Linux系统编程-makefile文件与make命令的使用

目录一.makefile文件1.1什么是makefile1.2 makefile的一、二、三1.2.1 一个规则(1) 两个基本原则(2) 使用 ALL 来指定makefile的终极目标1.2.2 两个函数(1) src $(wildcard *.c)(2) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src))1.2.3 三个自动变量(1) $(2) $(3) $^1.3 模式规则1.3.1 静态模式规则1.3.2 伪目标最终版的makefile1.4 练习1.4.1 练习一执行步骤1.4.2 练习二二. make命令一.makefile文件1.1什么是makefileMakefile 是一个用来自动化编译程序的 “脚本文件”配合 make 命令使用极大地提高了软件开发的效率。make是一个自动编译工具它会读取当前目录下的 Makefile然后自动编译程序。如果在一个项目中有多个 .c 源文件则使用gcc命令编译时会很麻烦使用makefile文件与make命令可以极大的提高效率。本文所有的例子都是基于这个简单的加减乘除多文件项目。1.2 makefile的一、二、三一、二、三指的是makefile的一个规则两个函数三个自动变量接下来逐个介绍。注意文件名一定得是makefile或者Makefile才可使用默认的make命令另起其他的文件名也可以实现但是不可使用默认的make命令需要指定文件名后面会介绍到。1.2.1 一个规则规则如下目标依赖条件 命令(1) 两个基本原则还有两个基本原则需要注意1.若想生成目标检查规则中的依赖条件是否存在如不存在则寻找是否有规则用来生成该依赖文件---如果依赖条件不存在就得先生成依赖文件。2.检查规则中的目标是否需要更新必须先检查它的所有依赖依赖中有任一个被更新则目标必须更新---目标时间必须晚于依赖文件时间则此项目的makefile文件可以这样编写(版本一)test : test.c Add.c Sub.c Mul.c Div.c gcc test.c Add.c Sub.c Mul.c Div.c -o test再执行make命令可以看到成功执行了程序。但是这样做有一个缺点如果现在对项目中的一个源文件进行了修改之后使用make命令重新编译时会将其他几个未修改的源文件也进行了预处理、编译、汇编、链接这四步这就导致了系统资源的浪费。现在对makefile文件进行修改如下(版本二)test : test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o gcc test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o -o test test.o : test.c gcc -c test.c -o test.o Add.o : Add.c gcc -c Add.c -o Add.o Sub.o : Sub.c gcc -c Sub.c -o Sub.o Mul.o : Mul.c gcc -c Mul.c -o Mul.o Div.o : Div.c gcc -c Div.c -o Div.o顺序这样写的原因是为了将所有的文件生成对应基本原则一。如果换一个顺序写test.o : test.c gcc -c test.c -o test.o Add.o : Add.c gcc -c Add.c -o Add.o Sub.o : Sub.c gcc -c Sub.c -o Sub.o Mul.o : Mul.c gcc -c Mul.c -o Mul.o Div.o : Div.c gcc -c Div.c -o Div.o test : test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o gcc test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o -o test则只会生成一个目标文件就是 test.o 。原因make会把makefile文件中的第一个规则里面的目标作为终极目标故上面的写法顺序有问题。若非要以上面的顺序写则可加上ALL: test来指定最终目标如下(2) 使用 ALL 来指定makefile的终极目标ALL:test test.o : test.c gcc -c test.c -o test.o Add.o : Add.c gcc -c Add.c -o Add.o Sub.o : Sub.c gcc -c Sub.c -o Sub.o Mul.o : Mul.c gcc -c Mul.c -o Mul.o Div.o : Div.c gcc -c Div.c -o Div.o test : test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o gcc test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o -o test现在对版本二的makefile文件执行make命令结果如下现在对其中一个源文件比如Add.c做修改再执行make命令可以看到make之后只对修改的源文件进行了编译之后再和另外三个未修改的源文件生成的.o文件进行链接生成可执行程序节省了系统资源。本质当修改了Add.c源文件之后文件的mtime和ctime被改变导致Add.o这个目标文件比Add.c源文件时间早故更新Add.o目标文件。更新了Add.o后又会导致可执行程序test比Add.o时间早故最终会更新test可执行程序。----对应了基本原则二。1.2.2 两个函数src $(wildcard *.c) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src)) * 星号表示通配符。(1)src $(wildcard *.c)src $(wildcard *.c)作用将当前目录下所有以 .c 结尾的文件的文件名作为一个列表赋值给src。结果src test.c Add.c Sub.c Mul.c Div.c(2)obj $(patsubst %.c, %.o, $(src))$(src)$()表示将src这个变量取值。obj $(patsubst %.c, %.o, $(src))作用将参数3中包含参数1的部分替换成参数2。结果obj test.o Add.o Sub.o Mul.o Div.o注意星号与百分号的区别相同点都是通配符。不同星号*百分号%无锁定功能匹配任意长度任意字符的文件名有锁定功能egobj $(patsubst %.c, %.o, $(src))当第一个%.c匹配的是add.c时第二个%就必须是add.o则版本三的makefilesrc $(wildcard *.c) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src)) ALL:test test : $(obj) gcc $(obj) -o test test.o : test.c gcc -c test.c -o test.o Add.o : Add.c gcc -c Add.c -o Add.o Sub.o : Sub.c gcc -c Sub.c -o Sub.o Mul.o : Mul.c gcc -c Mul.c -o Mul.o Div.o : Div.c gcc -c Div.c -o Div.o clear: -rm -rf $(obj) testclear:----------注意这个规则没有依赖条件-rm -rf $(obj) test 作用-rm删除-rm忽略错误如果rm删除的文件不存在则会报错然后终止执行但是-rm会忽略错误出错仍然执行。-r递归删文件夹 里面所有东西-f强制不提问、不报错注意在使用make clear这条指令前应该先使用make clear -n这条指令模拟执行一下makeclear防止删错文件因为使用rm删除的文件无法回复执行make命令结果1.2.3 三个自动变量(1) $$在规则的命令中表示规则中的目标(2) $$在规则的命令中表示规则中的第一个依赖条件。如果将该变量应用于模式规则中他可将依赖列表中的依赖依次取出套用模式规则(3) $^$^在规则的命令中表示规则中的所有依赖条件组成一个列表以空格隔开如果这个列表中有重复的项则消除重复项。则版本四的makefilesrc $(wildcard *.c) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src)) ALL:test test : $(obj) gcc $^ -o $ test.o : test.c gcc -c $ -o $ Add.o : Add.c gcc -c $ -o $ Sub.o : Sub.c gcc -c $ -o $ Mul.o : Mul.c gcc -c $ -o $ Div.o : Div.c gcc -c $ -o $ clear: -rm -rf $(obj) test执行make指令结果1.3 模式规则%.o : %.c gcc -c $ -o $前面说过$在规则的命令中表示规则中的第一个依赖条件。如果将该变量应用于模式规则中他可将依赖列表(就是src中的值)中的依赖依次取出套用模式规则则版本五的makefilesrc $(wildcard *.c) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src)) ALL:test test : $(obj) gcc $^ -o $ %.o : %.c gcc -c $ -o $ clear: -rm -rf $(obj) test执行make指令结果并且现在的makefile文件已经具有了可扩展性比如在添加一个Mod.c源文件可以看到make命令自动对Mod.c源文件进行了编译与链接并且生成可执行程序。1.3.1 静态模式规则$(obj) : %.o : %.c gcc -c $ -o $src $(wildcard *.c) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src)) ALL:test test : $(obj) gcc $^ -o $ $(obj) : %.o : %.c gcc -c $ -o $ clear: -rm -rf $(obj) test作用表示如果obj 依赖列表中的依赖文件需要寻找模式规则来生成自己就寻找$(obj)后面指定的模式规则相当指定了模式规则。1.3.2 伪目标如果当前文件下有一个文件的文件名为clear则使用make clear命令时会出错即同名文件会影响make指令的判断ALL同理解决方法生成伪目标不管条件满不满足目标都要被执行.PHONY: clear ALL最终版的makefilesrc $(wildcard *.c) obj $(patsubst %.c, %.o, $(src)) ALL:test test : $(obj) gcc $^ -o $ $(obj) : %.o : %.c gcc -c $ -o $ clear: -rm -rf $(obj) test .PHONY: clear ALL这个makefile可作为最终版1.4 练习1.4.1 练习一如下图.h文件 .c文件 .o文件放在不同的文件夹里面编写makefile文件实现多文件编译src $(wildcard ./src/*.c) obj $(patsubst ./src/%.c, ./obj/%.o, $(src)) ALL: test test: $(obj) gcc $^ -o $ ./obj/%.o : ./src/%.c gcc -c $ -o $ -I ./inc clear: -rm -rf $(obj) test .PHONY: clear ALL执行步骤执行步骤先需要 .o (需要.o来生成可执行程序test) →再匹配模式 (根据基本原则1依赖文件不存在则寻找模式规则来生成自己) →再推导 .c (这里就由./obj/%.o推导./src/%.c是通配符%的作用缺哪个 .o就按模板反找对应的 .c) →生成.o文件 →最后生成可执行程序test注意这里的通配符%具有锁定功能当 .c 与.o 文件处在不同的文件夹时必须在%前面添加文件夹路径。如果不加会出问题egobj $(patsubst %.c, %.o, $(src))第一个%匹配的是 ./src/Add.c 则要求第二个%匹配 ./src/Add.o 则会出现错误还要注意头文件的包含是在预处理阶段进行的故要指定头文件的路径。1.4.2 练习二编写makefile文件实现对独立的源文件进行编译生成可执行程序。src $(wildcard *.c) target $(patsubst %.c, %, $(src)) ALL: $(target) $(target) : % : %.c gcc $ -o $ clear: -rm -rf $(target) .PHONY:clear ALL若只想编译一个不想全编译则make 文件名即可注意文件名不要加 .c 因为文件名传参在makefile里面是当作ALL进行处理的即文件名表示生成的可执行程序的文件名。二. make命令若文件名是makefile或者Makefile则使用make命令即可实现编译生成可执行程序。但是当文件名不是上面的两种时则需要使用命令make -f 文件名-f指定文件执行make命令。