【Linux】自动化构建-Make/Makefile

前言

        上文我们讲到了Linux中的编译器gcc/g++        【Linux】编译器gcc/g++及其库的详细介绍-CSDN博客

        本来我们将一个对于编译来说很重要的工具：make/makfile

1.背景

        在一个工程中源文件不计其数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile可以来定义那些文件先编译，那些文件后编译，那些文件需要重新编译。甚至是一些更为复制的功能

        makefile带来是好处就是"一键化编译"，只需要一个make命令就可以实现。这极大的提高了开发的效率

会不会写makefile从侧面很大程度的反应了一个人是否具有完成大型工程项目的能力 

2.简单认识什么是make/makefile

make是一个命令工具，用于解释makefile中指令的工具

make是一个指令，makefile是一个文件，需要我们自己建立。两个搭配使用就可以实现我们的自动化编译

3.make/makefile的基本使用

3.1简单一键化编译

创建makefile，并使用vim写入内容（m大小写都可以）

hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ touch makefile
hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ vim makefile

makefile的基本结构为：依赖关系+依赖方法 

（注：写入依赖方法前，要先点击TAB键。一定要TAB键不要4个空格，这是写书格式！！） 

退出并保存，执行make指令，自动化执行编译

hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ make
gcc test.c -o testhyc@hcss-ecs-4ce7:~$ ./test
hi,Yuzurihahyc@hcss-ecs-4ce7:~$ ls
makefile  test  test.c

3.2简单一键化清理

再次打开makefile，写入清除命令

注：

        先忽略.PHONY:clear不看，clear的格式其实和上面的格式都是：依赖关系+依赖方法。只不过clear并没有依赖什么文件，就不写依赖文件

退出并保存，执行make clear，完成一键清除

hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ ls
makefile  test  test.chyc@hcss-ecs-4ce7:~$ make clear
rm testhyc@hcss-ecs-4ce7:~$ ls
makefile  test.c

大家看到这里可能一头雾水，但是没关系我们来一个一个看

3.2.1为什么这个我们要使用make clear才能达到效果，而前面只需要执行make就可以了呢？

我们可以把这个两个指令交换一下位置，看看效果

我们可以看到此时我们执行make指令时，实现的效果就是清除效果 

hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ ls
makefile  test  test.c
hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ make
rm test
hyc@hcss-ecs-4ce7:~$ ls
makefile  test.c

总结： 

        执行make指令时，会从上到下扫描makefile文件，并且默认执行第一个扫描到的方法。如果想要执行其他方法，可以make + 目标名，显示的调用

3.2.2  .PHONY是什么东西？

.PHONY + 目标名用于声明伪目标

伪目标不是实际存在的目标，而是用于执行特定的命令（如清理）

.PHONT的主要功能是保证对应的依赖关系和依赖方法总是被执行 

要理解什么叫总是被执行？我们可以先理解什么叫不总是被执行。我们可以看到当我们多次执行make指令时，第一次正常执行，而后面的都不再执行了。这就叫不总是被执行。

而换做clear，则可以正常执行多次

同样的，当我们使用 .PHNOY修饰test时，也可以反复的执行编译语句 

 总结：

        .PHONY是定义伪目标，其功能是让其对应的依赖关系和依赖方法总是被执行。但一般情况下编译都是不要.PHNOY修饰的，因为代码没有经过修改是不需要反复编译的。反复编译会极大的浪费资源。

补充：make是如何判断源文件是否被修改？ 

1.文件的acm时间

make正是通过两个文件的Modify时间来判断出源文件是否被修改的。

如果可执行文件的时间晚于源文件时间，这代表没有被修改。反之，这代表源文件被修改了想要重新编译。

ACM时间小知识：

        Access时间并不是我们想象的我们访问一次就更新一次时间，因为整个系统最频繁的操作就是访问文件，如果每访问一次文件就统计一次时间这会带来巨大的开销。因此，Access时间是会等用户访问到一定次数才会更新。

        Modify时间修改，Change时间往往也会一起修改。因为Modify是记录文件内容修改的时间，但是文件内容有修改其体积大小往往会修改，而体积是属于文件属性这一块的，所以Change时间也会修改。

4.make/makefile深入理解

4.1make的推导规则

现在makefile中为一下内容：

执行make指令我们可以看见，执行的指令顺序和我们写入makefile中的顺序是不一样的。

因为makefile的推导规则是满足类似栈结构的：myproc由myproc.o文件推导，而myproc.o当先并不存在，要由myproc.s文件推导。那就先把推导myproc的指令入栈，先推导myproc.o文件。以此类推，直到前置条件完成后，通过出栈依次执行后面的指令

4.2makefile的升级之路

4.2.1makefile可以使用变量

makefile可以像我们的编程语言一样使用自定义变量，来指代文件、指令、选项等等。

$：表示这个变量所指代的内容，比如：$(BIN)就表示myproc这个文件

4.2.2makefile中的特殊变量

$@：表示目标文件，既$(BIN)

$^：表示依赖文件，既$(SRC)

特殊符号可以帮助我们简化makefile的书写

4.2.3makefile中一段依赖关系中可以存在多个依赖方法

一段依赖关系中可以存在多个依赖方法，比如这里我们想直观的看到我们做了什么操作，就可以利用echo来输出信息

效果如下： 

我们这里看到了我们自己写是echo指令回显了，我们如果想要指令不回显只看效果，可以使用@符号

这样指令就不会回显了

4.2.4makefile处理多文件编译

对于多文件的编译，我们上一篇文章讲到过，我们一般都是先将所有文件编译为.o文件，最后在将所有的.o文件连接

%是makefile下的通配符。%.c:%.o表示将当前路径下的所有.o/.c文件全部展开，比如有100个.c文件，这里就会展开一百个依赖关系，并执行一百个依赖方法。 

效果如下：

4.2.5makefile最终版本        

        上面我们说到，如果有多文件的编译makefile的处理方式。确实在依赖方法的书写上，这个便捷多了。但是我们没有考虑到这一切都是建立在使用变量上的，而我们的变量则需要将多个文件表示出来。

如果我们想要编译多个文件，就需要在变量里写多个文件 

 

 3个文件还能接受，可对于项目工程来说有上百个文件怎么办？我们不可能一个一个写上去

解决这一问题有两个方法

方法一：

  OBJ=$(SRC:.c=.o) ：语法格式，将.c文件替换为同名.o文件
  SRC=$(shell ls *.c)：使用命令行指令，一键获取.c文件

方法二：

 SRC=$(wildcard *.c) ：wildcard为makefile的函数，其作用就是获取所有.c文件

至此这就是makefile的最终形态