【Linux系统编程】第十三弹---项目自动化构建工具-make/Makefile

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1、背景

2、编写makefile

2、make原理

3、理解makefile

4、优化makefile

总结

1、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。

总结：

★ 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。

2、编写makefile

第一步，先创建两个文件，一个用于编写源代码(test.c)，一个用于自动编译源代码(makefile/Makefile)。

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ touch test.c makefile # 创建两个文件
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  test.c

第二步，编写makefile文件。

test.exe:test.cgcc test.c -o test.exe
.PHONY:clean
clean:rm -f test.exe

注意：

makefile 的文件名必须是 makefile/Makefile，不能是其他名称，否则 make 识别不了。
依赖文件可以有多个，也可以没有。
依赖方法必须以 [Tab] 键开头，特别注意不能是四个空格。

第三步，编写test.c文件。

 #include<stdio.h>int main(){printf("hello linux\n");                                                                                        return 0;}

第四步，通过命令看效果。

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make
gcc test.c -o test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  test.c  test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ./test.exe
hello linux

2、make原理

在Linux中，输入make命令后，make会在当前目录下找文件名为 "makefile或者Makefile"的文件，1. 如果找到，则会把文件中的第一个目标文件作为最终的目标文件。

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls # 查看当前目录的文件，有一个makefile一个Makefile文件
makefile  Makefile  test.c
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make  # 把第一个文件作为目标文件
gcc test.c -o test.exe    # 执行makefile
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ cat makefile
test.exe:test.cgcc test.c -o test.exe
.PHONY:clean
clean:rm -f test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ cat Makefile
mytest:test.cgcc -o mytest test.c

2. 如果没有找到，则打印提示信息。

[jkl@VMCentos7 ~]$ make
make: *** No targets specified and no makefile found.  Stop. # 没有找到目标文件

3、理解makefile

首先我们需要知道makefile文件中代码所代表的意思，通过下图进行一一解释：

注意：上面我们说了输入make指令出现两种可能，此处只讲解找到最终文件的情况。

当我们在命令行中输入make命令，会默认生成第一个目标文件，即执行第一个依赖方法。

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make # 默认执行第一个依赖方法，并打印出来
gcc test.c -o test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls  # 查看当前目录文件，确实生成了可执行程序(目标文件)test.exe
makefile  Makefile  test.c  test.exe

当我们再次输入make命令，会出现以下提示：

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make
make: 'test.exe' is up to date.  # 可执行程序(目标文件)是最新生成的了

1. 为什么再次输入make命令会不让我们继续生成目标文件呢？？？

因为当有大量的文件的时候，编译执行会消耗大量的时间，为了达到更高的效率，因此源代码没有改变，makefile就会知道只生成一份可执行程序就可以了。

但是此时就有另外的两个问题了，编译器怎么知道哪个文件是没有改变的源代码？？？如果我们的目的就是想要输入命令则生成目标文件该怎么办？？？

2. 编译器怎么知道哪个文件是没有改变的源代码？？？

对比可执行程序最近修改时间与源文件最近修改时间，谁更新？

编写代码和代码生成的可执行程序的修改时间是不一样的，先写的源代码，后才有的代码生成的可执行程序。因此makefile会通过谁的时间更新，来确定到底要不要重新生成可执行程序。通过stat命令可以看到文件的三个时间。

3. 想要输入make命令则生成目标文件该怎么办？？？

此处可以在每个方法之前输入 .PHONY:xxx，xxx对应的方法总是要执行。xxx可以是目标文件也可以是依赖方法。

举例：想要make总是执行，可以将makefile改成如下内容：

.PHONY:test.exe
test.exe:test.cgcc test.c -o test.exe

此时输入make则会生成可执行程序。

4. 我们像VS编译一个程序可以生成解决方案，还可以清理解决方案，我们makefile如何清理解决方案呢？？？

清理解决方案的实质是删除可执行程序，那么我们在makefile中提供一个删除文件的依赖方法即可，而且我们可能总是想要删除可执行程序，因此可以加上.PHONY:xxx。

test.exe:test.cgcc test.c -o test.exe
.PHONY:clean # 总是执行该依赖关系中的方法
clean:       # 删除可执行程序rm -f test.exe

5. 从上面我们可以看到，删除可执行程序是第二个依赖方法，我们前面知道make默认执行第一个依赖方法，那我们想要执行第二个依赖方法应该怎么办呢？？

此处需要使用make命令+目标文件，即make clean。 只要不是第一个依赖方法，都是这样执行依赖方法！！！

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  Makefile  test.c  test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make clean  # 删除可执行程序
rm -f test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls  # 确实删除了
makefile  Makefile  test.c

6. 虽然知道了如何执行其他时候的依赖方法，但是此时又有一个问题，如果我执行依赖方法之后不想看到执行的是什么，怎么解决呢？？？

解决办法是在依赖方法前面加一个@符号，则不会看到执行的内容了。

[jkl@VMCentos7 lesson4]$ cat makefile # 查看文件内容
.PHONY:test.exe
test.exe:test.c@gcc test.c -o test.exe  # 依赖方法中有@
.PHONY:clean
clean:rm -f test.exe           # 依赖方法中没有@
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make  # 不显示执行的是什么
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls
makefile  Makefile  test.c  test.exe # 生成了可执行程序
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ make clean  # 显示执行的是什么
rm -f test.exe
[jkl@VMCentos7 lesson4]$ ls  # 删除了可执行程序
makefile  Makefile  test.c

4、优化makefile

前面我们理解了makefile中内容的意义，但是在依赖关系和依赖方法之间的文件名基本是重复的，有没有一种方法让它更简便一些呢？？？

答案是可以的，此处我们需要介绍几个makefile中一些自动化变量。

$@ : 规则的目标，即上面的test.exe

$< : 规则的第一个依赖，即test.c

$? : 所有比目标新的依赖的列表

$^ : 所有的依赖的列表，会自动去重，即目标后面的多个依赖列表

下面我们则对上面写的makefile文件进行优化：

1.如下为单个依赖关系的举例：

test.exe:test.cgcc -o $@ $< # 自动化变量需要在最后面 $@代表test.exe $<表示test.c
.PHONY:clean
clean:rm -f test.exe

2.如下为多个依赖关系的举例：

test.exe:test.c test.hgcc -o $@ $^ # 自动化变量需要在最后面 $@代表test.exe $^表示test.c 和 test.h
.PHONY:clean
clean:rm -f test.exe

注意：依赖关系以空格间隔！！！

除了makefile中的自动化变量以外，其实我们还可以自己创建变量。

[jkl@VMCentos7 lesson5]$ cat makefile
bin=test.exe # 创建目标文件变量
src=test.c   # 创建被编译文件变量 $(bin):$(src)  # 使用需要加$符号gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:rm -f $(bin)

注意：创建变量跟C语言相似，但是不用加类型。