Linux---项目自动化构建工具-make/Makefile

一、背景

• 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
• 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
• makefile带来的好处就是——“自动化编译”，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，一般来说，大多数的IDE都有这个命 令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一 种在工程方面的编译方法。
• make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建

二、make/Makefile的初步认识

首先我们要知道make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建

1、举例

我们先创建一个源文件，源文件中写上我们需要编译运行的代码

再创建一个makefile文件，可以写成makefile或者Makefile都可以，创建后打开

我们在makefile文件中写一些程序，具体作用后文会慢慢解释

我们将一个可执行程序命名为mytest，生成源文件code.c的可执行程序名为mytest

clean部分 我在后面再做解释，现在你知道他是一个清理功能，命令为make clean 删除可执行程序mytest

我们直接使用make命令，创建可执行程序mytest并执行。

我们发现make命令后生成了可执行程序mytest，再使用命令make clean后将可执行程序mytest删除

这个举例就是对make/makefile的简单认识，了解它的作用，接下来我们深入讲解。

2、认清原理

一、依赖关系

我们先把在例子中，对makefile文件中的代码给大家做一下解释

mytest与code.c的依赖关系就是：源文件通过依赖方法生成可执行程序mytest。

make命令会根据makefile的内容，完成编译/清理工作

clean和他的依赖方法是一种特殊情况，因为它不需要依赖文件列表，rm表示清理

二、PHONY的了解

首先我们要弄清楚为什么我们使用make命令就会直接生成可执行文件mytest，而想清理的时候，就必须在make命令后加上clean呢？

因为make命令的执行推导规则是从上到下依次扫描，默认形成第一个目标文件。

那么第三行的.PHONY是什么呢?

当我们make生成可执行程序时，将同一个程序生成两次可以吗?

它会提醒我们目前存在的可执行程序是最新的，不可以再生成，会自动给你拦截

除非我们对源文件进行修改或者删除才可以继续make

那我们不想让他拦截，想一直生成的话怎么办呢？这就是.PHONY的作用

我们用.PHONY来修饰mytest，表示mytest要总是被执行

再重新make多次，这里make了三次也没有被拦截

具体使用方法如下： 

.PHONY:xxx
xxx对应的方法，要总是被执行

  我们之所以不在生成可执行程序这里使用，是因为没有这个必要，在大项目里，编译时间会很长，重复编译会浪费时间，不重复生成也提高了编译效率，在clean部分用是因为，我们可能会用到多次清理。

这里有两个问题需要理解：

1、为什么makefile对最新的可执行程序。默认不想重新生成呢?

我们之所以不在生成可执行程序这里使用，是因为没有这个必要，在大项目里，编译时间会很长，重复编译会浪费时间，不重复生成也提高了编译效率，在clean部分用是因为，我们可能会用到多次清理。

2、makefile是怎么做到的呢？

通过对时间的比较，只要源文件的修改时间比可执行程序文件的修改时间早的话，就不会继续生成，而源文件的修改时间比可执行程序文件的修改时间晚的话，就可以再生成。

我们可以使用命令stat查看文件的修改时间

stat <文件名>

通过Modify的时间比较就可以确定是否要重新编译

我们也可以使用touch命令更新文件Modify的时间，touch命令本来是创建新文件，但是在这里用来更新Modify时间。

3、依赖关系的深入理解

  在我们makefile文件中我们是直接从code.c生成可执行程序mytest，但是我们在上文讲过程序的编译过程，整个流程应该是code.c→code.i→code.s→code.o→mytest,那我们在makefile文件中应该怎么写呢？

  我们已经知道，make的工作推导规则是从上到下，生成第一个目标文件，所以mytest还是应该在第一行，mytest的依赖文件列表是code.o，那么依赖方法就是gcc code.o -o code.exe。

  剩下的以此类推得：

  他们之间的依赖关系就是 mytest依赖code.o、code.o依赖code.s、code.s依赖code.i、code.i依赖code.c.

  这里大家可能会有疑问：我想生成目标文件mytest时，我并没有code.o文件啊

  我用一张图给大家作答：

  make/makefile会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得依赖方法

  这个其实就是我们所知道得递归算法。

三、make/makefile的符号替换和变量

1、符号替换

$@代表的是依赖文件列表，$@代表的是目标文件，make之后会自动替换

2、变量

我们在c语言中定义变量是需要变量类型、初始化的。比如：int a=0；

我们在Liunx中的makefile中不是，我们直接：

变量=xxx

再与符号替换结合： 

之后我们修改目标文件或者依赖文件列表，直接修改变量就可以了，会方便很多。 

四、总结

1、make工作原理

• 1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
• 2. 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target）
• 3. 如果mytest所依赖的code.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为code.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成code.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
• 4. 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
• 5. 在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错， 而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
• 6. make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起， 我就不工作啦。

2、项目清理

• 工程是需要被清理的
• 像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行， 不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重新编译。
• 但是一般我们这种clean的目标文件，我们将它设置为伪目标,用 .PHONY 修饰,伪目标的特性是，总是被执行的。