Linux 复习与总结-知识点 ① Makefile的语法规则与工作原理

目录

Makefile 编写

程序的编译和链接

Make 工作原理

Make 工作流程

Make 变量

Make 自动推导

关于CMake

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Makefile 编写

程序的编译和链接

使用C、C++编写可执行程序，首先要把源文件编译成中间代码文件，Linux下是 .o 文件，即 Object File，这个动作叫做编译（compile）。然后再把大量的Object File合成执行文件，这个动作叫作链接（link）。

一个项目，拥有成百上千的源程序文件，编译链接这些源文件都是由规则的，Makefile闪亮登场！Makefile确定整个工程的编译规则,只需要一个make命令，就可以实现“自动化编译”。make是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。

Make 工作原理

通常在一个项目里，我们的规则是：
1）如果这个工程没有编译过，那么我们的所有C文件都要编译并被链接。
2）如果这个工程的某几个C文件被修改，那么我们只编译被修改的C文件，并链接目标程序。
3）如果这个工程的头文件被改变了，那么我们需要编译引用了这几个头文件的C文件，并链接目标程序。

只要我们的Makefile写得够好，我们只用一个make命令就可以完成，make命令会自动智能地根据当前的文件修改的情况来确定哪些文件需要重编译，从而自己编译所需要的文件和链接目标程序。

Makefile的规则:

target ... : prerequisites ...
command
...
...

target也就是一个目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label），对于标签这种特性，暂不叙述。

prerequisites就是，要生成那个target所需要的文件或是目标。

command也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令）

这是一个文件的依赖关系，也就是说，target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。

一个范例：

hello_demo : hellospeak.o speak.o                                           

        gcc -o hello_demo hellospeak.o speak.o                               

hellospeak.o : hellospeak.c speak.h                                           

        gcc -c hellospeak.c                                                

speak.o : speak.c  speak.h                                                  

        gcc -c speak.c                                                    

clean :                                                                  

        rm hello_demo speak.o  hellospeak.o                                

Make 工作流程

1、make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。

2、如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“hello_demo”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。

3、如果hello_demo文件不存在，或是hello_demo所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比hello_demo这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello_demo这个文件。

4、如果hello_demo所依赖的.o文件也不存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。（像不像堆栈过程？）

5、当然，我们的C文件和H文件都存在，于是make会生成 .o 文件，然后再用 .o 文件生命make的终极任务，也就是执行文件hello_demo了。

Make 变量

一个Makefile里我们发现经常会由重复的内容，如上面范例中的前两行中的

hellospeak.o speak.o                                                             

 如果我们的工程需要加入一个新的[.o]文件，那么我们好几个地方都需要修改原来的makefile。当然，我们的makefile并不复杂，所以在两个地方加也不累，但如果makefile变得复杂，那么我们就有可能会忘掉一个需要加入的地方，而导致编译失败。所以，为了makefile的易维护，在makefile中我们可以使用变量。makefile的变量也就是一个字符串，完全可以理解成C语言中的宏。

变量定义:   变量名 = 值   ##使用shell script 的语法

如：

       objects =  hellospeak.o speak.o                                           

我们上面的makefile 就可以变成:

objects = hellospeak.o speak.o                                               

hello_demo : $(objects)                                                   

        gcc -o hello_demo $(objects)                                        

hellospeak.o : hellospeak.c speak.h                                           

        gcc -c hellospeak.c                                     

speak.o : speak.c  speak.h                                                  

        gcc -c speak.c                                                    

clean :                                                                  

        -rm hello_demo  $(objects)                                         

Make 自动推导

make很强大，它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令，因为，我们的make会自动识别，并自己推导命令。

只要make看到一个[.o]文件，它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中，如果make找到一个hello.o，那么hello.c，就会是hello.o的依赖文件。并且 gcc -c hello.c 也会被推导出来，于是，我们的makefile再也不用写得这么复杂。我们的新的makefile又出炉了。

objects = hellospeak.o speak.o                                                   

hello_demo : $(objects)                                                        

        gcc -o hello_demo $(objects)                                            

$(objects):speak.h                                                             

clean :                                                                      

        -rm hello_demo  $(objects)                                            

关于CMake

 CMake工具：它首先允许开发者编写一种平台无关的 CMakeList.txt 文件来定制整个编译流程，然后再根据目标用户的平台进一步生成所需的本地化 Makefile 和工程文件，如 Unix 的 Makefile 或 Windows 的 Visual Studio 工程。从而做到“Write once, run everywhere”。显然，CMake 是一个比上述几种 make 更高级的编译配置工具。一些使用 CMake 作为项目架构系统的知名开源项目有 VTK、ITK、KDE、OpenCV、OSG 等 。

在 linux 平台下使用 CMake 生成 Makefile 并编译的流程如下：

1. 编写 CMake 配置文件 CMakeLists.txt 。
2. 执行命令 cmake PATH 生成 Makefile。其中， PATH 是 CMakeLists.txt 所在的目录。
3. 使用 make 命令进行编译。