【Linux】自动化构建工具-make/Makefile

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1. 前言

在上一篇中已经了解了【Linux】编译器-gcc/g++使用，这次来一起看看make/Makefile。

2. 认识make/Makefile

make是一个命令
makefile是一个文件。

先touch一个makefile/Makefile（m大小写都可以）文件：

然后进入makefile写一段代码：
未来形成的可执行程序是mytest，依赖的是test.c。就是将test.c编译形成mytest的可执行程序。

直接make编译一下：

因为版本比较低，这里提示要加上-std=c99。重新打开makefile加上就行：

此时在重新make一下就有了：
会自动形成我们要的可执行程序mytest


如果想要清理编译产生的临时文件怎么办？
再次打开makefile：

退出后直接用命令清理一下

make clean

发现mytest已经没有了：

1. makefile文件中，保存了编译器和链接器的参数选项，并且描述了所有源文件之间的关系。
2. 1. make程序会读取makefile文件中的数据，然后根据规则调用编译器，汇编器，链接器产生最后的输出。
3. Makefile里主要包含了五个东西：显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。 显式规则说明了，如何生成一个或多个目标文件。
4. make有自动推导的功能，所以隐晦的规则可以让我们比较粗糙地简略地书写makefile，比如源文件与目标文件之间的时间关系判断之类
5. 在makefile中可以定义变量，当makefile被执行时，其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上，通常使用 $(var) 表示引用变量文件指示。包含在一个makefile中引用另一个makefile，类似C语言中的include；
6. 注释，makefile中可以使用 # 在行首表示行注释
7. 默认的情况下，make命令会在当前目录下按顺序找寻文件名为“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件，

3. 了解make/Makefile原理

打开Makefile，来看看前面两行：

写好Makefile后，当我们实际是在运行make时候：对应的程序就会在当前程序找makefile，然后读取makefile里面的内容，根据依赖关系，知道test.c形成mytest这样的可执行程序，根据gcc写的依赖方法来执行。

make会根据makefile的内容，完成编译或者清理工作。

3.1 依赖关系和依赖方法

怎么理解依赖关系和依赖方法呢？

举个例子：在现实生活中求人办事，就先得和他们产生某种关系，然后才会有后面的方法。就像小明没有生活费了，向他父亲打电话，就说一句：我是你儿子。这个就表明了依赖关系。表明了依赖关系然后，小明想要做什么？所以小明重新打电话说：我是你儿子，没钱了，打点钱。就有了依赖方法。
计算机要形成某种可执行程序，就得先表明依赖关系，然后怎么具体形成可执行程序，这就要有具体依赖方法。

依赖关系和依赖方法是完成一件事情的必然要素，并非makefile特有的。

这里clean:是一种特殊的依赖关系，这个clean不依赖任何一个文件，是一种特殊情况。
所以说依赖文件列表可以为空。

3.2 make检测的顺序

在形成可执行程序的时候直接make就可以直接形成mytest，而不是执行clean?
要执行clean,就必须这样写

make clean

也可以用

make mytest

这样去运行：

makefile它的运行推导规则是：默认从上到下，对makefile文件进行扫描，默认形成第一个目标文件。也就是只有make的时候，默认形成第一个目标文件。

如果把clean放在前面，那么默认先执行的就是clean：

发现直接make的时候先执行的clean：

默认将执行的可执行程序放在前面，这样make的时候就能直接形成了。
所以make检测的顺序是从上往下的。

3.3 PHONY:XXX

当我们在程序里面不加上：

来make一下后，在make一下，发现就不行了：

在程序不被修改时，make后，默认就不会在形成新的可执行程序，它认为没有必要。
如果想要makefile里面的操作总是被执行，不要因为是最新的就拦截，就加上：

.PHONY:mytest

make多少次都会执行,没有拦截。

.PHONY:XXX

XXX对应的方法，总是要被执行。

一般可执行程序不需要.PHONY:修饰，但是我们总是希望clean重新清理。
默认将clean用.PHONY:修饰：
要然清理工作总是被执行。


为什么makefile对最新的可执行程序，默认不重新形成呢？
如果在一个项目里面存在上千个源文件，每次改代码时候，可能就修改一小部分。做了改动之后，如果每一次都把所以的源文件重新编译一遍，就会带来效率的延缓。还有可能出现在没有修改情况下，一编译就重新执行，上千个文件，在编译的时候又得重新编译，又得花费很长时间。既然形成的可执行程序都是新的，那么就不需要再重新编译。
就是为了提高编译效率。

那么是怎么做到不重新执行的呢？换句话说makefile怎么知道我的程序需要被编译呢？

这里有一个Modify：文件的最新修改时间：

源代码和可执行程序最近一次形成或者修改的时间一定是不一样的。
每一次都是先写源代码再形成可执行程序。
最终要判断程序是否被编译：只要对比，可执行文件最近修改的时间和源文件最近修改的时间，谁更新。
可执行程序最新就不需要再编了，源文件最新就重新编译一下。

这里源文件没有更新，就不能再编译：

来修改一下test.c的Modify时间：

touch test.c

make一下就又可以编了：

4. makefile内置符号

$:相当于取内容。
^:代表整个依赖文件列表，就是这里的code.c
@：代表目标文件，就是这里的code.exe

在编译的时候makefile会自动进行符号替换，把@替换为目标文件，^替换为code.c：

make之后，执行一下code.exe:

在把它清理掉：


把makefile如果要把它写全，就是这样的：

实际上编译器可以直接一步到位。
上面有4组依赖关系，就有依赖方法：

1 code.exe:code.o
  2   gcc code.o -o code.exe -std=c99
  3 code.o:code.s
  4   gcc -c code.s -o code.o -std=c99
  5 code.s:code.i
  6   gcc -S code.i -o code.s -std=c99
  7 code.i:code.c
  8   gcc -E code.c -o code.i -std=c99

在make后，在makefile里面写的代码重新编译了，编译后，依此形成了临时文件，并且形成了最终的可执行程序:

运行一下：

重新进入makefile：

1 code.exe:code.o
  2   gcc code.o -o code.exe -std=c99
  3 code.o:code.s
  4   gcc -c code.s -o code.o -std=c99
  5 code.s:code.i
  6   gcc -S code.i -o code.s -std=c99
  7 code.i:code.c
  8   gcc -E code.c -o code.i -std=c99
  9 .PHONY:clean
 10 clean:
 11rm-f code.i code.s code.o code.exe

此时code.i code.o code.s code.exe都被清理了：


发现执行的顺序和makefile里面代码顺序是相反的。

当

make

拿到

makefile

文件时候,从上往下扫描，先看到的文件是

code.exe

，先识别的依赖关系是

code.exe:code.o

,但是发现code.o并不存在，所以

gcc code.o -o code.exe -std=c99

是不执行的。
然后继续找下一组依赖关系：

code.o:code.s

，发现

code.s

并不存在，所以不执行这个依赖方法。
一直这样找，直到

code.i:code.c

，这个

code.c

是存在的，那么就会执行这一组依赖关系的依赖方法：

gcc -E code.c -o code.i -std=c99

。那么就形成了

code.i

。

code.i

形成了，再回到

code.s:code.i

执行他的依赖方法

gcc -S code.i -o code.s -std=c99

。一直像这样，直到形成

code.exe

。

makefile/make 会自动根据文件中的依赖关系，进行自动推导，帮助我们执行所有相关的依赖方法。

这些依赖关系就像栈一样，出栈执行方法：

如果注释调最后一组依赖关系：

就会出现没有规则去制作

code.i

，

code.i

不存在，那么

code.s

也就不存在。

如果乱序排这些依赖关系：

能正常执行：

那么如果让第一个依赖关系放在后面呢：

此时make就不能执行：

因为makefile必须把最重要的文件放在前面，总的有个开头。一定要保证最终实现的目标文件是第一个。

那么之后我们写makefile就要这样写吗？
其实没有必要这样写。直接这样写就行：

1bin=code.exe
  2src=code.c
  34$(bin):$(src)5   gcc -o$@ $^ -std=c99
  6 .PHONY:clean
  7 clean:
  8rm-f$(bin)

这样也是可以执行的：

这里定义的变量就相当于宏。要改形成的可执行程序，就只改前面这两行的文件名就行。
举个例子：

重新make一下：

如果不想在执行命令的时候出现提示出像下面这样的命令的内容：

不想显示出这些命令，那么就在这些命令前面加上@:

此时发现已经不显示了：

一般我们所使用不仅仅只有一个依赖方法，可以继续往后跟:

有问题请指出，大家一起进步！！！