Linux项目自动化构建工具之make/Makefile演示gcc编译

一、背景

• 会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
• 一个工程中的源文件不计数，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makefile带来的好处就是——“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。
• make是一个命令工具，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。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。
• make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。

二、如何使用？

• make是一条命令，makefile是一个文件，下面我们来看一下：

• 创建文件

>makefile

• 打开文件

vim makefile

mytest:test.c
	gcc test.c -o mytest

• 最后在命令行输入make，自动进行编译出可执行文件

• 我们再写一个清理文件

.PHONY:clean
clean:
	rm -f mytest

• 再次执行make clean，就清理完成了~

三、原理

• make会根据makefile的内容，完成编译/清理工作

• 我们在执行一下make
• 执行到第二次的时候会发现不能执行了，已经是最新的~

• 执行clean的时候需要这样执行

make clean

• 那么也可以这样执行

make mytest

• 我们在执行make的时候默认从上到下执行，默认是执行一对依赖关系和依赖方法

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• 可是刚刚写的这个.PHONY:clean是什么东西呢？

• 我们先不写试试：

• 下面执行的结果就只能执行一次，再次执行就会提示已经是最新的了

• 这个时候我把test.c修改一下，然后再次执行

• 再次执行make，也是一样的，修改文件后只能执行一次

• 那我就想让编译的这个操作一直被执行，不要给我提示
• 用.PHONY修饰：

• 所以一般写makefile的时候，清理项目，希望总是被执行，所以被修饰

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四、关于make的问题

为什么makefile对最新的可执行程序，默认不想重新形成呢？是怎么做到的呢？

• 在平时工作中一个项目很大，可能一次编译就要好几十分钟，如果可执行程序是新的就没有必要重复编译了，这样做的主要原因是为了提高效率~~

• 那么它是咋做到的？

• 其实我们可以使用stat命令来查看文件的最新修改时间

stat mytest

• 源代码和可执行程序最近一次形成或修改的时间是不可能一样的

• 所以我们再次看下面

• 这个时候更新一下源代码的最新时间

touch test.c

• 就又可以编译了

五、再次理解/编写makefile

• 我们再次写了一个makefile，新学习两个符号@ ^

mytest:test.c    
    gcc -o $@ $^     
.PHONY:clean                                                                                                                           
clean:
    rm -f mytest 

• $@代表目标文件

• $^依赖文件，今天的依赖文件列表只有一个，后面我们会有多个

• @替换成依赖目标

• ^代表整个依赖文件列表

• 所以我们在编译的时候makefile会自动给我们进行符号替换

• @符号替换成目标文件，^替换成test.c

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• 我们再次写一个gcc编译C语言的makefile

hello:hello.o   
	gcc hello.o -o hello    
hello.o:hello.s     
    gcc -c hello.s -o hello.o    
hello.s:hello.i     
    gcc -S hello.i -o hello.s     
hello.i:hello.c     
    gcc -E hello.c -o hello.i
    
.PHONY:clean
clean:
  rm -f hello.i hello.s hello.o hello   

依赖关系

• 上面的文件 hello ,它依赖 hell.o
• hello.o , 它依赖 hello.s
• hello.s , 它依赖 hello.i
• hello.i , 它依赖 hello.c

依赖方法

gcc hello.* -option hello.*,就是与之对应的依赖关系

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• 这个时候我们编译一下看看

六、原理讲解

• make是如何工作的,在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。

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”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
4. 如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
5. 当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello了。
6. 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
7. 在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
8. make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦~~

项目清理

• 上面的makefile也写了清理

• 像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。

• 但是一般我们这种clean的目标文件，我们将它设置为伪目标,用 .PHONY 修饰,伪目标的特性是，总是被执行的。

• 可以将我们的 hello 目标文件声明成伪目标，测试一下。

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但是我们还是推荐我们这样写：

mytest:test.c
	gcc -o $@ $^ 
.PHONY:clean
clean:
	rm -f mytest

makefile是支持变量的

我们还可以写成代码的样式：

• 这里的$()就是提取括号里面的内容
• makefie在执行的时候会自动替换括号里变量的内容

• 保存退出，再次执行也是可以的，同学们可以试一下~~

取消执行make后显示命令

• 那我们打印的时候不想打印出这些咋做呢？

• 那么我们就可以在这里加上一个@
• 这样就可以啦

依赖方法可以多行

• 这里的依赖方法可以多行，而且还可以使用变量

下面的依赖方法都是可以写shell命令的~~

最后本文就到这里结束了，本文讲解了Linux项目自动化构建工具之make/Makefile演示gcc编译，以及最后的原理讲解~