Linux项目自动化构建工具-Makefile简介

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Makefile 是 Linux 环境下常用的一个自动化构建工具，它主要用于编译和构建项目。Makefile 文件描述了如何编译和链接程序，以及它们之间的依赖关系。使用 Makefile 可以简化编译过程，使得只需要重新编译那些自上次编译以来被修改过的文件，从而节省时间。

基本概念

目标（Targets）：Makefile 中的基本单位，通常代表一个可执行的程序或者一个对象文件。
依赖（Dependencies）：目标所依赖的文件列表，这些文件在目标之前被编译或处理。
命令（Commands）：用于生成目标的 shell 命令。

Makefile 规则

Makefile 中的规则定义了如何生成一个或多个目标文件。每条规则包含以下部分：

目标: 依赖...  
    命令  
    ...

目标：通常是文件名，它可以是可执行文件或中间文件。
依赖：生成目标所需要的文件列表。如果依赖的文件比目标文件新，则执行下面的命令来生成目标。
命令：用于生成目标的 shell 命令，必须以 Tab 开始。

简单示例：

假设你有一个简单的 C 程序，你想编译这些文件并生成一个可执行文件proc。

但是这样每次再修改后都需要重新输入gcc -o proc proc.c

所以我们可以选择更加方便地Makefile.

[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# touch Makefile
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# vim Makefile
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# cat Makefile
proc:proc.c
	gcc -o proc proc.c
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make
gcc -o proc proc.c
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# ls
Makefile  proc  proc.c
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# ./proc
hello Makefile

依赖关系

上面的文件proc ,它依赖 proc.c proc.c 是依赖文件列表

依赖方法

gcc -o proc proc.c,就是与之对应的依赖关系。 makefile本质是依赖关系与依赖方法的结合。 在Makefile中我们还可以加入其他内容：

[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# cat Makefile
proc:proc.c
	gcc -o proc proc.c
.PHONY:clean
clean:
	rm -f proc

我们可以通过这种方法使用

[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make clean
rm -f proc
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# ls
Makefile  proc.c

上面的Makefile中通过.PHONY命名一个伪目标clean（这个名字可以更改）。

原理

上面的Makefile更加完整应该是：

proc:proc.o
    gcc proc.o -o proc
proc.o:proc.s
    gcc -c proc.s -o proc.o
proc.s:proc.i
    gcc -S proc.i -o proc.s
proc.i:proc.c
    gcc -E proc.c -o proc.i
.PHONY:clean
clean:
    rm -f proc.i proc.s proc.o proc

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，

make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
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“proc”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
如果proc文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比proc这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成proc这个文件。
如果hello所依赖的proc.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为proc.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成proc.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成proc.o 文件，然后再用 proc.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件proc了。
这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
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，即如果在找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么就不工作了。

其他

Makefile后面的命令内容可以是很多，比如：

[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# vim Makefile
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# cat Makefile
proc:proc.c
	gcc -o proc proc.c
	echo "完成"
.PHONY:clean
clean:
	rm -f proc
	echo "删除完成"
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make
gcc -o proc proc.c
echo "完成"
完成
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# ls
Makefile  proc  proc.c
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make clean
rm -f proc
echo "删除完成"
删除完成

我们可以看见在make时会把命令名称本身也打印出来，我们可以在命令前加上'@'符号来关闭回显。

[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make
完成
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make clean
删除完成
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]#

[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make
完成
[root@iZf8z8jpr9io12vlyj7lcuZ study01]# make
make: `proc' is up to date.

我们在多次make会出现这样的情况，形成了可执行程序后再make，会被提示该可执行文件是最新的。

但是我们可以在proc前加入.PHONY:proc，这样每次make都可以执行。

这是因为.PHONY：让目标文件对应的方法总是被执行。

那这是为什么呢？

对于源文件以及可执行程序，它们都是文件，文件由内容与属性构成，属性则包括时间，我们可以通过stat命令查看时间属性。

其中:

Access表示该文件最近被访问的时间；
Modify表示该文件内容最近被修改的时间；
Change表示该文件属性最近被改变的时间。

在对属性进行修改后，Change时间发生了变化。

在对proc.c内容进行修改后，Modify时间与Change时间都发生了改变，这是因为内容的改变可能也会改变文件大小等属性。

编译程序是否能被重新执行根据对比Modify时间，而.PHONY让取消其对于Modify时间的对比，所以可以使文件多次执行。

在改变文件属性后，未改变Modify时间，仅改变Change时间，所以仍无法重新多次make。

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