依赖关系表

在一个含有大量源文件的项目中，很可能每个源文件都包含一组头文件，而头文件有时又会包含其它头文件，这时正确区分依赖关系就比较难了，了防止遗漏，gcc还有一个-MM选项可用，该选项会为make生成一个依赖关系表，如下：

[root@localhost makepro]# gcc -MM main.cf1.c f2.c f3.c

main.o: main.c def1.h

f1.o: f1.c def1.h

f2.o: f2.c def1.h def2.h

f3.o: f3.c def2.h def3.h

将它们保存到一个临时文件内，然后将其插入makefile即可。