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makefile

1.2 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makefile：

1.4 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makefile

Makefile 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：

则版本三的makefile：

src = $(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) test

clear:----------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make

clear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makefile：

src = $(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makefile：

src = $(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makefile：

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 .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：

eg：

obj = $(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。