Linux Makefile文件编写详细步骤与实践

Linux Makefile文件编写详细步骤与实践

1.makefile概述

Windows环境下IDE会帮你完成makefile文件的编写，但在UNIX环境下你就必须自己写makefile了，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。因为，makefile关系到了整个工程的编译规则。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，因为makefile中也可以执行操作系统的命令。makefile带来的好处就是一旦写好，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。

2.makefile文件的基本结构

1.需要由make工具创建的目标体，一般是目标文件或可执行文件，也可以是一个标签，对于标签这种特性，在后续的“伪目标”章节中会有叙述。
  2.目标文件或可执行文件所依赖的文件。
  3.创建每个目标体时所需要执行的命令，这一行必须以制表符（tab）开头。
  target ... : prerequisites ...
  command
 ...
 ...

3.makefile变量

变量是在makefile中定义的名字，用来代表一个文本字符串，该文本字符串称为该变量的值，引用时用$引用。
两种变量定义形式：
1.递归定义展开方式：VAR=var，在引用该变量的时候进行替换，如果该变量中包含了对其他变量的引用，则在引用该变量的时候一次性将内嵌的变量全部展开。
2.简单扩展方式：VAR：=var，在定义处展开，只展开一次，不包含对其他变量的引用，消除了嵌套引用。
重新编写例程可以为：
OBJS=talent.o hardwork.o
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -O -g
success：$(OBJS)
        $(CC) $(CFLAGS) $^ -o success
talent.o:talent.c talent.h
        $(CC) $(CFLAGS) $^ -o talent.o
hardwork.o:hardwork.c hardwork.h
        $(CC) $(CFLAGS) $^ -o hardwork.o

说几个makefile中几个常见的预定义变量及其默认值：
  CC：C编译器的名称，默认cc；
  CFLAGS ：C编译器的选项，无默认值；
  CXXFLAGS：C++编译器的选项，无默认值；
makefile中几个常见的自动变量：
  $<:第一个依赖文件的名称；
  $^:所有不重复的依赖文件，以空格分开；
  $@:目标文件的完整名称；
  $?：所有时间戳比目标文件新的依赖文件，并以空格分开；
  当然还有几个就不介绍啦！

   

4.一个简单的makefile

/*add.c*/
int add(int a,int b)
{
        return (a+b);
}

/*sub.c*/
int sub(int a,int b)
{
        return (a-b);
}

/*div.c*/
int div(int a,int b)
{
        return (a/b);
}

/*mul.c*/
int mul(int a,int b)
{
        return (a*b);
}

#include <stdio.h>
/*func_point.c*/
int process(int (*math_p)(int,int),int x,int y);
extern int add(int,int);
extern int sub(int,int);
extern int mul(int,int);
extern int div(int,int);
 
int main(void)
{
	int a=8,b=2;
 
	printf("add(8,2)=%d\n",process(add,a,b));
        printf("sub(8,2)=%d\n",process(sub,a,b));
        printf("mul(8,2)=%d\n",process(mul,a,b));
        printf("div(8,2)=%d\n",process(div,a,b));
 
	return 0;
}
int process(int (*math_p)(int x,int y),int x,int y)
{
	return(math_p(x,y));
}

#makefile
func_point:func_point.o add.o sub.o mul.o div.o
        gcc func_point.o add.o sub.o mul.o div.o -o func_point
add.o:add.c
        gcc -c add.c
sub.o:sub.c
        gcc -c sub.c
div.o:div.c
        gcc -c div.c
mul.o:mul.c
        gcc -c mul.c
func_point.o:func_point.c
        gcc -c func_point.c

执行make命令的时候，找到缺省的target，即func_point。func_point之后是它的prerequisites文件，首先找到func_point.o这个文件，但这个文件又是后续的target文件，再找到func_point.o目标的prerequisites文件。然后执行func_point.o目标文件下的command，command执行完毕返回上级；找到add.o这个文件，add.o又是后续的目标文件，然后找到add.o目标文件的prerequisites文件，然后执行add.o目标文件的command，执行完毕...依次递归...最后执行func_point目标文件的command。到此为止，这个文件就编译完成了。#后面表示注释。
   读者仔细观察，所有的target文件都要比prerequisites文件新。add.o、sub.o、mul.o、div.o比这些文件的prerequisites文件新。如果有任意一个prerequisites文件比target文件新，那target所对应的command就被执行。这就是Makefile的规则，也是Makefile的核心内容。
   通常Makefile有一个clean目标，用于清除编译过程中产生的中间文件，保留源代码。现在将目标clean加入到我们的Makefile中。

#makefile
func_point:func_point.o add.o sub.o mul.o div.o
        gcc func_point.o add.o sub.o mul.o div.o -o func_point
add.o:add.c
        gcc -c add.c
sub.o:sub.c
        gcc -c sub.c
div.o:div.c
        gcc -c div.c
mul.o:mul.c
        gcc -c mul.c
func_point.o:func_point.c
        gcc -c func_point.c
clean:
        @echo "clean project"
        -rm *.o
        @echo "clean complete"

    如果在make命令后边跟一个target。那就从这个target开始，如果不指定，那就取默认的，就是第一个target。@符号屏蔽命令的显示，只是将命令执行结果显示到屏幕上。- 符号的意思是不管这条命令执行成功与否，都要继续执行下边的命令。clean目标比较特殊，没有任何prerequisites文件，并且执行它的命令不会生成clean文件。再次次执行make clean，这时所有的目标文件已经清楚了，rm  *.o 这条命令会报错，但是继续执行后边的echo命令。
   如果在当前工作路径下有一个clean文件，我们makefile文件中的clean执行就会被忽略，在我们原来Makefile的最后一行加如下代码就可以了：
.PHONY:clean
    clean是一个约定俗称的目标，像这样的约定还有。
all：通常为缺省的目标，执行缺省的编译工作。
install：编译后的安装工作，将相应的文件拷贝到合适的位置。
distclean：清除所有编译中生成的文件，只保留源文件。
    好啦！下面我们对刚才的makefile文件进行一下瘦身：

#makefile
OBJ_FILE=func_point.o add.o sub.o div.o mul.o
func_point:$(OBJ_FILE)
        gcc $^ -o $@
clean:
        @echo "clean project"
        -rm *.o
        @echo "clean complete"
.PHONY:clean

5.函数的使用

在Makefile中可以使用函数来处理变量，从而让我们的命令或是规则更为的灵活和具有智能。make所支持的函数也不算很多，不过已经足够我们的操作了。函数调用后，函数的返回值可以当做变量来使用。函数调用，很像变量的使用，也是以“$”来标识的，其语法如下：
$(<function>; <arguments>;)或是${<function>; <arguments>;}
这里，<function>;就是函数名，make支持的函数不多。<arguments>;是函数的参数，参数间以逗号“,”分隔，而函数名和参数之间以“空格”分隔。函数调用以“$”开头，以圆括号或花括号把函数名和参数括起。

#makefile
SRC_FILE=$(wildcard *.c)
func_point:$(SRC_FILE)
        gcc $^ -o $@
clean:
        @echo "clean project"
        -rm *.o
        @echo "clean complete"
.PHONY:clean

 /*wildcard是函数的名字，这是系统提供的函数，*.c 是函数的参数。这句话的意思是找出当前工作路径下的所有的以.c结尾的源文件。然后将返回值初始化SRC_FILE变量。
    -n选项只打印要执行的命令，而不会真的执行命令，这个选项有助于我们检查Makefile写得是否正确，由于Makefile不是顺序执行的，用这个选项可以先看看命令的执行顺序，确认无误了再真正执行命令。
    -C选项可以切换到另一个目录执行那个目录下的Makefile，比如先退到上一级目录再执行我们的Makefile。 -C后边跟那个目录就行了。*/

6.小项目实践

假设math目录下有前面的add.c sub.c mul.c div.c源文件，与math同目录下有func_point.c文件！
   math目录下makefile文件如下：

#Makefile
mymath:add.c sub.c div.c mul.c
        gcc -c -fPIC add.c sub.c div.c mul.c
        gcc -shared -o libmymath.so add.o sub.o mul.o div.o
#       gcc func_point.c -lmymath -o test
install:
        @sudo mv libmymath.so /usr/lib
#test:func_point.c
#       gcc func_point -lmymath
 
clean:
        @echo "clean project"
        -rm *.o
        @echo "clean complete"
.PHONY:clean

与math同级目录下makefile文件如下：

all:
        make -C math
        make -C math install
        make -C math clean
        gcc func_point.c -Lmath -lmymath -o test

程序介绍：在math同级目录下运行make命令时，它会把math目录下的add.c sub.c mul.c div.c生成动态链接库，并拷贝到/usr/lib中，后清除中间过程文件，在math同级目录下可运行test可执行程序。
    如有错误，欢迎批评改正！