[Linux系统编程]Makefile项目管理

      分别放在若干个目录中，makefile定义了一系列的规则 来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作，因为 makefile就像一个Shell脚本一样，也可以执行操作系统的命令。–引自百科词条
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1 学习目标

      网上对于makefile总结学习文章有许多，但是大部分排版或者内容杂乱无章，所以还是自己进行一个总结学习，大家可以根据自己的阅读习惯选择适合自己的文章。
      在实例部分的代码是层层递进改变，每一次都是在之前的基础上修改。

• 了解Make工具给我们带来的好处和便利
• makefile的书写格式、关键字、函数。像C 语言有自己的格式、关键字和函数一样（重点）

2 makefile概述

      make工具是一个根据makefile文件内容，针对目标（可执行文件）进行依赖性检测（要生成该可执行文件之前要有哪些中间文件）并执行相关动作（编译等）的工具 。而这个makefile文件类似一个脚本，其中内容包含make所要进行的处理动作以及依赖关系。

3 目标、依赖、处理动作的概念（重要）

      学习make工具，需要明白三个概念：目标、依赖、处理动作。makefile所要进行的主要内容是明确目标、明确目标所依赖的内容、明确依赖条件满足时应该执行对应的处理动作。例如我们最终要实现a这个目标，但是需要依赖b，而b依赖于c的存在，则可以描述为：

a:b
	cmdbtoa
b:c
	cmdctob
//---------------中文表示如下--------------
目标：依赖条件
（一个tab缩进）命令
目标：依赖条件
（一个tab缩进）命令

• " : "代表依赖，另外每个处理动作之前都要用tab键分隔。
• 上述四行的意思是：a依赖于b，而处理cmdbtoa；b依赖于c，而处理cmdctob。

4 makefile 基础规则

在网上一个比较好的视频学习中总结了一个口诀规则：

1. 一个规则
2. 二个函数
3. 三个自动变量

4.1 一个规则的概念

1. 目标的时间必须晚于依赖条件的时间，否则，更新目标
2. 依赖条件如果不存在，找寻新的规则去产生依赖条件。
3. makefile的依赖是从上至下的，换句话说目标文件是第一句里的目标，如果不满足执行依赖，就会继续向下执行。如果满足生成目标的依赖，就不会再继续向下执行了。make会自动寻找规则里需要的材料文件，执行规则下面的行为生成规则中的目标。

4.2 两个函数的概念

为了方便学习，我们可以把

• wildcard、patsubst看做C语言的函数名。
• src、obj 看成变量名（表示函数的返回值）
• 函数名后面跟着的./*.c %.c, %.o看做函数的参数，根据顺序可以看做参数一、参数二、参数三

• src = $(wildcard ./*.c): 作用：匹配当前工作目录下的所有.c 文件。将文件名组成列表，赋值给变量 src。等价于 src = add.c sub.c div1.c
• obj = $(patsubst %.c, %.o, $(src)):作用 将参数 3 中，包含参数 1 的部分，替换为参数 2。等价于obj = add.o sub.o div1.o

4.3 三个自动变量的概念

• $@: 在规则的命令中，表示规则中的目标。
• $^: 在规则的命令中，表示所有依赖条件。
• $<: 在规则的命令中，表示第一个依赖条件。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。

5 makefile 基础规则实例解释

5.1 一个规则演示（加减乘除多文件编译）

演示利用makefile演示多文件编译，把加减乘除的函数分别放在不同的文件中，hello.c进行调用执行。

5.1.1 代码部分

makefile

hello:hello.c add.c sub.c div1.c
	gcc hello.c add.c sub.c div1.c -o hello

hello.c

# include

int add(int,int);
int sub(int,int);
int div1(int,int);
int main(int argc,char*argv[])
{
     
	int a=1,b=2;
	printf("%d+%d=%d\n",a,b,add(a,b));
	printf("%d-%d=%d\n",a,b,add(a,b));
	printf("%d+%d=%d\n",a,b,add(a,b));
	printf("over\n");
	return 0;

}

add.c

# include
int sub(int a,int b)
{
     
	int c=a+b;
	return c;
}

sub.c

# include
int sub(int a,int b)
{
     
	int c=a-b;
	return c;
}

div1.c

# include
int sub(int a,int b)
{
     
	int c=a/b;
	return c;
}

5.1.2 结果

演示结果

5.1.3 利用规则改进

• 这样带来的问题就是当你其中一个函数修改的时候，那么全部的文件都要重新编译，连接。如果每个文件单独执行需要1小时，全部重新编译时间就非常长了，我们完全可以让修改的文件执行生成.o文件。再跟其他的.o文件链接就可以了。

补充：不懂的预处理-编译-汇编-链接 查看往期文章

修改makefile

hello:hello.o add.o sub.o div1.o
	gcc hello.o add.o sub.o div1.o -o hello
hello.o:hello.c
	gcc -c hello.c -o hello.o
add.o:add.c
	gcc -c add.c -o add.o
sub.o:sub.c
	gcc -c sub.c -o sub.o
div1.o:div1.c
	gcc -c div1.c -o div1.o

• 修改后，我们把hello当作目标，hello.o add.o sub.o div1.o作为依赖。如果文件第一次编译，这些.o文件不存在，那就去下面的文件需要生产规则。当我们单独修改add.c文件，由于依赖时间不能先于目标add.o 那么需要重新单独执行gcc -c add.c -o add.o。这样就省去了许多功夫。

5.2 补充-ALL指定输出目标

makefile 默认第一个目标文件为终极目标，生成就跑路，这时候可以用 ALL 来指定终极
目标指定目标的 makefile

ALL:hello
hello.o:hello.c
	gcc -c hello.c -o hello.o
add.o:add.c
	gcc -c add.c -o add.o
sub.o:sub.c
	gcc -c sub.c -o sub.o
div1.o:div1.c
	gcc -c div1.c -o div1.o
hello:hello.o add.o sub.o div1.o
	gcc hello.o add.o sub.o div1.o -o hello

5.3 两个函数演示

利用函数生成的src，obj可以代替原本一长串的.c or .o ,如下展示。
*.c 表示的是当前目录下所有.c文件 %.c表示当前目录下第一个。这边用%做到依次取出.c修改成.o

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o

ALL:hello
hello:$(obj)
	gcc $(obj) -o hello
hello.o:hello.c
	gcc -c hello.c -o hello.o
add.o:add.c
	gcc -c add.c -o add.o
sub.o:sub.c
	gcc -c sub.c -o sub.o
div1.o:div1.c
	gcc -c div1.c -o div1.o

5.4 补充-clean用法

为了方便使用，能够一次性清楚.o文件和输出文件。使用clean做出如下修改

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o

ALL:main
main:$(obj)
	gcc $(obj) -o main
hello.o:hello.c
	gcc -c hello.c -o hello.o
add.o:add.c
	gcc -c add.c -o add.o
sub.o:sub.c
	gcc -c sub.c -o sub.o
div1.o:div1.c
	gcc -c div1.c -o div1.o
clean:
	-rm -rf $(obj) main

• rm 前面的-，代表出错依然执行。比如，待删除文件集合是 5 个，已经手动删除了 1 个，就只剩下 4个，然而删除命令里面还是 5 个的集合，就会有删除不存在文件的问题，不加这-，就会报错，告诉你有一个文件找不到。加了-就不会因为这个报错。

5.5 三个自动变量用法

• $@ ：在规则命令中，表示规则中的目标
• $< ：在规则命令中，表示规则中的第一个条件，如果将该变量用在模式规则中，它可以将依赖条件
  列表中的依赖依次取出，套用模式规则
• $^ ：在规则命令中，表示规则中的所有条件，组成一个列表，以空格隔开，如果这个列表中有重复项，则去重

做出如下修改

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o

ALL:main
main:$(obj)
	gcc $(obj) -o $@
hello.o:hello.c
	gcc -c $< -o $@
add.o:add.c
	gcc -c $< -o $@
sub.o:sub.c
	gcc -c $< -o $@
div1.o:div1.c
	gcc -c $< -o $@
clean:
	-rm -rf $(obj) main

补充说明

• sub，add 这些指令中使用$<和$^都能达到效果，但是为了模式规则，所以使用的$<

5.6 补充-模板规则

此时要添加一个乘法函数，就需要在 makefile 里面增加乘法函数的部分。扩展性就不行，所有就有了模板规则了

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o

ALL:main
main:$(obj)
	gcc $(obj) -o $@
%.o:%.c
	gcc -c $< -o $@
clean:
	-rm -rf $(obj) main

此时我们增加一个乘法的模板重新make ./

增加函数的时候，不用改 makefile，只需要增加.c 文件，改一下源码就行。

5.7 补充-静态模板规则

      使用静态模式规则，就是指定模式规则给谁用，这里指定模式规则给 obj 用，以后文件多了，文件集合会有很多个，就需要指定哪个文件集合用什么规则。
      也可以理解成目标依赖从那个模板规则来.

• $(obj):%.o:%.c

修改如下

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o

ALL:main
main:$(obj)
	gcc $(obj) -o $@
$(obj):%.o:%.c
	gcc -c $< -o $@

clean:
	-rm -rf $(obj) main

5.8 补充-伪目标

当前文件夹下有 ALL 文件或者 clean 文件时，会导致 makefile 瘫痪，所以添加一行

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o

ALL:main
main:$(obj)
	gcc $(obj) -o $@ 
$(obj):%.o:%.c
	gcc -c $< -o $@  

clean:
	-rm -rf $(obj) main

.PHONY: clean All

5.9补充-第三方函数的添加

src=$(wildcard *.c) # add.c sub.c div1.c hello.c
obj=$(patsubst %.c,%.o,$(src)) # add.o sub.o div1.o hello.o
myArgs=-Wall -g -pthread

ALL:main
main:$(obj)
	gcc $(obj) -o $@ $(myArgs)
$(obj):%.o:%.c
	gcc -c $< -o $@ $(myArgs)

clean:
	-rm -rf $(obj) main

.PHONY: clean All

小点补充

• makefile 也可以写成Makefile
• src=$(wildcard *.c) 表示的当前文件夹下的所有.c等价与src=$(wildcard ./*.c)

总结

重点关注实例部分是怎么层层递进修改的，如有错误，欢迎指出。