Makefile，Linux程序员你伤不起

1. 概述

Makefile，what？？很多windows程序可能都没听说过
简单的说，Makefile是Unix/Linux环境下描述了整个工程的编译、连接等规则的文件，其主要包括三点：
1) 工程中的哪些源文件需要编译以及如何编译
2) 依赖库以及库所在的位置
3) 想得到什么：可执行文件？静态库？动态库？
项目中，我们会有很多源文件、头文件、依赖库文件、配置文件等等，通过Makefile定义规则来制定编译顺序，编译规则，编译依赖，甚至更复杂的功能，将极大的方便我们的开发，其最大的好处就是”自动化编译“，通过‘make’就可以方便的进行整个项目的编译工作。

2. 编译链接

从源码到可执行文件，具体步骤：
源码--->预处理--->编译--->汇编--->链接
我们常常把预处理、编译和汇编三个阶段统称为编译阶段，在这个阶段，编译器会检查程序语法、函数与变量是否声明等。
经过编译之后，unix/linux下，将得到.o文件（一般来说，每个源文件都能生成一个对应的.o文件），即object file（windows下即.obj文件），.o不能直接运行，我们需要将其合成可执行文件，这个过程就叫链接。在链接过程，链接器会在所有的.o文件中找寻函数的实现，如果找不到，则会报链接错误。

3.Makefile规则

Makefile只有一个规则：

target： prerequisites
command

target：即目标，它可以是可执行文件、可以是.o文件，也可以是一个标签，简单的说，它就是你要做的事情。
prerequisites：生成target所需要的条件，它可以是一个文件，也可以是另外一个target
command：具体执行的命令

解释如下：target这个目标依赖于prerequisites中的文件，其生成规则定义在command中。
更简单一点表达：如果prerequisites中任何一个文件的时间要比target文件更新的话，command所定义的命令就会执行。

eg：
=====makefile=====
#第一个规则
test： main.o hello.o
gcc main.o hello.o –o test

#第二个规则
main.o： main.c
gcc –c main.c

#第三个规则
hello.o： hello.c hello.h
gcc –c hello.c

#第四个规则
clean :
rm –rf *.o
rm –rf test
=====makefile=====

第一个规则:
test就是target， main.o和hello.o是prerequisites，'gcc main.o hello.o –o test’是command。
即：要生成test，就需要有main.o和hello.o，如果main.o或者hello.o文件的时间比test新（或者test文件不存在），则会执行命令’gcc main.o hello.o –o test’,

第二个规则：
target是main.o，main.c是prerequisites，’gcc –c main.c’是command
即：要生成test，就需要main.c，如果main.c文件的时间比main.o新，则会执行’gcc –c main.c’

第三个规则和第二个规则类似

第四个规则：
这里，target是clean，此处，clean并不是一个文件，而是一个动作的名字，它的执行，需要显示的在make命令后制定，例如，此处执行‘make clean’，将调用其后的command，即‘rm –rf *.o rm –rf test’,另外，此处没有prerequisites，即任何时候都执行command

我们来看下如果执行'make'会做什么：

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“test”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3、如果test文件不存在，或是test所依赖的后面的[.o]文件的文件修改时间要比test这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成test这个文件。
4、如果test所依赖的.o文件存在，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。
5、依次类推，直到生成的所有的target都是最新的。

用户如果执行'make clean'，由于其后面没有依赖，则执行command所定义的命令。

如果我们修改了代码main.c，然后执行‘make’，由于main.c时间比main.o新，那么main.o会重新编译生成，由于main.o文件的时间比test新，那么test也会重新生成。

4. 一个好用的Makefile模板

######################################################################
#	makefile 模版
#
######################################################################

###################项目路径和程序名称#################################
DIR=$(shell pwd)
BIN_DIR=$(DIR)/bin
LIB_DIR=$(DIR)/lib
SRC_DIR=$(DIR)/src
INCLUDE_DIR=$(DIR)/include 
OBJ_DIR=$(DIR)/obj
DEPS_DIR=$(DIR)/deps
#PROGRAM=$(BIN_DIR)/test
PROGRAM=$(BIN_DIR)/test

###################OBJ文件及路径############################################
EXTENSION=cpp
OBJS=$(patsubst $(SRC_DIR)/%.$(EXTENSION), $(OBJ_DIR)/%.o,$(wildcard $(SRC_DIR)/*.$(EXTENSION)))
DEPS=$(patsubst $(OBJ_DIR)/%.o, $(DEPS_DIR)/%.d, $(OBJS))

###################include头文件路径##################################
INCLUDE=\
		-I$(INCLUDE_DIR)
		
###################lib文件及路径######################################

###################编译选项及编译器###################################
CC=g++
CFLAGS=-Wall -W -g 
LDFLAGS=

###################编译目标###########################################
.PHONY: all clean rebuild

all:$(OBJS) 
	@echo $(DEPS_DIR)
	$(CC) -o $(PROGRAM) $(OBJS) $(LDFLAGS) 


$(DEPS_DIR)/%.d: $(SRC_DIR)/%.$(EXTENSION)
	$(CC) -MM $(INCLUDE) $(CFLAGS) {1}lt; | sed -e 1's,^,$(OBJ_DIR)/,' > $@

sinclude $(DEPS)

$(OBJ_DIR)/%.o:$(SRC_DIR)/%.$(EXTENSION) 
	$(CC) {1}lt; -o $@ -c $(CFLAGS) $(INCLUDE) 

rebuild: clean all

clean:
	rm -rf $(OBJS)  $(PROGRAM)

工作目录结构：
bin  deps  include  lib  Makefile  obj  src

5. 结语

以上只是Makefile的冰山一角，有兴趣的同学可以看下make的info pages。

Makefile可以很方便的维护中小型项目，但是，在项目大到一定程度，存在众多依赖之后，人力维护Makefile也是一件极为困难的事情。目前有一些自动化的工具，例如Automake，就是一个极好的工具，可参考：http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-makefile/。