第三部分Makefile介绍

Posted 2021-01-28 c-wang

make 命令执行时，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。

我们要写一个 Makefile 来告诉 make 命令如何编译和链接这几个文件。我们的规则是：

1）如果这个工程没有编译过，那么我们的所有 C 文件都要编译并被链接。

2）如果这个工程的某几个 C 文件被修改，那么我们只编译被修改的 C 文件，并链接目标程序。

3）如果这个工程的头文件被改变了，那么我们需要编译引用了这几个头文件的 C 文件，并链接目标程序。

make 命令会自动智能地根据当前的文件修改的情况来确定哪些文件需要重编译，从而自己编译所需要的文件和链接目标程序。

一、Makefile的规则

target ... : prerequisites ...
command

...

...

target 也就是一个目标文件，可以是 Object File，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label）;

prerequisites 就是要生成那个 target 所需要的文件或是目标;

command 也就是 make 需要执行的命令。（任意的 Shell 命令）

这是一个文件的依赖关系，也就是说，target 这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites 中的文件，其生成规则定义在 command 中。说白一点就是说，prerequisites中如果有一个以上的文件比 target 文件要新的话，command 所定义的命令就会被执行。

这就是 Makefile 的规则。也就是 Makefile 中最核心的内容。

二、一个示例

edit : main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c

utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o

反斜杠（）是换行符的意思。

在定义好依赖关系后，后续的那一行定义了如何生成目标文件的操作系统命令，一定要以一个 Tab 键作为开头。记住，make 并不管命令是怎么工作的，他只管执行所定义的命令。

make 会比较 targets 文件和 prerequisites 文件的修改日期，如果 prerequisites 文件的日期要比 targets 文件的日期要新，或者 target 不存在的话，那么，make 就会执行后续定义的命令。

这里要说明一点的是，clean 不是一个文件，它只不过是一个动作名字，有点像 C 语言中的 lable 一样，其冒号后什么也没有，那么，make 就不会自动去找文件的依赖性，也就不会自动执行其后所定义的命令。

要执行其后的命令，就要在 make 命令后明显得指出这个lable 的名字。这样的方法非常有用，我们可以在一个 makefile 中定义不用的编译或是和编译无关的命令，比如程序的打包，程序的备份，等等。

三、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。那么，

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“edit”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。

3、如果 edit 文件不存在，或是 edit 所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比 edit这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成 edit 这个文件。

4、如果 edit 所依赖的.o 文件也存在，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。（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 .o 文件，然后再用 .o 文件生成 make 的终极任务，也就是执行文件 edit 了。

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。make 只管文件的依赖性

四、makefile 

为了 makefile 的易维护，在 makefile 中我们可以使用变量。makefile 的变量也就是一个字符串，理解成 C 语言中的宏可能会更好。例如

objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o

于是，我们就可以很方便地在我们的 makefile 中以“$(objects)”的方式来使用这个
变量了，于是我们的改良版 makefile 就变成下面这个样子：

objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit $(objects)

于是如果有新的 .o 文件加入，我们只需简单地修改一下 objects 变量就可以了。

五、让 make  自动推导

只要 make 看到一个[.o]文件，它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中，如果 make找到一个 whatever.o，那么 whatever.c，就会是 whatever.o 的依赖文件。并且 cc -cwhatever.c 也会被推导出来，

于是，我们的 makefile 再也不用写得这么复杂。我们的是新的 makefile 又出炉了。

objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
main.o : defs.h
kbd.o : defs.h command.h
command.o : defs.h command.h
display.o : defs.h buffer.h
insert.o : defs.h buffer.h
search.o : defs.h buffer.h
files.o : defs.h buffer.h command.h
utils.o : defs.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)

这种方法，也就是 make 的“隐晦规则”。上面文件内容中，“.PHONY”表示，clean是个伪目标文件。

六、另类风格的 makefile

objects = main.o kbd.o command.o display.o
insert.o search.o files.o utils.o
edit : $(objects)
cc -o edit $(objects)
$(objects) : defs.h
kbd.o command.o files.o : command.h
display.o insert.o search.o files.o : buffer.h
.PHONY : clean
clean :
rm edit $(objects)

这种风格，让我们的 makefile 变得很简单，但我们的文件依赖关系就显得有点凌乱了，如果文件一多，要加入几个新的.o 文件，那就理不清楚了。

七、清空目标文件的规则

每个 Makefile 中都应该写一个清空目标文件（.o 和执行文件）的规则，这不仅便于重编译，也很利于保持文件的清洁。

clean:
rm edit $(objects)
更为稳健的做法是：
.PHONY : clean
clean :
-rm edit $(objects)

而在 rm 命令前面加了一个小减号的意思就是，也许某些文件出现问题，但不要管，继续做后面的事，当然，clean 的规则不要放在文件的开头，不然，这就会变成 make 的默认目标