Linux(程序设计):02---make与Makefile的设计与应用

Posted 董哥的黑板报

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Linux(程序设计):02---make与Makefile的设计与应用相关的知识，希望对你有一定的参考价值。


一、概念


  • 执行make命令时，需要一个Makefile文件，以告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序
  • Makefile是一个文本形式的数据库文件，其中包含一些规则来告诉make处理哪些文件以及如何处理这些文件


Make是GNU的开源工具


二、特点


  • 因为Makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令
  • ​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与makefile是如何工作的​


  • 当我们输入make命令后，make会在当前工作目录下寻找Makefile文件
  • 如果找到Makefile文件，它会找到Makefile文件中的第一个目标文件，并把这个目标文件作为最终的目标文件
  • 如果这个目标文件不存在或者目标文件依赖于后面的.o文件/其他文件时，那么make就会执行目标文件后面的.o文件/其他文件来生成前面这个目标文件，类似于递归



Makefile的注释

  • #：Makefile中只有行注释

因为#是Makefile的注释，所以如下你想要在Makefile中使用#符号，必须使用转义字符进行转义：​\\#​



Makefile的换行

  • 执行命令过长时，可以使用\\换行，但是\\后面不可以再跟其他字符，空白符也不行



Make的能力


  • Make使最终用户能够构建和安装包，而无需知道如何完成的详细信息 - 因为这些详细信息记录在您提供的makefile中
  • 根据更改的源文件，自动生成需要更新的文件。如果一个非源文件依赖于另一个非源文件，它还会自动确定更新文件的正确顺序 因此，如果您更改了一些源文件然后运行Make，则无需重新编译所有程序。它仅更新直接或间接依赖于您更改的源文件的非源文件
  • Make不限于任何特定语言。对于程序中的每个非源文件，makefile指定用于计算它的shell命令。这些shell命令可以运行编译器来生成目标文件，生成可执行文件的链接器， ​​ar​​更新库，或者TeX或Makeinfo来格式化文档
  • Make不仅限于构建包。您还可以使用Make来控制安装或卸载软件包，为其生成标签表，或者您想要经常做的任何其他事情，以便在写下如何操作时使其值得


三、Makefile的基本格式

目标文件:依赖文件
    执行命令

  • ​目标文件：​就是我们想要生成的文件
  • ​依赖文件：​生成目标文件所依赖的文件
  • ​执行命令：​利用依赖文件生成目标文件所执行的命令

我们通过依赖文件，执行命令来生成我们想要的目标文件，这就是Makefile最基本的格式


​备注：​


  • 目标文件的时间戳比任何一个依赖文件的时间戳晚，就生成目标文件
  • 目标文件的时间戳比依赖文件的时间戳都早，就更新目标文件
  • 缩进：“执行命令”前面有一个Tab键空格


四、make的执行

test:prog.o code.o
    gcc –o test prog.o code.o
prog.o:prog.c prog.h code.h
    gcc –c prog.c –o prog.o
code.o:code.c code.h
    gcc –c code.c –o code.o


①没有指定执行目标


  • 概念：只输入make，会在当前目录下寻找makefile或Makefile或GNUmakefile脚本文件，并执行脚本文件中的第一个目标。通常我们建议使用“Makefile”
  • 例如：make  ==>那么就执行生成test的语句块



②指定执行目标


  • 概念：make + 目标  ==>执行Makefile文件中的指定目标
  • 例如：make prog   ==>执行生成prog目标文件的语句块



③指定执行其他名称脚本


  • 如果有特殊要求，不想make命令执行的是makefile或Makefile文件，可以使用-f或者-file参数
  • 例如：make  -f  filename  ==>执行filename文件，而不去执行makefile/Makefile文件


五、Makefile的显示规则、隐式规则


显示规则：

  • 当我们执行一个目标时，如果这个目标的依赖文件没有，那么make就回去向下检查是否有生成这个依赖文件的命令，如果有就去执行（这是自动执行的）

​注意：​


  • 依赖性是从文件从上向下的，不能从下向上
  • 显示规则下的依赖文件时手动给出的

​案例：​当我们执行make时，make会去生成test这个目标文件，但是prog.o、code.o这两个依赖文件在目录中不存在，那么：


  • 通过依赖性，make向下寻找是否有生成prog.o、code.o这两个文件的命令
  • 通过向下寻找，可以寻找到生成这两个目标文件的命令，那么就隐式的执行下面两个生成prog.o、code.o的命令
  • 隐式生成prog.o、code.o之后，就去执行生成test目标的命令，最终生成test文件

​​test:prog.o code.o     gcc –o test prog.o code.o prog.o:prog.c prog.h code.h     gcc –c prog.c –o prog.o code.o:code.c code.h     gcc –c code.c –o code.o​​


隐式规则：

  • 概念：通过显示规则我们知道，我们目标文件的依赖文件没有生成时，就会向下寻找生成依赖文件的生成命令，但是这些生成命令都是手动给出的。通过隐式规则，我们可以省略生成这些依赖文件的命令

​注意：​

  • 隐式规则下，在目录下必须有能通过命令生成依赖文件的同名文件

​案例：​

  • 我们将上面的Makefile进行改写，省去了生成prof.o、code.o的命令，因为make会隐式的生成.o文件，再用这些.o文件生成test（但是目录下必须有prog.c、code.c这样的同名文件，隐式规则才会生效）

​​test:prog.o code.o     gcc –o test prog.o code.o​​

六、Makefile变量的分类

​Makefile的变量分为以下3类：​


  • ​用户自定义变量​
  • ​预定义变量​
  • ​自动变量及环境变量​


①用户自定义变量

  • ​概念：​用户自己定义的（通常建议大写）

​定义以及使用：​

  • 定义之后通过 “$(变量名) ”或 “$变量名” 定义

​​hello:hello.c gcc -g -o hello hello.c​​

  • 将上面内容进行更改，使用变量，就是下面的格式

​​TARGET = hello //定义变量 OBJ = hello.c //定义变量 FLAGS = -g -o //定义变量 $(TARGET):$(OBJ) gcc $(FLAGS) $(TARGET) $(OBJ)​​


②预定义变量


  • ​概念：​系统自带的变量，有的有默认值（默认值也可以更改），有的没有默认值
  • 定义以及使用与用户自定义变量是一样的

Linux(程序设计):02---make与Makefile的设计与应用_目标文件

​​TARGET = hello //定义变量 OBJ = hello.c //定义变量 FLAGS = -g -o //定义变量 CC = gcc //定义变量 $(TARGET):$(OBJ) $(CC) $(FLAGS) $(TARGET) $(OBJ)​​


③自动变量及环境变量

​系统自带的一些变量，不能修改，直接使用，有特殊意义：​


  • ​$@：​代表目标文件
  • ​$^：​代表依赖文件
  • ​$<：​代表第一个依赖文件
  • ​$?：​所有时间戳比目标文件晚的依赖文件
  • ​$*：​不包含扩展名的目标文件名称

​例如：​

  • 我们将上面的Makefile改为下面的Makefile

​​TARGET = hello OBJ = hello.c FLAGS = -g -o $(TARGET):$(OBJ) $(CC) $(FLAGS) $(TARGET) $(OBJ)​​​​TARGET = hello OBJ = hello.c FLAGS = -g -o $(TARGET):$(OBJ) $(CC) $(FLAGS) $@ $^​​

七、Makefile变量的赋值

​Makefile的变量赋值也分为以下3类：​


  • ​格式一：变量  = value​
  • ​格式二：变量 := value​
  • ​格式三：变量 += value​


​格式​一


  • ​变量  = value​
  • 特点：这种变量在第一次定义之后就不可以改变（就是我们上面所使用的方式）



​格式二​


  • ​变量 := value​
  • 特点：这种变量在第一次定义之后，还可以通过 “+=” 追加变量内容

​​OBJS := test1.o test2.o test:$(OBJS) gcc -o test $(OBJS) OBJS += test3.o //现在OBJS = test1.o test2.o test3.o​​


格式三：


  • ​变量 += value​
  • 特点：就是对用 “:=”方式定义的变量进行追加内容，上面有案例


八、伪目标（.PHONY）


  • ​概念：​伪目标是执行时没有依赖文件，并且在磁盘上不会生成文件，只是用来执行命令
  • 加不加.PHONY的区别：如果没有使用.PHONY，那么当在当前目录下有一个clean文件时就会报错；加了就不会报错

​案例：​

  • 例如下面有一个伪目标clean，当我们执行make clean时，就去执行rm -r *命令（两种方式在于有无.PHONY）
#方式一
.PHONY:clean
clean:
    rm -r *
#方式二
clean:
    rm -r *


用伪目标生成多个文件

  • 当我们执行make all时，就回去执行生成prog1 prog2 prog3的命令

​​all:prog1 prog2 prog3 .PHONY:all prog1:prog1.o utils.o gcc -o prog1 prog1.o utils.o prog2:prog2.o gcc -o prog2 prog2.o prog3:prog3.o gcc -o prog3 prog3.o​​

九、Makefile的隐藏输出

  • 我们知道makefile中的命令执行之后会在控制台中输出出来，如果不想要命令输出在控制台上，可以在命令之前加一个“@”符号

例如下面的第2、第3句gcc命令不会在控制台中输出

test:prog.o code.o
    gcc –o test prog.o code.o

prog.o:prog.c
    @gcc –c prog.c –o prog.o

code.o:code.c
    @gcc –c code.c –o code.o

十、通配符

​常用的通配符（这些通配符在所有语言中通用的，都是统一标准的）：​


  • ​%：任意一个​
  • ​?：匹配​
  • ​*：所有 ​


*通配符

  •  代表所有的字符

​​#make clean命令删除目录下所有的.c文件 clean: rm *.c​​


%通配符


  • 只指代一个字符
  • he%l  ===>heel、hell、heal都是



?通配符


  • 匹配1-n个字符
  • h?o  ===>heo、heeo、hello都算


十一、函数

​Makefile定义了一系列函数​


wildcard函数

  • 功能：提取当前目录下的所有.c文件的名称，返回值是这些.c文件名称的字符串

​​#SRC这个变量是目录下所有.c文件名的字符串列表 SRC = $(wildcard *.c)​​


patsubst函数

  • 功能：字符串转换函数，将一些字符串转换为另一种格式的字符串

​​#OBJS是一系列.o文件名的字符串 SRC = $(wildcard *.c) OBJS=$(patsubst %.c,%.o,$(SRC)) #将SRC中的所有.c字符串变为.o字符串​​

十二、条件判断

  • 待续

十三、Makefile的引用与嵌套

  • 待续

十四、make的管理命令


  • -C dir：读取指定目录下的Makefile文件
  • -f file：将当前目录下指定的file文件作为Makefile文件执行
  • -i：忽略所有命令执行错误
  • -I dir：指定被包含的Makefile所在目录

十五、makefile的文件指示

​1.格式：​

  • #include <filename>

​2.案例​

  • include foo.make *.mk $(bar)  等价于： include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mk


以上是关于Linux(程序设计):02---make与Makefile的设计与应用的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

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