Make和Makefile学习笔记

make和makefile

为什么需要make和makefile？

对于大型程序来说，多文件之间具有耦合和关联性，如果其中部分文件更改后，关联文件没有重新编译，就会导致程序出错的潜在问题，通过makefile可以执行make规则，make就可以自动执行gcc指令。

程序的编译过程主要分为编译和链接：

编译时，主要是要告诉编辑器头文件的所在位置，当文件中语法全部正确时，编译器就可以自动编译出中间目标文件（.o或者.obj）编译器只检查程序语法，以及函数、变量的声明。

链接时，主要是链接函数和全局变量，链接器器不管函数所在的源文件，只管函数的中间目标文件，当中间目标文件过多时，就需要给中间目标文件打包提高编译效率，打包好的文件就叫库文件（.lib或者.a）链接器会在所有的目标文件中找寻函数的实现。\

GNU make的基本规则：

target ... : prerequisites ... （1）
    command                    （2）
    ...
    ...

在makefile中，注释用#开始。

1.依赖关系（前置条件）

依赖关系定义最终应用程序中的每个文件于源文件之间的关系，就是上文GNU make规则中（1）处。写法如下，前面为目标名称，后面紧跟一个冒号，接着是用空格或者制表符隔开的多个文件依赖列表：

myapp: main.o 2.o 3.0
main.0: main.c a.h

在makefile中，定义目标all可同时制作多个文件，若未定义，则make只创建在makefile中找到的第一个目标！

除了文件名当目标外，还可以是一些伪命令，比如clean：，这样在执行make clean指令后，就会自动执行后面的shell指令。

all: myapp myapp.l

依赖关系有什么用？它指定了文件之间的依赖关系，当开始编译时，如果有依赖文件发生改变（时间戳比其他的新），编译器就会自动寻找其关联的文件，并进行编译，保证全局代码的最新。

如果只有文件名，没有依赖关系的情况下，则表示每次都执行该目标名称后面的指令。

2.创建规则

在上述GNU make规则中（2）就是在生成目标文件后可以执行的shell命令，在设定依赖编译器只知道依赖关系，makefile还需要知道如何创建文件。因此我们可以自动创建规则，大多数规则都包含一个简单命令，在每一个命令前有且只能有一个制表符。

myapp：main.o 2.o 3.o
	gcc  -o myapp main.o 2.o 3.o

在这些编译命令中，主要是使用对应的编译链工具（如gcc），并且通过指定参数完成编译。

PS：【1】每一行命令都在单独的shell中执行，指令之间没有继承关系。如果需要继承关系，但是又太长，可以使用反斜杠转义 \ 。

​ 【2】 在正常执行的情况下，make会打印每一条指令，然后再执行，叫做回升（echoing）在每条命令前加上@，就可以关闭回声（输出）其实就是编译的时候会出现的一大堆的字的来源。

test:
    @echo $$HOME

在makefile中还有一些自动变量：

$@ ——目标文件（shell中：输出用[“ ”]括起来的情况，单独输出）

$^ ——所有的依赖文件

$< ——第一个依赖文件

$? ——指代所有依赖文件中的最新的那个（shell中：最后运行的命令结束代码（返回值））

$ ——指代通配符%的匹配部分（shell中：所有的参数列表）*

以上这些是makefile中用来简化创建规则的，第一个是直接指代上面依赖关系中的目标文件，第二个是指代所有的依赖文件，第三个是指定第一个依赖文件，可以减少重复书写文件名的麻烦。

其他的（shell指令中的）：

$$ ——shell本身的PID（ProcessID）

$! ——shell最后运行的后台PID

$- ——使用Set命令设置的Flag一览

$1~$n ——添加到Shell的各参数值

dest/%.txt: src/%.txt
    @[ -d dest ] || mkdir dest
    cp $< $@

在makefile中还有一些判断和循环的语句，遵循Bash语法：

ifeq ($(CC),gcc)
  libs=$(libs_for_gcc)
else
  libs=$(normal_libs)
endif=

甚至还可以使用函数，目前还没用过：

$(function arguments)

3.宏

makefile中的宏，类似于C语言中的#define，定义和引用方式如下所示，一般写在makefile的开头，用于方便替换一些常用的变量。

MACRONAME=value

$(MACRONAME)
${MACRONAME}

在宏定义内容过长时，可以用\进行换行。

在makefile中，“=” 还有一些特殊的赋值语句：

“=” ——赋值的值为makefile中最后被指定的值，会将整个makefile展开，拉通决定变量的值

“:=” ——直接赋值，直接将当前等式右边的值赋给左边。

“?=” ——如果该变量没有被赋值，则赋予等号后面的值。

“+=” ——将等号后面的值加到前面的变量上。

在make中，还提供了一系列内置变量，$(CC）指向当前使用的编译器等。

4.内置规则

make本身带有大量的内置规则，就是说执行make+可执行文件名 后，make会自动匹配该文件并编译。并且我们可以只在makefile中指定依赖关系即可。通过make -p可以打印出make指令的内置规则，通过make -MM指令可以导出项目中的依赖关系清单。

5.多目标

通过all:指定，同时生成多个目标。

通过install：指定，让可执行文件直接安装。

通过clean：指定清理临时文件。

6.Linux内核中的makefile

linux内核也采用makefile文件对内核进行编译，并且可以通过.config文件直接生成makefile。.config文件可以通过menuconfig等方式进行配置。