MakeFile基础

gcc和MakeFile基础

gcc常用参数

• gcc -c 指的是只把源码编译为目标文件而不进行链接。如果GCC不带-C参数，编译一个源代码文件（test.c)。那么会自动将编译和链接一步完成，并生成可执行文件。对于多个文件，需要先编译成中间目标文件(一般是.o文件），在链接成可执行文件，一般习惯目标文件都是以.o后缀，也没有硬性规定可执行文件不能用.o文件。
• gcc -o指的是output_filename，确定输出文件的名称为output_filename，同时这个名称不能和源文件同名。如果不给出这个选项，gcc就给出预设的可执行文件a.out。
• 其他参数详见 https://www.runoob.com/w3cnote/gcc-parameter-detail.html

MakeFile是什么

• 使用 GCC 编译器在 Linux 进行 C 语言编译，通过在终端执行 gcc 命 令来完成 C 文件的编译，如果我们的工程只有一两个 C 文件还好，需要输入的命令不多，当文 件有几十、上百甚至上万个的时候用终端输入 GCC 命令的方法显然是不现实的。如果我们能够 编写一个文件，这个文件描述了编译哪些源码文件、如何编译那就好了，每次需要编译工程的 时只需要使用这个文件就行了。这种问题怎么可能难倒聪明的程序员，为此提出了一个解决大 工程编译的工具：make，描述哪些文件需要编译、哪些需要重新编译的文件就叫做 Makefile， Makefile 就跟脚本文件一样，Makefile 里面还可以执行系统命令。使用的时候只需要一个 make命令即可完成整个工程的自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

• 在 Linux 下用的最多的是 GCC 编译器，这是个没有 UI 的编译器，因此 Makefile 就需要我们自己来编写了。

应用举例

• 我们完成这样一个小工程，通过键盘输入两个整形数字，然后计算他们的和并将结果显示在屏幕上，在这个工程中我们有 main.c、input.c 和 calcu.c 这三个 C 文件和 input.h、calcu.h 这 两个头文件。其中 main.c 是主体，input.c 负责接收从键盘输入的数值，calcu.c 进行任意两个数 相加，其中 main.c 文件内容如下：

//main.c
#include <stdio.h>
#include "input.h"
#include "calcu.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
	int a, b, num;

	input_int(&a, &b);
	num = calcu(a, b);
	printf("%d + %d = %d\r\n", a, b, num);
}

• input.c 文件内容如下：

//input.c
#include <stdio.h>
#include "input.h"

void input_int(int *a, int *b)
{
	printf("input two num:");
	scanf("%d %d", a, b);
	printf("\r\n");
}

• calcu.c 文件内容如下：

#include "calcu.h"
int calcu(int a, int b)
{
	return (a + b);
}

• 文件 input.h 内容如下：

#ifndef _INPUT_H
#define _INPUT_H

void input_int(int *a, int *b);
#endif

• 文件 calcu.h 内容如下：

#ifndef _CALCU_H
#define _CALCU_H

int calcu(int a, int b);
#endif

• 假如使用gcc编译程序，那么此时需要再命令行输入

gcc main.c calcu.c input.c -o main

上面命令的意思就是使用 gcc 编译器对 main.c、calcu.c 和 input.c 这三个文件进行编译，编 译生成的可执行文件叫做 main。

执行程序用到的命令是./main，含义是执行当前目录下的main文件

makefile的重要性

可以看出我们的代码按照我们所设想的工作了，使用命令“gcc main.c calcu.c input.c -o main” 看起来很简单是吧，只需要一行就可以完成编译，但是我们这个工程只有三个文件啊！如果几 千个文件呢？再就是如果有一个文件被修改了，使用上面的命令编译的时候所有的文件都会重新编译，如果工程有几万个文件(Linux 源码就有这么多文件！)，想想这几万个文件编译一次 所需要的时间就可怕。最好的办法肯定是哪个文件被修改了，只编译这个被修改的文件即可， 其它没有修改的文件就不需要再次重新编译了，为此我们改变我们的编译方法，如果第一次编译工程，我们先将工程中的文件都编译一遍，然后后面修改了哪个文件就编译哪个文件，命令 如下：

gcc -c main.c
gcc -c input.c
gcc -c calcu.c
gcc main.o input.o calcu.o -o main

• 注意，gcc的-c选项的意思是将程序编译为.o文件但是不链接为最终的可执行文件，最后一句gcc main.o input.o calcu.o -o main的意思是将三个.o文件链接为一个可执行文件
• 假如我们现在修改了 calcu.c 这个文件，只需要将 caclue.c 这一个文件重新编译成.o 文件，然后在将所有的.o 文件链接成可执行文件，只需要下面两条命令即可：

gcc -c calcu.c
gcc main.o input.o calcu.o -o main

makefile的作用

• 如果工程没有编译过，那么工程中的所有.c 文件都要被编译并且链接成可执行程序。
• 如果工程中只有个别 C 文件被修改了，那么只编译这些被修改的 C 文件即可。
• 如果工程的头文件被修改了，那么我们需要编译所有引用这个头文件的 C 文件，并且 链接成可执行文件。

makeFile的使用

• 在工程目录下创建名为“Makefile”的文件， 文件名一定要叫做“Makefile”！！！区分大小写的哦！
• 

Makefile文件：

main: main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o
main.o: main.c
	gcc -c main.c
input.o: input.c
	gcc -c input.c
calcu.o: calcu.c
	gcc -c calcu.c

clean:
	rm *.o
	rm main

• 上述代码中所有行首需要空出来的地方一定要使用TAB键！不要使用空格键！这是 Makefile 的语法要求

• 

• Makefile 编写好以后我们就可以使用 make 命令来编译我们的工程了，直接在命令行中输入make即可，make 命令会在当前目录下查找是否存在Makefile这个文件，如果存在的 话就会按照 Makefile 里面定义的编译方式进行编译

MakeFile中一般存在的错误

• Makefile 中命令缩进没有使用 TAB 键！
• VI/VIM 编辑器使用空格代替了 TAB 键，修改文件/etc/vim/vimrc，在文件最后面加上如 下所示代码：
  • set noexpandtab

此时修改一下input.c文件，重新编译看结果

可以看出因为我们修改了 input.c 这个文件，所以 input.c 和最后的可执行文 件 main 重新编译了，其它没有修改过的文件就没有编译。

Makefile语法

• 比如
  • 这条规则的目标是 main，main.o、input.o 和 calcu.o 是生成 main 的依赖文件，如果要更新 目标 main，就必须先更新它的所有依赖文件，如果依赖文件中的任何一个有更新，那么目标也 必须更新，“更新”就是执行一遍规则中的命令列表。
  • 每条命令以tab开始
  • make 命令会为 Makefile 中的每个以 TAB 开始的命令创建一个 Shell 进程去执行。
• 重新看一下上面的代码

main: main.o input.o calcu.o
	gcc -o main main.o input.o calcu.o
main.o: main.c
	gcc -c main.c
input.o: input.c
	gcc -c input.c
calcu.o: calcu.c
	gcc -c calcu.c

clean:
	rm *.o
	rm main

• 首先更新第一条规则中的 main，第一条规则的目标成为默认目标，只要默认目标更新了那 么就认为 Makefile 的工作。在第一次编译的时候由于 main 还不存在，因此第一条规则会执行， 第一条规则依赖于文件 main.o、input.o 和 calcu.o 这个三个.o 文件，这三个.o 文件目前还都没 有，因此必须先更新这三个文件。make 会查找以这三个.o 文件为目标的规则并执行。以 main.o 为例，发现更新 main.o 的是第二条规则，因此会执行第二条规则，第二条规则里面的命令为“gcc –c main.c”，这行命令很熟悉了吧，就是不链接编译 main.c，生成 main.o，其它两个.o 文件同理。 最后一个规则目标是 clean，它没有依赖文件，因此会默认为依赖文件都是最新的，所以其对应 的命令不会执行，当我们想要执行 clean 的话可以直接使用命令make clean，执行以后就会删 除当前目录下所有的.o 文件以及 main，因此 clean 的功能就是完成工程的清理
• 
• 可见这条命令将除了源文件和Makefile以外的编译产物都删除了

总结一下Makefile的编译过程

• make 命令会在当前目录下查找以 Makefile(makefile 其实也可以)命名的文件。
• 当找到 Makefile 文件以后就会按照 Makefile 中定义的规则去编译生成最终的目标文件。
• 当发现目标文件不存在，或者目标所依赖的文件比目标文件新(也就是最后修改时间比 目标文件晚)的话就会执行后面的命令来更新目标。

这就是 make 的执行过程，make 工具就是在 Makefile 中一层一层的查找依赖关系，并执行相应的命令。

Makefile 变量

• Makefile 中的变量都是字符串

• 实例

#Makefile 变量的使用
objects = main.o input.o calcu.o
main: $(objects)
	gcc -o main $(objects)

• Makefile 中可以写注释，注释开头要 用符号“#”

• 变量的引用方法是$(变量名)

不同赋值符号的区别

• 幅值符=
  • 类似于引用传参，幅值的变量的值会随着被赋给它的变量的值的改变去改变

name = zzk
curname = $(name)
name = zuozhongkai
print:
	@echo curname: $(curname)

​ 此时输出的是zuozhongkai，意味着变量的内容随着变量的值更新而更新

​ @的意思是使得make在执行的过程中输出执行过程，否则不会输出

• 幅值符:=

  • 同样执行上面的代码，将=改为:=，则可见输出还是”zzk”，因为:=在幅值的时候不会采用变量修改后的值

• 幅值符?=

  • curname ?= zuozhongkai的意思是，假如curname前面没有被赋值，那么此变量就是“zuozhongkai”， 如果前面已经赋过值了，那么就使用前面赋的值。

• 幅值符+=

  • Makefile 中的变量是字符串，有时候我们需要给前面已经定义好的变量添加一些字符串进 去，此时就要使用到符号“+=”，比如

  • objects = main.o inpiut.o和objects += calcu.o执行完之后，objects就变成了main.o input.o calcu.o

Makefile模式规则

• 自动匹配

  • 模式规则中，至少在规则的目标定定义中要包涵%，否则就是一般规则，目标中的% 表示对文件名的匹配，%表示长度任意的非空字符串，比如“%.c”就是所有的以.c 结尾的 文件，类似与通配符，a.%.c 就表示以 a.开头，以.c 结束的所有文件。

  • 当“%”出现在目标中的时候，目标中“%”所代表的值决定了依赖中的“%”值，比如%.o : %.c中的%代表的是同样的内容

前面的代码可以修改如下：

objects = main.o input.o calcu.o
main: $(objects)
	gcc -o main $(objects)

%.o : %.c
	#命令
clean:
	rm *.o
	rm main

Makefile自动化变量

• 如何通过一行命令来从不同的依赖文件中生 成对应的目标？自动化变量就是完成这个功能的！所谓自动化变量就是这种变量会把模式中所 定义的一系列的文件自动的挨个取出，直至所有的符合模式的文件都取完，类似于python中的变量解包，将一个数组中的变量一个一个的拆出来。自动化变量只应该出现在规则的命令中。
• 

objects = main.o input.o calcu.o
main: $(objects)
	gcc -o main $(objects)
%.o : %.c
	gcc -c $<
clean:
	rm *.o
	rm main

• 上面的代码中，$<代表依赖文件(.c)的一系列集合

• 上述规则中并没有创建文件 clean 的命令，因此工作目录下永远都不会存在文件 clean，当 我们输入“make clean”以后，后面的“rm *.o”和“rm main”总是会执行。可是如果我们“手贱”，在工作目录下创建一个名为“clean”的文件，那就不一样了，当执行“make clean”的时 候，规则因为没有依赖文件，所以目标被认为是最新的，因此后面的 rm 命令也就不会执行，我 们预先设想的清理工程的功能也就无法完成。为了避免这个问题，我们可以将 clean 声明为伪 目标，声明方式如下：

.PHONY : clean

objects = main.o input.o calcu.o
main: $(objects)
	gcc -o main $(objects)

.PHONY : clean

%.o : %.c
	gcc -c $<
clean:
	rm *.o
	rm main

• 声明 clean 为伪目标，声明 clean 为伪目标以后不管当前目录下是否存在名 为“clean”的文件，输入“make clean”的话规则后面的 rm 命令都会执行。

Makefile条件判断

语法

<条件关键字>
	<条件为真时执行的语句>
endif

和

<条件关键字>
	<条件为真时执行的语句>
else
	<条件为假时执行的语句>
endif

条件关键字的组成

• ifeq和ifneq，判断的是是否相等和是否不等
  • 语法

ifeq (<参数 1>, <参数 2>)
ifeq ‘<参数 1 >’,‘ <参数 2>’
ifeq “<参数 1>”, “<参数 2>”
ifeq “<参数 1>”, ‘<参数 2>’
ifeq ‘<参数 1>’, “<参数 2>”

• ifdef和ifndef

ifdef <变量名>

​ 如果“变量名”的值非空，那么表示表达式为真，否则表达式为假。“变量名”同样可以是 一个函数的返回值。ifndef 用法类似，但是含义用户 ifdef 相反。

Makefile函数

• Makefile 支持函数，类似 C 语言一样，Makefile 中的函数是已经定义好的，我们直接使用， 不支持我们自定义函数。make 所支持的函数不多，但是绝对够我们使用了

$(函数名 参数集合)

${函数名 参数集合}

• 可以看出，调用函数和调用普通变量一样，使用符号“$”来标识。参数集合是函数的多个 参数，参数之间以逗号“,”隔开，函数名和参数之间以“空格”分隔开，函数的调用以“$”开 头。

sbust

• 函数 subst 用来完成字符串替换，调用形式如下：

$(subst <from>,<to>,<text>)

• 此函数的功能是将字符串中的内容替换为，函数返回被替换以后的字符 串，比如如下示例：

$(subst zzk,ZZK,my name is zzk)

• 把字符串“my name is zzk”中的“zzk”替换为“ZZK”，替换完成以后的字符串为“my name is ZZK”。

patsubst

• 函数 patsubst 用来完成模式字符串替换，使用方法如下：

$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)

• 此函数查找字符串中的单词是否符合模式，如果匹配就用来 替换掉，可以使用通配符“%”，表示任意长度的字符串，函数返回值就是替换后的字 符串。如果中也包涵“%”，那么中的“%”将是中的那个 “%”所代表的字符串,也就是说%代表的字符串的内容不变

$(patsubst %.c,%.o,a.c b.c c.c)

• 将字符串a.c b.c c.c中的所有符合%.c的字符串，替换为%.o，替换完成以后的字 符串为“a.o b.o c.o”，注意此时a，b和c是不变的。

dir

• 函数 dir 用来获取目录

$(dir <names…>)

• 此函数用来从文件名序列中提取出目录部分，返回值是文件名序列的目录 部分

$(dir </src/a.c>)

• 提取文件“/src/a.c”的目录部分，也就是“/src”。

notdir

• 函数 notdir 看名字就是知道去除文件中的目录部分，也就是提取文件名

$(notdir <names…>)

• 此函数用与从文件名序列中提取出文件名非目录部分

$(notdir </src/a.c>)

• 提取文件“/src/a.c”中的非目录部分，也就是文件名“a.c”。

foreach

• foreach 函数用来完成循环

$(foreach <var>, <list>,<text>)

• 此函数的意思就是把参数中的单词逐一取出来放到参数中，然后再执行所 包含的表达式。每次都会返回一个字符串，循环的过程中，**中所包含的每个字符串 会以空格隔开，最后当整个循环结束时，所返回的每个字符串所组成的整个字符串将会是 函数 foreach 函数的返回值**

wildcard

• 通配符“%”只能用在规则中，只有在规则中它才会展开，如果在变量定义和函数使用时， 通配符不会自动展开，这个时候就要用到函数 wildcard

$(wildcard PATTERN…)

比如

$(wildcard *.c)

上面的代码是用来获取当前目录下所有的.c 文件，类似“%”。

使用例

（文件夹下有a.c, b.c和c.c三个文件）

#!/bin/bash
list=$(wildcard *.c)
files=$(foreach filename, $(list), $(filename) hello)
main: 
	
	@echo ${list}
	
	@echo $(files)

.PHONY : clean
clean:
	rm *.o

输出