Makefile基础

什么是Makefile?

一个工程中的源文件不计其数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，Makefile定义了一系列规则来制定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要重新编译，如何进行链接等操作。
Makefile就是"自动化编译"，告诉make命令如何编译和链接。
Makefile也是make命令的配置脚本，默认情况下GUN make会在当前目录下寻找文件，按照优先级依次寻找 GNUmakefile -> makefile -> Makefile。也可使用 make -f/-file “文件名" 手动指定Makefile文件

Makefile文件内容

显示规则
- 如何生成一个或多个目标文件
隐晦规则
- 依赖于Makefile自动推导，可以简略书写Makefile
变量定义
- 可以定义变量一般为String，类似于“宏”，当Makefile被执行时，变量会扩展到相应的引用位置上
文件指示
- 一个Makefile引用另外一个Makefile。类似于C的include
- 根据情况，指定Makefile有效部分。类似于C的预编译
- 定义多行命令
注释
- 只有行注释“#”

Makefile的规则

target ... : prerequisites ...
    command
或
target ... : prerequisites ... ; command

target: 目标文件。可以是Object File，也可以是执行文件，还可以是标签（Label）。
- 如果是多文件用空格隔开。
- 也可使用通配符
prerequisites：依赖文件，即要生成那个target所需要的文件或其他target
command：make需要执行的命令
如果命令太长可以使用“\”作为换行符进行换行

Makefile的规则就是告诉make 文件的依赖关系以及如何生成目标文件；

target的文件依赖prerequisite文件，生成规则在command中

如果prerequisite有一个以上的文件比target新，target会被认为是过时的需要重新生成，command将被执行，从而生成新的target。
示例

# 当前目录存在main.c、tool.c、tool.h三个文件
# 要生成一个main目标文件依赖于main.o tool.o
main: main.o tool.o
# 生成目标的命令
    gcc main.o tool.o -o main
# .PHONY:显式的指明clean是一个“伪目标”
.PHONY: clean
# clean: 标签，不会生成“clean”文件，这样的target称之为“伪目标”，伪目标的名字不能和文件名重复。clean一般放在文件最后
clean:
# -rm “-” 表示如果某些文件出现问题 跳过
    -rm main *.o

clean伪目标需要make显式调用make clean

makefile执行效果如下

makefile执行效果

Makefile是如何工作的

默认方式下，输入make命令后：

make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
如果找到，它会找文件中第一个目标文件（target），并把这个target作为最终目标文件，如前面示例中的“main”。
如果main文件不存在，或main所依赖的.o的修改时间要比main文件新，那么它会执行后面所定义的命令来生成main文件
如果main所依赖的.o文件也存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，若找到则根据规则生成.o文件。
make再用.o文件声明make的终极任务，也就是可执行文件“main”。

make会层层找文件依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件，如果在找的过程出现错误，make会退出并抛出错误。Make只管文件的依赖性，编译错误不会理会

Makef中变量的使用

如果工程需要加入一个新的“.o”文件 Makefile需要修改多处，为了易维护，在Makefile中我们可以使用变量。比如，我们声明一个变量为objects，这样就可以方便的在Makefile中以$(objects)的方式使用这个变量了。

我们修改一下刚刚的Makefile文件

objects = main.o tool.o
main: $(objects)
    gcc $(objects) -o main
.PHONY: clean
clean:
    -rm main $(object)

引用其他的Makefile

在实际开发中我们会按类型将源文件会分成不同的模块，每个模块有一个单独的Makefile文件，那么编译时就需要引入其他模块的Makefile，在Makefile中可以使用include关键字引入其他模块

# 语法格式
include 
# 如果文件找不到，而你希望make时不理会那些无法读取的文件而继续执行，可以在include前加"-"
-include

环境变量 MAKEFILES

如果当前环境中定义了环境变量MAKEFILES，make会把这个变量中的值做一个类似于include的动作。这个变量中的值是其它的Makefile，用空格分隔。只是，它和include不同的是，从这个环境变量中引入的Makefile的“目标”不会起作用，如果环境变量中定义的文件发现错误，make也会不理。但是建议不要使用这个环境变量，因为只要这个变量一被定义，那么当你使用make时，所有的Makefile都会受到它的影响。

也许有时候Makefile出现了奇怪的事，可以查看当前环境中有没有定义这个变量。

Makefile预定义变量

Makefile自动变量

函数

# 不带参数
define FUNC
$(info echo "hello")
endef

# 调用 FUNC函数 输出hello
$(call FUNC)

# 带参数
define FUNC1
$(info echo $(1) $(2))  
endef

# 调用FUNC1函数 输出hello world
$(call FUNC1,hello,world)

make的工作流程

读入所有的Makefile。
读入被include的其他Makefile。
初始化文件中的变量。
推导隐晦规则，并分析所有规则。
为所有的目标文件创建依赖关系链。
根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
执行生成命令。

上面的流程分两个阶段：1-5 为第一阶段、6、7为第二阶段

在第一阶段中如果定义的变量被使用了，make会把变量展开在使用的位置，但不完全展开，如果变量出现在依赖关系的规则中，只有依赖被使用的时候，变量才会被展开