1-7makefile

简介

make 是解释 makefile中指令的工具

1 规则

target,target...:depend1, depend2,...
	command
	command
	...
# 单目标
app:a.c, b.c, c.c
	gcc a.c b.c c.c -o app
	
# 多目标
app1, app2: a.cpp b.cpp
	gcc a.cpp -o app1
	gcc b.cpp -o app2
	
# 规则的嵌套
app: a.o, b.o
	gcc a.o b.o -o app
a.o: a.c
	gcc -c a.c 
b.o: b.c
	gcc -c b.c

• command: 一般是shell命令，前面需要tab缩进，并且独占一行

• depend：命令需要的依赖，可以多个，也可以为空

• target：命令生成的目标，执行命令后可以不生成任何文件，这样的目标是 伪目标

1.1规则的执行

# in makefile
app: depent1
        echo "first -1"
        echo "first -2"

depend:
        "empty"
depent1: 
        echo "depend 1 skip last-empty-depend"
        touch test.md

result:

liyb@lyb:/tmp/test_makefile$ make
echo "depend 1 skip last-empty-depend"
depend 1 skip last-empty-depend
echo "first -1"
first -1
echo "first -2"
first -2
# 并且目录中生成了test.md文件

• 可以看到，make只执行第一条规则，以及与之嵌套的规则

• 在执行 command的时候，会先输出command本身，再执行命令

• 不在第一个规则之中提及的的规则默认是不被执行的

• 执行指定的一条规则

# make target
# 这里“empty”不是一个shell命令，所以报错，说明确实执行到了
liyb@lyb:/tmp/test_makefile$ make depend
"empty" 
/bin/sh: 1: empty: not found
make: *** [makefile:6：depend] 错误 127

1.2 文件的时间戳

• 并不是每次make 都会更新目标
• 如果target的时间戳小于depend （depend更新过），这时候才会重新生成target
• 另外，如果target 是一个伪目标（depend如果是伪的也是），每次make都会更新，因为没有这个文件/依赖呀

1.3 make工具的自动推导

如果我们写的规则并不严谨，缺乏了某些依赖，在一定程度上它可以帮我们自动生成

例如：依赖中有a.o，但是目录中只有a.c，那么make会使用cc命令自动生成a.o 供目标使用

liyb@lyb:/tmp/test_makefile$ make
cc    -c -o a.o a.c # 由于缺少a.o 但是存在a.c ，于是make使用cc命令自动推导出了a.o的生成命令
g++ a.o -o app  # 这里是makefile的真实的全部的command

2 变量

抛砖引玉：上面说到，make会比较时间戳来判断是否重新生成，那么当依赖非常多的时候，这个操作是非常耗时间的，并且依赖难免有很多重复性的操作，这时候怎么办呢？

三种变量供你使用：

• 1 自定义变量

# 定义 变量名 = 赋值（必须赋值）
abc = a.c b.c 
# 使用 $(变量名)
gcc $(abc) 

• 2 预定义变量
  | 变量名 | 含义 | 默认值 |
  | — | — | — |
  | AR | 生成静态库库文件的程序名称 | ar |
  | AS | 汇编编译器的名称 | as |
  | CC | C 语言编译器的名称 | cc |
  | CPP | C 语言预编译器的名称 | $(CC) -E |
  | CXX | C++ 语言编译器的名称 | g++ |
  | FC | FORTRAN 语言编译器的名称 | f77 |
  | RM | 删除文件程序的名称 | rm -f |
  | ARFLAGS | 生成静态库库文件程序的选项 | 无默认值 |
  | ASFLAGS | 汇编语言编译器的编译选项 | 无默认值 |
  | CFLAGS | C 语言编译器的编译选项 | 无默认值 |
  | CPPFLAGS | C 语言预编译的编译选项 | 无默认值 |
  | CXXFLAGS | C++ 语言编译器的编译选项 | 无默认值 |
  | FFLAGS | FORTRAN 语言编译器的编译选项 | 无默认值 |

• 3 自动变量（只能在规则的命令中使用）

以下是 Makefile 中常用自动变量的含义整理，结合了 Makefile 官方文档和实际使用场景的解析：

变量	含义	应用场景示例
$*	目标文件的主干名（不包含扩展名）	在模式规则 %.o: %.c 中，若目标为 main.o，则 $* 表示 main 。
$+	所有依赖文件列表（包含重复项，按出现顺序排列）	需要保留重复依赖时使用，例如链接库文件多次依赖的场景。
$<	第一个依赖文件的名称	编译单个源文件时常用，如 gcc -c $< -o $@ 。
$?	比目标文件新的依赖文件列表（以空格分隔）	仅重新编译已修改的依赖文件时使用，常用于增量构建优化。
$@	目标文件的完整名称（含扩展名）	通用规则中指定输出文件名，如 gcc $^ -o $@ 。
$^	所有不重复的依赖文件列表（自动去重，以空格分隔）	链接多个对象文件时使用，避免重复依赖导致的错误 。

3 模式匹配

使用% 作为通配符

%.0: %.c
	gcc -c $< 

tips：规则同名处理机制

• 同名规则会合并依赖，后面规则命令会覆盖前面的规则命令
• 还是遵循只看第一个target的规则，只是叫target的规则不止一个
• 显示规则会覆盖隐式规则（这时候就不一定第一个生效了）
• 至于隐式规则，模糊的概念就是make默认的，不需要写出来了，比如上面的自动推导，但这只是其中一种，这里很模糊就不管了。

liyb@lyb:/tmp/test_makefile$ cat makefile 
# 自动推导所有 .c 生成 .o 
%.o: %.c 
	echo "模式匹配 "
app: a.c
	echo "app"
	gcc a.c -o app
liyb@lyb:/tmp/test_makefile$ make
echo "app"
app
gcc a.c -o app

4 函数

所有的函数都是有返回值的，因此需要使用$()解出来

4.1 wildcard

搜索路径下指定类型的文件

# 语法 
wildcard path/*.0   *.c
	*.c 当前目录下.c后缀的文件
# 例子
depends = $(wildcard *.c)
app: $(depends)
	gcc $^ -o app

4.2 patsubst

不改变文件名称替换后缀，这里仅仅是字符串的替换，文件本身没有变化，得到的是一个字符串

src = $(wildcard *.c)
depends = $(patsubst %.c, %.o, $(src))
app: $(depends)
	gcc $^ -o app

5 练习

# 目录结构
.
├── include
│   └── head.h	==> 头文件, 声明了加减乘除四个函数
├── main.c		==> 测试程序, 调用了head.h中的函数
└── src
    ├── add.c	==> 加法运算
    ├── div.c	==> 除法运算
    ├── mult.c  ==> 乘法运算
    └── sub.c   ==> 减法运算

不同方法的理解：

方法1：直接使用.c文件编译

src = $(wildcard ./src/*.c *.c)
# depends = $(patsubst %.c, %.o, $(src)) 
include = ./include
target = app
${target}: $(src) 
	gcc $^  -I$(include) -o $@

# %.o: %.c
#	gcc -c $< -I$(include) -o  $@

# .PHONY:clean

#clean:
#	-rm $(depends) $(target) -f

坏处： 不好设置clean ，因为clean删除的是.0文件，但是这种方法并没有操作.0文件，导致clean的时候还是要查找.o ，那既然如此，不如直接操作.o

方法二：使用.o文件编译

src = $(wildcard ./src/*.c *.c)
depends = $(patsubst %.c, %.o, $(src)) 
include = ./include
target = app
${target}: $(depends) 
	gcc $^ -o $@

%.o: %.c
	gcc -c $< -I$(include) -o  $@

.PHONY:clean
clean:
	-rm $(depends) $(target) -f

• 先查找所有的源文件
• 将文件名改名替换得到一个.o的字符串
• 使用.o作为依赖
• 模式匹配.o，使用搜索头文件目录的参数-I
• 因为头文件已经被加入了.o，不需要重复搜索头文件了

5.1 clean

clean作为一个规则定义

• 由于是伪目标，并且不在第一个规则嵌套里，make并不会执行他
• .PHONY
  • 用来声明是伪目标
  • 如果不加的话，当目录里真的有这个名称的文件的时候，他就不是伪目标了，他就是一个真的目标，所以就有时间戳，前面说到，如果项目没有更改，就不会执行，那clean就失去了作用
  • 加上.PHONY 声明这是一个伪目标，即使有同名文件，也不影响make把他当做没有时间戳的目标执行
• 如果不定义clean是没法使用 make clean的，这里明白了clean其实是个规则，并不是默认的一个命令