Linux项目自动化构建工具-make/Makefile

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。

实例代码

这是一份处理myproc.c的makefile文件

myproc:myproc.c
       gcc -o myproc myproc.c

依赖关系：上面的myproc:myproc.c表示了依赖关系，它表明了myproc依赖myproc.c

依赖方法：gcc -o myproc myproc.c就是处理依赖关系的依赖方法

只要输入make，就会自动将目录中的myproc.c编译成myproc

如果myproc和clean的位置反过来的话，输入make，就会执行rm命令

下面我们来看一个较高难度的makefile的依赖关系

hello:hello.o 
    gcc hello.o -o hello 
hello.o:hello.s 
    gcc -c hello.s -o hello.o 
hello.s:hello.i 
    gcc -S hello.i -o hello.s 
hello.i:hello.c 
    gcc -E hello.c -o hello.i

依赖关系：

上面的文件 hello ,它依赖 hell.o

hello.o , 它依赖 hello.s

hello.s , 它依赖 hello.i

hello.i , 它依赖 hello.c  

原理

make是如何工作的,在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，

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），在上面的例子中，他会找到“hello”这个文件， 并把这个文件作为最终的目标文件。

3. 如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。

4. 如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程），make在扫描makefile的时候是通过类似栈的结构来识别内容的，如果不满足条件的时候先入栈，直到碰到可以运行的内容后执行出栈

5. 当然，你们的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello了。

6. 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。

7. 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。

8. 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。

这里大家可能会有一些疑问：

make是怎么识别文件的新旧的

stat 文件名，可以显示出文件的修改时间，有三个修改时间分别是Access，Modify，Change

文件是由内容+属性构成的

如果内容被修改：Modifty的时间就会改变

如果属性被修改：Change的时间就会被修改

如果只是打开文件，不做其他事情，Access时间会被修改（特殊）

但是修改了内容后，属性的时间也会发生变化，这是因为修改内容后，文件的size会发生变化，size属于属性，而且时间本身就是文件的属性

文件的属性存储在磁盘上，如果只因为访问文件，而大量的进行i/o操作是不合理的。只有在访问了20/30次后在会修改访问时间，具体的次数和版本有关

项目清理

工程是需要被清理的

.PHONY:clean
clean:
       rm -f myproc

 这就是一段清理文件的make指令，只要输入make clean，当前目录下的myproc文件就会被删除

.PHONY的作用：它能确保命令总是被执行，大家可能想了解什么情况会不被执行，如果我们在make的第一个内容加上.PHONY来修饰，与不加.PHONY修饰之间的差别是什么

上图没有加上.PHONY修饰，如果文件已经存在且源文件并未做修改，此时输入make便会产生报错

 上图是加上.PHONY修饰，如果文件是否已经存在或者源文件并未做修改，在这种情况下输入make照样会执行依赖方法

makefile进阶方法

BIN=proc.exe
CC=gcc
SRC=$(wildcard *.c)
OBJ=$(SRC:.c=.o)
LFLAGS=-o
FLAGS=-c
RM=rm -f

$(BIN):$(OBJ)
        @$(CC) $(LFLAGS) $@ $^
%.o:%.c
        @$(CC) $(FLAGS) $<
.PHONY:clean
clean:
        @$(RM) $(OBJ) $(BIN)

 此时我们可以用一些变量来存储文件名

BIN=myproc：类似宏操作

$@：表示最终形成的目标文件

$^：表示依赖的众多文件列表

$(x)：类似c++中的指针操作，将x解引用

SRC=$(wildcord *.c)：能够显示当前目录中所有的.c文件

OBJ=$(SRC:.c=.o)：将SRC中的.c文件替换成.o文件

@:不会回显内容

在处理多个源文件的情况：

1. %.o和%.c：表示把当前路径下的而所有的.o / .c依次展开，有几分源文件就展开几份
2. $<：是 Makefile 的自动变量，表示第一个依赖文件（prerequisite）

使用这些内容就可以大批量的编译文件了

Linux进度条

回车换行

回车和换行是两个不同的概念：回车是回到开始（\r），换行是（\n），\n支持printf刷新，\r不支持刷新

在c语言中为什么\n能够实现换行操作呢，这是在C语言中\r\n被简化成\n

支不支持刷新会影响什么呢，在使用gcc编译的时候

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
        printf("HELLO WORLD\r");
        sleep(1);
        return 0;
}

这时大家会发现，HELLO WORLD会延时出现，这是由于什么呢？

这是由于sleep(1)会让程序暂停1秒，但此时HELLO WORLD仍在缓冲区中未显示。printf函数默认使用行缓冲模式（当输出到终端时），即遇到换行符\n时才会自动刷新缓冲区并显示内容。而\r并不支持刷新缓冲区，这是我们可以使用fflush(stdout);手动刷新缓冲区

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
        printf("HELLO WORLD\r");    
        fflush(stdout);
        sleep(1);
        return 0;
}

进度条

#include"process.h"
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#define NUM 101
void FlushProcess(double total,double current)
{
        char buffer[NUM];
        memset(buffer,0,sizeof(buffer));
        int len=strlen(lable);

        int num=(int)(current*100/total);
        for(int i=0;i<num;i++)
        {
                buffer[i]='=';
        }
        double rate=current/total;
        printf("[%-100s][%.1f%%]\r",buffer,rate*100);
        fflush(stdout);
}

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include"process.h"

double total=1024.0;
double speed =1.0;

void DownLoad()
{
        double current=1.0;
        while(current<=total)//模拟从网路中获取数据
        {
                FlushProcess(total,current);//刷新数据
                usleep(3000);
                current+=speed;
        }
        printf("\ndownlocad %.2lfMB Done\n",current);
}

int main()
{
        DownLoad();
        return 0;
}

此时我们在模拟进度条的实现

DownLoad函数用来模拟从网络中获取数据，FlushProcess函数用来实现进度条

1.rate用来实现进度条中的百分比信息      

2.buffer用来显示进度条中的填充内容

3.此时利用我们的回车符\r来实现进度条的填充，每次调用FlushProcess函数都会在原地刷新进度条的填充内容 

4.[%-100d]：表示会在[]之间预留100个字符的距离，-表示向左对齐