Gcc和Make的基本知识

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• Linux programming
  author: persuez

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**注：**以下实验环境为Ubuntu 18.0404LTS， gcc 7.3.0

GCC

1. 编译单个源文件main.c

• 生成目标文件：gcc -c main.c
• 生成可执行文件： gcc -o main main.c，然后通过./main执行

2. 链接多个目标文件并生成可执行文件：gcc -o test main.o test.o
3. 链接库文件(以lib开头命名)： 在默认路径查找-l（/lib和/usr/lib),链接libpam.a,gcc -o main main.o test.o -lpam;指定链接目录-L，gcc -o main main.o test.o -L/usr/local/lib/pam -lpam
4. 在命令行中定义宏进行调试，gcc -D NDEBUG main.c,并且此时NDEBUG的值为1具体见gcc文档
5. 优化：大部分用二级优化，gcc -c -O2 main.c

Makefile 初览

Makefile所做的工作就如在IDE上自动化build项目一样，但是Makefile需要我们自己编写，然后用make工具帮我们自动化执行。要做到自动化，需要以下几点：

1. 目标（targets）：你要告诉make要生成的目标文件是什么
2. 规则（rules）：你需要告诉make如何去生成目标文件
3. 依赖（dependencies)：因为之后可能会修改某个源文件，但可能这个被修改的文件会影响到其他文件，这个被修改的文件就是受影响文件的依赖。我们通过make文件定义了依赖之后，当依赖文件被修改之后，make只会重新编译那些受依赖影响的文件，而不会再浪费时间去重新编译不受影响的文件。注意：依赖是传递的，就是说A被B依赖，B被C依赖，那A被修改了，B就得重新生成，然后C肯定也得重新生成。

以下给出我们的例子（求整数的倒数）：

/* main.c */
#include 
#include 
#include "reciprocal.hpp"

int main(int argc, char **argv)
{
  int i;
  i = atoi(argv[1]);
  printf("The reciprocal of %d is %g\n", i, reciprocal(i));
  return 0;
}

// reciprocal.cpp
#include 
#include "reciprocal.hpp"

double reciprocal(int i)
{
  // i should be non-zero
  assert(i != 0);
  return 1.0 / i;
}

// reciprocal.hpp
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

extern double reciprocal(int i);

#ifdef __cplusplus
}
#endif

我们要生成可执行文件reciprocal，因此需要目标文件reciprocal.o和main.o。一般地，在Makefile中我们都会写cleantarget，以便清除所有make生成的文件（用make clean命令）。所以，最终的Makefile如下（以下的$(CFLAGS)先不解释：

reciprocal: main.o reciprocal.o
  g++ $(CFLAGS) -o reciprocal main.o reciprocal.o

main.o: main.c reciprocal.hpp
  gcc $(CFLAGS) -c main.c

reciprocal.o: reciprocal.cpp reciprocal.hpp
  g++ $(CFLAGS) -c reciprocal.cpp

clean:
  rm -f *.o reciprocal

从上面的格式中可以明显看出：targets写在左边，如main.o,然后跟着冒号，接着是一些依赖，然后规则写在下一行（先忽略$(CFLAGS))。需要注意的是： 规则一行必须以一个Tab字符开头，不然make将会报错。运行如下：

然后我们稍微修改以下main.c，运行结果如下：

可以看到，重新make，只有重新编译了main.c和reciprocal（因为依赖于main.o）。
接着运行make clean：

现在我们说一下 $(CFLAGS)，这是一个 make 系统变量，其中 CFLAGS 可以替换成其他变量名，如 a,b,c 等。CFLAGS指定头文件的搜索路径，如果头文件不在 gcc 的默认搜索路径下，则需要用此参数指定，如 CFLAGS=-I/usr/include -I/path/include，gcc 的默认搜索路径可以用 gcc -v -x c -E /dev/null 查看。

Makefile 编写编写规则

条件语句

例子

libs_for_gcc = -lgnu
normal_libs =

foo: $(objects)
ifeq ($(CC),gcc)
        $(CC) -o foo $(objects) $(libs_for_gcc)
else
        $(CC) -o foo $(objects) $(normal_libs)
endif

语法

conditional-directive
text-if-true
endif

或者

conditional-directive
text-if-true
else
text-if-false
endif

或者

conditional-directive-one
text-if-one-is-true
else conditional-directive-two
text-if-two-is-true
else
text-if-one-and-two-are-false
endif

在 conditional-directive 中，有以下五种的格式：

1. ifeq (arg1, arg2)
2. ifeq ‘arg1’ ‘arg2’
3. ifeq “arg1” “arg2”
4. ifeq “arg1” ‘arg2’
5. ifeq ‘arg1’ “arg2”

此外，有一种特殊的比较，和空值比较：

ifeq ($(strip $(foo)),)
text-if-empty
endif

函数

1. notdir：剥离文件的绝对路径，只保留文件名。
2. $(dir ):
   名称：取目录函数 —— dir。
   功能：从文件名序列 中取出目录部分。目录部分是指最后一个反斜杠（"/"）之前的部分。如果没有反斜杠，那么返回"./"。
   返回：返回文件名序列 的目录部分。
   示例：$(dir src/foo.c hacks)返回值是 “src/ ./”。