15-makefile

一、Makefile的概述

1.认识make

1. make 是一个命令，是个可执行程序，用来解析 Makefile 文件的命令；
2. linux 环境下，这个命令存放在 /usr/bin/ 目录下；
3. 当用户输入 make 指令时，系统会自动寻找 makefile、Makefile、GNUmakefile 中任何一个，根据该文件中的指令编译工程。

2.什么是makefile

1. makefile 是一个编译指令的脚本，里面记录了一条条编译指令，用于描述程序的编译规则；
2. Makefile 文件里面的编译指令是根据我们自己写的程序，编写的编译规则。

3.makeflie与gcc的对比

1. 用 gcc 编译的时候，我们要在后面跟上要编译的文件名，如：

   gcc main.c func.c
   

   文件量和代码量较少的时候，用这种方式编译还比较方便，但如果整体项目很多，文件很多的时候，编译起来就比较困难，而且还容易漏掉一些文件。没人能保证自己的代码一次运行成功，会反复编译，调试，那每次调试都需要输入很长的 gcc 命令。遇到后期追加功能的时候，时间长了，也忘记项目用到了哪些文件了，对后期工作也会造成困扰；

2. 而在 makeflie 里面提前写好了编译指令，只是在编写 makefile 文件的时候需要花费时间，但后面重复编译每次只需要 make 指令调用编译就行了，简化了编译过程。同时后期即使追加功能，以前的编译的文件指令都保存在 makefile 文件里了，也不用担心忘记需要编译哪些文件；

3. gcc 编译很大项目的时候，编译时间会很长，如果对代码进行了修改再编译，即使没有修改代码的文件，也要一起重新编译一次，又得消耗很长的时间；

4. makefile 只会对修改过的代码文件重新编译，其它未修改的直接使用以前编译好的可执行文件，除了第一次编译需要花费较长时间外，后面编译都比较快。因此，make 不仅简化了编译步骤，还节省编译时间，提高编译效率。

二、makefile的语法规则

1.makefile语法规则

1.1语法

先创建一个 makefile 文件，在文件里面写命令：

目标:依赖文件列表
	命令列表 // 命令列表前有缩进

• gcc 编译

gcc main.c -o main

1. 目标：通常是要产生的可执行文件名，如上面的 main；
2. 依赖文件：是用来输入从而产生目标的文件，一个目标通常有一个或多个依赖文件，如上面的 main.c；
3. 命令：make 执行的动作，一个规则可以含几个命令，有多个命令时，每个命令占一行，如上面的gcc main.c -o main。

• 注意： makefile 文件里面写的是脚本，要严格遵守脚本的语法规则，有时候多一个少一个空格都可能造成错误。

1.2makefile编译演示

先创建 makefile 文件，在文件里写入如下命令：

main:main.c func.c
	gcc main.c func.c -o main

接着在 linux 终端输入make命令即可实现编译。

• 注意：上面只是演示 makefile 命令的语法，和真正的 makefile 实现的功能差远了。这里的 make 只会执行第一个目标的语句，如果下方还有其它语句不会执行。

1.3make命令格式

1.3.1自定义 makefile 文件名

make -f 自定义文件名

• 在终端输入 make 命令时默认在工作目录中寻找名为 GNUmakefile、makefile、Makefile 的文件作为 makefile 输入文件，但如果我们不按照上面的文件名命名，而是修改为自定义的文件名，那么就需要在 make 命令后面加上我们自定义的文件名，如：

make -f my_makefile

但一般不建议这样做。

1.3.2make后跟其它目标

前面说到，make 执行第一个目标的语句后，后面目标的语句就不会执行了，那要执行后面目标的语句，我们可以指定目标：

make 目标

• 例如：makefile

main:main.c func.c
	gcc main.c func.c -o main
clean:
	rm main.c

可以通过输入：终端输入make clean，来执行指定的语句。

1.3.3复杂版makefile

main:main.o fun.o
	gcc main.o fun.o -o main
main.o:main.c
	gcc -c main.c -o main.o
fun.o:fun.c
	gcc -c fun.c -o fun.o
clean:
	rm main *.o

• 说明：
  1. 当终端输入 make 命令时，会执行 makefile 文件里的第一条命令，但发现依赖的main.o fun.o文件不存在，会执行下面的命令，先生成main.o fun.o再执行第一条的命令；
  2. *.o里面的 * 是通配符，这里表示所有以 .o结尾的文件；
  3. clean:为假想目标，只有目标，没有依赖。

三、makefile的变量

makefile 变量类似于 C 语言中的宏，当 makefile 被 make 工具解析时，其中的变量会被展开。变量一般用于：保存文件名列表、保存文件目录列表、保存编译器名、保存编译参数、保存编译的输出等。

1.自定义变量

• 定义格式

变量名=变量值

• 说明

  1. 注意，等号两边没有空格，应该严格遵循脚本语言的语法编写；
  2. makefile 变量名可以以数字开头，区分大小写；
  3. 变量一般都在 makefile 的头部定义，几乎可在 makefile 的任何地方使用；
  4. 如果需要读取变量的值，需要在变量名前加上美元符号 ， ， ，(变量名)或${变量名}；
  5. 自定义变量的作用，主要是为了方便切换不同编译方式，方便指定生成的可执行文件名等，如果一个字符在命令中出现多次，就可以通过变量来代替，如：

  CC=gcc
  EXEC=main
  
  $(EXEC):main.o fun.o
  	$(CC) main.o fun.o -o $(EXEC)
  main.o:main.c
  	$(CC) -c main.c -o main.o
  fun.o:fun.c
  	$(CC) -c fun.c -o fun.o
  clean:
  	rm $(EXEC) *.o
  

2.系统环境变量

make 工具会拷贝系统的环境变量并将其设置为 makefile 的变量，在 makefile 中可直接读取或修改拷贝后的变量，读取环境变量的方法和前面读取自定义变量的方法相同，如：

CC=gcc
EXEC=main

$(EXEC):main.o fun.o
	$(CC) main.o fun.o -o $(EXEC)
main.o:main.c
	$(CC) -c main.c -o main.o
fun.o:fun.c
	$(CC) -c fun.c -o fun.o
clean:
	rm $(EXEC) *.o
    echo $(PWD) // PWD 是一个环境变量   

• 说明：
  1. echo 相当于C语言里的 printf，将内容输出到终端；
  2. 我们除了可以使用系统的环境变量，还可以自己导出环境变量：export NUM=100；
  3. 自己导出的环境变量只在当前终端有效，不会影响系统的环境变量。

3.预定义环境变量

预定义环境变量即 makefile 定义好的环境变量。

1. $@ 当前命令的目标名
2. $< 当前命令依赖文件列表中的第一个文件
3. $^ 当前命令依赖文件列表，带有除去重复文件的功能
4. AR 归档维护程序的程序名，默认值为 ar
5. ARFLAGS 归档维护程序的选项
6. AS 汇编程序的名称，默认值为 as
7. ASFLAGS 汇编程序的选项
8. CC C 编译器的名称，默认值为 cc
9. CFLAGS C 编译器的选项
10. CPP C 预编译器的名称，默认值为$(CC) -E
11. CPPFLAGS C 预编译的选项
12. CXX C++编译器的名称，默认值为 g++
13. CXXFLAGS C++编译器的选项

较常用的是前三个，对上面命令的升级版：

CC=gcc
EXEC=main

$(EXEC):main.o fun.o
	$(CC) $^ -o $@
main.o:main.c
	$(CC) -c $< -o $@
fun.o:fun.c
	$(CC) -c $< -o $@
clean:
	rm $(EXEC) *.o
    echo $(PWD)

上面的代码可以发现，7、8行代码重复，因此可以合并，使用通配符 %：

CC=gcc
EXEC=main
OBJ=main.o fun.o // 将依赖文件通过自定义变量保存    

$(EXEC):$(OBJ)
	$(CC) $^ -o $@
%.o:%.c
	$(CC) -c $< -o $@
clean:
	rm $(EXEC) $(OBJ)
    echo $(PWD)