Linux详解：makefile
引言
在软件开发过程中，一个项目通常由许多源代码文件和头文件组成。这些文件可能依赖于其他文件，并且在编译和构建过程中需要执行一系列命令和步骤。手动管理这些文件和命令是非常困难的，尤其是当项目越来越复杂时。
为了自动化构建、编译和部署过程，我们可以使用构建工具。其中 Make 工具是最流行的构建工具之一。Make 工具提供了一个 Makefile 文件格式，以定义相互依赖的文件和规则，并自动执行构建过程。
Makefile是一种自动化构建工具，用于管理和编译源代码。它能够自动搜索文件依赖关系，并根据需要重新编译程序。本文将详细介绍Makefile的基本使用方法，包括目标、依赖和命令，以及一些常用的技巧和注意事项。
一、Makefile的基本使用
Makefile中包含了一组规则，用于描述如何将源代码转换为可执行文件。每条规则都包括一个或多个目标、依赖和命令。
1.1 目标
目标是Makefile规则所要生成的文件。可以是源代码、目标文件或可执行文件等文件类型。在Makefile中，可以定义多个目标。
例如，在以下示例中，定义了两个目标hello.o和world.o：
hello.o: hello.c
gcc -c hello.c
world.o: world.c
gcc -c world.c1.2 依赖
依赖是指待生成目标所依赖的其他目标或文件，其主要作用是指明目标所依赖的文件，确保他们在生成目标之前被更新。依赖通常是源文件或库文件。
例如，在以下示例中，定义的目标hello.o和world.o都有各自的依赖hello.c和world.c：
hello.o: hello.c
gcc -c hello.c
world.o: world.c
gcc -c world.c1.3 命令
命令是Makefile规则中指定的转换或操作。每个命令都会在Shell中被执行。
在上述示例中，命令是gcc -c hello.c和gcc -c world.c。它们将源代码转化成目标文件。
二、PHONY
.PHONY声明被列为伪目标（phony target）的目标。伪目标是没有对应物理文件的目标，只是用来给其他目标提供前置条件，因此当该目录下出现跟目标名同名文件时，不能被忽略警告。
2.1 为什么需要.PHONY
.PHONY通常用于声明一些不生成实际文件的模拟性目标。如果不加.PHONY声明，那么Make在查找所有文件的依赖关系时，就会把这个目标名称误认为是一个实际的文件，并且去查找相关依赖、更新并尝试生成该目标。这会导致无效的时间浪费，甚至无法正常执行。
例如，有如下的一个Makefile：
build:
@echo "Build project"
clean:
@echo "Clean project"
.PHONY: build clean在上面的示例中，使用了.PHONY声明build和clean是伪目标。这两个目标并不代表实际的文件，只是模拟性目标，用于执行编译和清理操作。如果忘记加上.PHONY声明，会导致Make出现错误，无法正常执行。
2.2 .PHONY使用方法
要声明一个伪目标，只需在目标名前面添加一个特殊符号“.PHONY:”。
例如，以下示例定义了伪目标clean和bulid：clean用于删除文件test和文件mytest；build用于创建可执行文件mytest
test:test.c
gcc $^ -o $@
.PHONY:build clean
build:
gcc test.c -o mytest
clean:
rm -f mytest test
运行结果与解释如下：
三、特殊符号的用法
这三个符号都是Makefile规则中可以使用的自动变量或预定义变量。
- $@：表示规则中的目标文件名称；
- $^：表示规则中运行条件中所有的依赖文件列表，以空格分隔；
- $<：表示规则中的第一个依赖文件名称。
以下规则为例：
libmylib.a: main.o func1.o func2.o
ar -rc $@ $^
main.o: main.c
gcc -c $< -o $@
func1.o: func1.c
gcc -c $< -o $@
func2.o: func2.c
gcc -c $< -o $@
.PHONY: clean
clean:
rm -f *.o
3.1 $@
在上述示例中，$@用于表示libmylib.a，即当前规则的目标文件名。
在命令中，通过ar -rc $@ $^指定将所有运行条件中的依赖文件进行打包，最终生成目标文件libmylib.a。
3.2 $^
可以用于表示规则中运行条件中所有的依赖文件列表，以空格分隔。例如，在上述示例中，可以用于表示规则中运行条件中所有的依赖文件列表，以空格分隔。例如，在上述示例中，$^表示main.o func1.o func2.o。
3.3 $<
$<表示规则的第一个依赖文件名称。例如，在以下规则中，<表示规则的第一个依赖文件名称。例如，在以下规则中，<表示main.c：
main.o: main.c
gcc -c $<在命令中，通过gcc -c $< -o $@指定只对目标文件所依赖的第一个源文件main.c进行编译。
3.4 %
通配符 % 可以用在 makefile 中，表示匹配任意的字符串。在 makefile 中，% 表示一系列文件名中的字符通配符，也就是说可以处理一些带有类似模式的文件。
如果我们想要对多个源文件进行编译，但这些文件名都只有一个前缀，后缀不同，我们可以使用 % 通配符来定义相关规则。
比如，我们有三个源文件 foo.c、bar.c 和 baz.c，需要编译成对应的目标文件 foo.o、bar.o 和 baz.o。那么，通常情况下的 makefile 会写成：
foo.o: foo.c
gcc -c foo.c
bar.o: bar.c
gcc -c bar.c
baz.o: baz.c
gcc -c baz.c但这样每个源文件都需要单独编写规则，特别是文件较多时显得十分繁琐。此时，我们可以使用 % 通配符来简化代码。
%.o:%.c
gcc -c $< -o $@这里的 %.c 表示匹配任何以 .c 结尾的文件名，而 %.o 表示生成与源文件同名，但以 .o 结尾的目标文件。$< 表示自动变量，在这里是第一个依赖，即对应的源文件名，而 $@ 表示当前目标文件名。
这样，就可以使用一个规则来匹配多个源文件进行生成目标文件，避免了重复的代码和出错的概率。
总之，% 通配符是 makefile 中十分方便的语法，可用于匹配任何字符串，非常适合一些文件名类似且规律性较强的情况下使用。
- 总结
本文介绍了Makefile的基本使用方法，包括目标、依赖和命令。同时还介绍了.PHONY声明伪目标以及自动变量的使用方法。
Makefile作为一种自动化构建工具，能够大大提高程序员的工作效率。但是在实际开发中，有很多细节和注意事项需要注意，比如正确编写规则、优化文件依赖关系、处理路径名等等。