Linux笔记---Makefile的简单用法

1. 什么是Makefile

Makefile 是一种用于自动化构建和管理项目的工具，特别是在软件开发中非常常见。

它包含了一系列规则（rules）和指令，描述了如何编译和链接源代码文件，以及生成最终的可执行文件或库文件。

简单来说，在系统中存在一个叫做make的命令，该命令被使用之后，会在当前目录下寻找一个叫做makefile/Makefile的文件，依据其内定义的规则进行项目的自动化构建。

当我们的项目由多个文件构成时，Makefile能够极大地简化我们构建程序的过程。

Makefile 的优点

自动化构建：通过 Makefile 可以自动化执行编译、链接等构建任务，减少手动操作。

增量构建：Makefile 可以根据文件的时间戳来实现增量构建，避免不必要的重复构建过程。

可移植性：Makefile 是跨平台的构建工具，可以在不同的操作系统上使用

2. Makefile的基本知识和基本用法

2.1 目标，依赖关系和命令

Makefile 的基本结构包括目标、依赖关系和命令。

目标是指要构建的文件或动作，依赖关系描述了生成目标所需的前置条件，而命令则是实际执行的操作，通常是编译源文件、链接目标文件或执行其他操作。

例如，我们需要生成一个test.exe(在Linux下可不带后缀)的可执行程序，而编译出test.exe依赖于其源文件test1.c，test2.c，test3.c...等，则可用下面的语句表述：

目标:目标依赖的文件
    命令
    ...

注意：命令前有且仅能有 "一个TAB" 键，不可以手动敲4个空格。

保存退出，输入make命令：

可以看到，我们再输入make命令并回车之后，自动执行了我们预设的命令，并编译生成了可执行程序test。

如果不希望被自动执行的命令回显到屏幕上，我们可以在命令前加上 "@" ：

2.2 伪目标

在一个Makefile文件中可以有多个目标，默认会执行第一个目标，也可在make后紧跟要执行的目标，以指定执行某个目标：

上面提到过，目标也可以是动作，这时常常不生成文件，我们叫这种目标为伪目标。

例如，我们有一个目标(clean)的作用是清除生成的可执行程序以重新生成：

2.3 .PHONY

相信看完上面一小节之后，大家会都很好奇.PHONY是什么。其实，被.PHONY修饰的目标就是始终会执行的目标。

这么说来，test和shishen不是始终会被执行的目标吗？我们尝试多次执行make，会发现：

第一次执行可以成功，然而之后再去执行却发现无法成功，而显示test已是最新。

这是因为test所依赖的文件没有发生更新，所以再次进行make没有任何意义，只会浪费系统资源。

所以，make仅仅提示test已是最新，而不去执行默认目标。

Makefile 通过检查目标文件及其依赖关系的时间戳，确定哪些文件需要重新构建。如果目标文件需要重新构建，Makefile 将按照规则中定义的命令来执行，以生成最终的目标文件。这种方式允许进行增量构建，即只重新构建发生变化的文件，从而提高构建效率。

2.4 自动构建工程的工作原理

Makefile自动构建工程的工作原理：如果某个目标的依赖文件不存在当前目录下，make就会尝试查找与依赖文件同名的目标并优先执行。

如果没有同名目标则会报错，即使在某个目标中存在生成所需文件的指令。

更准确地说，依赖关系列表中的元素默认为文件，当文件不存在时，认为其是同名目标，即使该目标不会生成所需文件，该目标也会被执行。

在下面这个例子中，我们让.c文件一步一步地生成可执行程序，而不是直接生成：

可以看到，即使我们没有指定，其余的三个目标也自动执行了，而且顺序是按照依赖关系的先后进行的。

可以猜想，make程序的内部应该会维护一个栈，用于存储需要执行，但依赖关系不满足的目标。

3. 简化Makefile的技巧语法

3.1 宏定义

当然，不是C语言的那个宏定义，但是二者十分相似，例如：

此时，"SRC" 就代表了所需源文件的集合，定义的符号需要放到 "$()" 中才能使用。

在指令部分，也可用**"$@" 代表目标，"$^" 代表所依赖的文件**：

3.2 通配符

在Makefile中，通配符为 "%" ，假如要将所有.c文件先编译为对应的.o文件，再进行链接(也是最常用的方式)：

3.3 相同后缀的集合

在源文件增多时，上面的Makefile需要在宏定义处增加对应的文件。

这未免太麻烦了，我们所使用的通配符也不能最大限度地发挥其作用。

而下面的写法可以解决这个问题：

4. 大多数情况下通用的Makefile

BIN=code
CC=gcc
SRC=$(wildcard *.c)
OBJ=$(SRC:.c=.o)
LFLAGS=-o
FLAGS=-c
RM=rm -f

$(BIN):$(OBJ)
    @echo "linking $^ to $@..."
    @$(CC) $(LFLAGS) $@ $^
%.o:%.c
    @echo "compling $< to $@..."
    @$(CC) $(FLAGS) $<

.PHONY:clean
clean:
    @echo "removing $(BIN)..."
    @$(RM) $(BIN) $(OBJ)
    @echo "Finish"