【Linux】Makefile文件

1.Makefile的作用

Makefile文件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，可以实现自动化编译，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

2. Makefile文件命名和规则

命名为makefile或者Makefile。规则为：

目标....：依赖...
	命令（Shell命令）  //（前面有个缩进）
	...

目标：最终要生产的文件
依赖：生产目标所需要的文件
命令：通过执行命令对依赖操作生成目标（前面必须Tab缩进）

3.自己制作Makefile

//fun1.c
void fun1(void) {
	printf("this is fun1!\n");
}

//fun2.c
void fun2(void) {
	printf("this is fun2!\n");
}

//head.h
#include
void fun1(void);
void fun2(void);

//test.c
#include
#include "head.h"

//main.c
int main(){
        //test
        fun1();
        fun2();
        fun1();
        return 0;
}

存在这样四个文件， main.c函数里面调用了head.h的两个函数。

vim makefile

创建makefile文件，输入相关编译命令。

app:fun1.c fun2.c main.c
	gcc fun1.c fun2.c main.c -o app 

-o表示将前面的文件生成可执行文件app。

make

输入make命令，执行makefile文件，生成可执行文件app。

可以看到，终端会自动执行makefile里面的语句。这里只有一句编译命令，看不出makefile有多方便，但是当大型工程中编译命令有上百行的时候，只需要一句make就可以输出上百行编译命令，就会特别方便。

4. 工作原理

4.1 检查依赖

在执行命令之前，需要先检查规则中的依赖（红色框）是否存在。如果存在，执行命令；如果不存在，向下检查其他规则，检查是否存在一个规则用来生成该依赖，如果找到了，则执行该规则中的命令。看下面这样一个例子（版本2）。

.o文件是汇编之后得到的文件，但是还没有进行链接，只有进行了链接才能生成可执行文件。
-c命令能够编译、汇编指定的c文件，生成.o文件，但是不进行链接。

makefile文件一共存在四条规则。当检查第一条规则的依赖时，发现这些.o文件都不存在，就会向下检查其他规则，发现存在规则生成.o文件，所以执行规则中的命令。

通过命令行能发现，make先执行了生成.o文件的下面三条规则，以便生成第一条的依赖，然后再执行第一条规则生成可执行文件。

4.2 检查更新

在执行规则中的命令是，会比较目标和依赖文件的时间。如果依赖的时间比目标的时间晚，需要重新生成目标。如果依赖的时间比目标的时间早，目标则不需要更新，对应规则中的命令不需要被执行。

当我们再次执行make，显示可执行文件app已经是最新的。接下来简单修改下main.c文件，中间随便加点注释，再次执行make。

会发现make命令执行了生成main.o的规则以及生成app的规则。这是因为对于main.o :main.c，因为main.c发生修改，文件的时间会更新，所以变成依赖main.c的时间比目标main.o的时间晚，需要重新生成目标。对于生成app的规则同理。

所以要合理利用这条规则，可以将编译分为多条规则（上面的版本2）执行，而不是一条规则（上面的版本1）。如果仅有一条规则，只要其中一个依赖发生改变，就会全部重新编译。

5. makefile中的变量

预定义变量

• AR：归档维护程序的名称，默认值为ar
• CC：C编译器的名称，默认值为cc
• CXX：C++编译器的名称，默认值为g++
• $@：目标的完整名称
• $<：第一个依赖文件的名称
• $^：所有的依赖文件

自定义变量：变量名=变量值
获取变量的值：$(变量名)

通过修改获得makefile第3个版本，通过定义变量，获取变量。

6.模式匹配

%.o : %.c

%:通配符，匹配一个字符串；两个%对应的是同一个字符串

当执行第一条规则，发现.o文件不存在，就会去检查下面的规则是否能生成该依赖。对于模式匹配，只要符合条件，就能执行。

第二条模式匹配规则是，将依赖.c文件生成目标.o文件，命令行中$(CC)代表获取C编译器，$<代表获取第一个依赖的名称，$@代表获取目标的完整名称。运行后可以正常执行。

7.函数

$(wildcard PATTERN...)

功能：获取指定目录下指定类型的文件列表，PATTERN代表目录，如果有多个目标，一般使用空格间隔。

$(patsubst <pattern>, <replacement>, <text>)

功能：查找 中的单词（单词以“空格”、“Tab”、“换行”分隔）是否符合模式，如果匹配，则以替换。

可以包括通配符“%”，表示任意长度的字符串。如果想要实际使用普通的“%”，前面需要加转义字符，“%”。

修改获取第四个版本。对于第一条规则，我们需要的是.o文件，但是.o文件目前还没有生成，所以必须先通过函数获取.c文件，再进行替换获取.o文件。

src变量代表获取当前目录下所以的.c文件，即fun1.c、fun2.c、main.c。

objx变量代表，将刚才获取的src变量（所以.c文件），找到符合%.c的那部分，然后替换成%.o，实际上就是得到了fun1.o、fun2.o、main.o。

重新执行make，运行成功。

通过ls命令可以发现make生成了很多中间.o文件，这些中间文件是为了生成最终的可执行文件，但是生成之后就没啥用的。所以可以加上rm命令删除掉。