makefile文件简要介绍
到此為止，讀者已經(jīng)了解了如何在Linux下使用編輯器編寫(xiě)代碼，如何使用Gcc把代碼編譯成可執(zhí)行文件，還學(xué)習(xí)了如何使用Gdb來(lái)調(diào)試程序，那么，所有的工作看似已經(jīng)完成了，為什么還需要Make這個(gè)工程管理器呢？
所謂工程管理器，顧名思義，是指管理較多的文件的。讀者可以試想一下，有一個(gè)上百個(gè)文件的代碼構(gòu)成的項(xiàng)目，如果其中只有一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)文件進(jìn)行了修改，按照之前所學(xué)的Gcc編譯工具，就不得不把這所有的文件重新編譯一遍，因?yàn)榫幾g器并不知道哪些文件是最近更新的，而只知道需要包含這些文件才能把源代碼編譯成可執(zhí)行文件，于是，程序員就不能不再重新輸入數(shù)目如此龐大的文件名以完成最后的編譯工作。
但是，請(qǐng)讀者仔細(xì)回想一下本書(shū)在3.1.2節(jié)中所闡述的編譯過(guò)程，編譯過(guò)程是分為編譯、匯編、鏈接不同階段的，其中編譯階段僅檢查語(yǔ)法錯(cuò)誤以及函數(shù)與變量的聲明是否正確聲明了，在鏈接階段則主要完成是函數(shù)鏈接和全局變量的鏈接。因此，那些沒(méi)有改動(dòng)的源代碼根本不需要重新編譯，而只要把它們重新鏈接進(jìn)去就可以了。所以，人們就希望有一個(gè)工程管理器能夠自動(dòng)識(shí)別更新了的文件代碼，同時(shí)又不需要重復(fù)輸入冗長(zhǎng)的命令行，這樣，Make工程管理器也就應(yīng)運(yùn)而生了。
實(shí)際上，Make工程管理器也就是個(gè)“自動(dòng)編譯管理器”，這里的“自動(dòng)”是指它能夠根據(jù)文件時(shí)間戳自動(dòng)發(fā)現(xiàn)更新過(guò)的文件而減少編譯的工作量，同時(shí)，它通過(guò)讀入Makefile文件的內(nèi)容來(lái)執(zhí)行大量的編譯工作。用戶(hù)只需編寫(xiě)一次簡(jiǎn)單的編譯語(yǔ)句就可以了。它大大提高了實(shí)際項(xiàng)目的工作效率，而且?guī)缀跛蠰inux下的項(xiàng)目編程均會(huì)涉及到它，希望讀者能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容。
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1? Makefile基本結(jié)構(gòu)
Makefile是Make讀入的惟一配置文件，因此本節(jié)的內(nèi)容實(shí)際就是講述Makefile的編寫(xiě)規(guī)則。在一個(gè)Makefile中通常包含如下內(nèi)容：
·??需要由make工具創(chuàng)建的目標(biāo)體（target），通常是目標(biāo)文件或可執(zhí)行文件；
·??要?jiǎng)?chuàng)建的目標(biāo)體所依賴(lài)的文件（dependency_file）；
·??創(chuàng)建每個(gè)目標(biāo)體時(shí)需要運(yùn)行的命令（command）。
它的格式為：
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target: dependency_files
?????? command
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例如，有兩個(gè)文件分別為hello.c和hello.h，創(chuàng)建的目標(biāo)體為hello.o，執(zhí)行的命令為gcc編譯指令：gcc –c hello.c，那么，對(duì)應(yīng)的Makefile就可以寫(xiě)為：
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#The simplest example
hello.o: hello.c hello.h
???????gcc –c hello.c –o hello.o
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接著就可以使用make了。使用make的格式為：make target，這樣make就會(huì)自動(dòng)讀入Makefile（也可以是首字母小寫(xiě)makefile）并執(zhí)行對(duì)應(yīng)target的command語(yǔ)句，并會(huì)找到相應(yīng)的依賴(lài)文件。如下所示：
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[root@localhost makefile]#?make hello.o
gcc –c hello.c –o hello.o
[root@localhost makefile]# ls
hello.c? hello.h??hello.o? Makefile
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可以看到，Makefile執(zhí)行了“hello.o”對(duì)應(yīng)的命令語(yǔ)句，并生成了“hello.o”目標(biāo)體。
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| 注意 | 在Makefile中的每一個(gè)command前必須有“Tab”符，否則在運(yùn)行make命令時(shí)會(huì)出錯(cuò)。 |
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2? Makefile變量
上面示例的Makefile在實(shí)際中是幾乎不存在的，因?yàn)樗^(guò)于簡(jiǎn)單，僅包含兩個(gè)文件和一個(gè)命令，在這種情況下完全不必要編寫(xiě)Makefile而只需在Shell中直接輸入即可，在實(shí)際中使用的Makefile往往是包含很多的文件和命令的，這也是Makefile產(chǎn)生的原因。下面就可給出稍微復(fù)雜一些的Makefile進(jìn)行講解：
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sunq:kang.o yul.o
Gcc kang.o bar.o -o myprog
kang.o?: kang.c kang.h head.h
Gcc –Wall –O -g –c kang.c -o kang.o
yul.o?: bar.c head.h
Gcc - Wall –O -g –c yul.c -o yul.o
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在這個(gè)Makefile中有三個(gè)目標(biāo)體（target），分別為sunq、kang.o和yul.o，其中第一個(gè)目標(biāo)體的依賴(lài)文件就是后兩個(gè)目標(biāo)體。如果用戶(hù)使用命令“make sunq”，則make管理器就是找到sunq目標(biāo)體開(kāi)始執(zhí)行。
這時(shí)，make會(huì)自動(dòng)檢查相關(guān)文件的時(shí)間戳。首先，在檢查“kang.o”、“yul.o”和“sunq”三個(gè)文件的時(shí)間戳之前，它會(huì)向下查找那些把“kang.o”或“yul.o”做為目標(biāo)文件的時(shí)間戳。比如，“kang.o”的依賴(lài)文件為：“kang.c”、“kang.h”、“head.h”。如果這些文件中任何一個(gè)的時(shí)間戳比“kang.o”新，則命令“gcc –Wall –O -g –c kang.c -o kang.o”將會(huì)執(zhí)行，從而更新文件“kang.o”。在更新完“kang.o”或“yul.o”之后，make會(huì)檢查最初的“kang.o”、“yul.o”和“sunq”三個(gè)文件，只要文件“kang.o”或“yul.o”中的任比文件時(shí)間戳比“sunq”新，則第二行命令就會(huì)被執(zhí)行。這樣，make就完成了自動(dòng)檢查時(shí)間戳的工作，開(kāi)始執(zhí)行編譯工作。這也就是Make工作的基本流程。
接下來(lái)，為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化編輯和維護(hù)Makefile，make允許在Makefile中創(chuàng)建和使用變量。變量是在Makefile中定義的名字，用來(lái)代替一個(gè)文本字符串，該文本字符串稱(chēng)為該變量的值。在具體要求下，這些值可以代替目標(biāo)體、依賴(lài)文件、命令以及makefile文件中其它部分。在Makefile中的變量定義有兩種方式：一種是遞歸展開(kāi)方式，另一種是簡(jiǎn)單方式。
遞歸展開(kāi)方式定義的變量是在引用在該變量時(shí)進(jìn)行替換的，即如果該變量包含了對(duì)其他變量的應(yīng)用，則在引用該變量時(shí)一次性將內(nèi)嵌的變量全部展開(kāi)，雖然這種類(lèi)型的變量能夠很好地完成用戶(hù)的指令，但是它也有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，如不能在變量后追加內(nèi)容（因?yàn)檎Z(yǔ)句：CFLAGS = $(CFLAGS) -O在變量擴(kuò)展過(guò)程中可能導(dǎo)致無(wú)窮循環(huán)）。
為了避免上述問(wèn)題，簡(jiǎn)單擴(kuò)展型變量的值在定義處展開(kāi)，并且只展開(kāi)一次，因此它不包含任何對(duì)其它變量的引用，從而消除變量的嵌套引用。
遞歸展開(kāi)方式的定義格式為：VAR=var
簡(jiǎn)單擴(kuò)展方式的定義格式為：VAR：=var
Make中的變量使用均使用格式為：$(VAR)
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| 注意 | 變量名是不包括“:”、“#”、“=”結(jié)尾空格的任何字符串。同時(shí)，變量名中包含字母、數(shù)字以及下劃線(xiàn)以外的情況應(yīng)盡量避免，因?yàn)樗鼈兛赡茉趯?lái)被賦予特別的含義。 變量名是大小寫(xiě)敏感的，例如變量名“foo”、“FOO”、和“Foo”代表不同的變量。 推薦在makefile內(nèi)部使用小寫(xiě)字母作為變量名，預(yù)留大寫(xiě)字母作為控制隱含規(guī)則參數(shù)或用戶(hù)重載命令選項(xiàng)參數(shù)的變量名。 |
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下面給出了上例中用變量替換修改后的Makefile，這里用OBJS代替kang.o和yul.o，用CC代替Gcc，用CFLAGS代替“-Wall -O –g”。這樣在以后修改時(shí)，就可以只修改變量定義，而不需要修改下面的定義實(shí)體，從而大大簡(jiǎn)化了Makefile維護(hù)的工作量。
經(jīng)變量替換后的Makefile如下所示：
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OBJS = kang.o yul.o
CC = Gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
sunq : $(OBJS)
?????? $(CC) $(OBJS) -o sunq
kang.o : kang.c kang.h
?????? $(CC) $(CFLAGS) -c kang.c -o kang.o
yul.o : yul.c yul.h
?????? $(CC) $(CFLAGS) -c yul.c -o yul.o
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可以看到，此處變量是以遞歸展開(kāi)方式定義的。
Makefile中的變量分為用戶(hù)自定義變量、預(yù)定義變量、自動(dòng)變量及環(huán)境變量。如上例中的OBJS就是用戶(hù)自定義變量，自定義變量的值由用戶(hù)自行設(shè)定，而預(yù)定義變量和自動(dòng)變量為通常在Makefile都會(huì)出現(xiàn)的變量，其中部分有默認(rèn)值，也就是常見(jiàn)的設(shè)定值，當(dāng)然用戶(hù)可以對(duì)其進(jìn)行修改。
預(yù)定義變量包含了常見(jiàn)編譯器、匯編器的名稱(chēng)及其編譯選項(xiàng)。下表3.14列出了Makefile中常見(jiàn)預(yù)定義變量及其部分默認(rèn)值。
表3.14????????????????????????????????????????????????? Makefile中常見(jiàn)預(yù)定義變量
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| 命?令?格?式 | 含????義 |
| AR | 庫(kù)文件維護(hù)程序的名稱(chēng)，默認(rèn)值為ar |
| AS | 匯編程序的名稱(chēng)，默認(rèn)值為as |
| CC | C編譯器的名稱(chēng)，默認(rèn)值為cc |
| CPP | C預(yù)編譯器的名稱(chēng)，默認(rèn)值為$(CC) –E |
| CXX | C++編譯器的名稱(chēng)，默認(rèn)值為g++ |
| FC | FORTRAN編譯器的名稱(chēng)，默認(rèn)值為f77 |
| RM | 文件刪除程序的名稱(chēng)，默認(rèn)值為rm –f |
| ARFLAGS | 庫(kù)文件維護(hù)程序的選項(xiàng)，無(wú)默認(rèn)值 |
| ASFLAGS | 匯編程序的選項(xiàng)，無(wú)默認(rèn)值 |
| CFLAGS | C編譯器的選項(xiàng)，無(wú)默認(rèn)值 |
| CPPFLAGS | C預(yù)編譯的選項(xiàng)，無(wú)默認(rèn)值 |
| CXXFLAGS | C++編譯器的選項(xiàng)，無(wú)默認(rèn)值 |
| FFLAGS | FORTRAN編譯器的選項(xiàng)，無(wú)默認(rèn)值 |
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可以看出，上例中的CC和CFLAGS是預(yù)定義變量，其中由于CC沒(méi)有采用默認(rèn)值，因此，需要把“CC=Gcc”明確列出來(lái)。
由于常見(jiàn)的Gcc編譯語(yǔ)句中通常包含了目標(biāo)文件和依賴(lài)文件，而這些文件在Makefile文件中目標(biāo)體的一行已經(jīng)有所體現(xiàn)，因此，為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化Makefile的編寫(xiě)，就引入了自動(dòng)變量。自動(dòng)變量通常可以代表編譯語(yǔ)句中出現(xiàn)目標(biāo)文件和依賴(lài)文件等，并且具有本地含義（即下一語(yǔ)句中出現(xiàn)的相同變量代表的是下一語(yǔ)句的目標(biāo)文件和依賴(lài)文件）。下表3.15列出了Makefile中常見(jiàn)自動(dòng)變量。
表3.15??????????????????????????????????????????????????? Makefile中常見(jiàn)自動(dòng)變量
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| 命令格式 | 含????義 |
| $* | 不包含擴(kuò)展名的目標(biāo)文件名稱(chēng) |
| $+ | 所有的依賴(lài)文件，以空格分開(kāi)，并以出現(xiàn)的先后為序，可能包含重復(fù)的依賴(lài)文件 |
| $< | 第一個(gè)依賴(lài)文件的名稱(chēng) |
| $? | 所有時(shí)間戳比目標(biāo)文件晚的依賴(lài)文件，并以空格分開(kāi) |
| 命令格式 | 含????義 |
| $@ | 目標(biāo)文件的完整名稱(chēng) |
| $^ | 所有不重復(fù)的依賴(lài)文件，以空格分開(kāi) |
| $% | 如果目標(biāo)是歸檔成員，則該變量表示目標(biāo)的歸檔成員名稱(chēng) |
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自動(dòng)變量的書(shū)寫(xiě)比較難記，但是在熟練了之后會(huì)非常的方便，請(qǐng)讀者結(jié)合下例中的自動(dòng)變量改寫(xiě)的Makefile進(jìn)行記憶。
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OBJS = kang.o yul.o
CC = Gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
sunq : $(OBJS)
????? $(CC)?$^?-o?$@
kang.o : kang.c kang.h
????? $(CC) $(CFLAGS) -c?$<?-o?$@
yul.o : yul.c yul.h
??????$(CC) $(CFLAGS) -c?$<?-o?$@
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另外，在Makefile中還可以使用環(huán)境變量。使用環(huán)境變量的方法相對(duì)比較簡(jiǎn)單，make在啟動(dòng)時(shí)會(huì)自動(dòng)讀取系統(tǒng)當(dāng)前已經(jīng)定義了的環(huán)境變量，并且會(huì)創(chuàng)建與之具有相同名稱(chēng)和數(shù)值的變量。但是，如果用戶(hù)在Makefile中定義了相同名稱(chēng)的變量，那么用戶(hù)自定義變量將會(huì)覆蓋同名的環(huán)境變量。
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3??Makefile規(guī)則
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4? Make使用
使用make管理器非常簡(jiǎn)單，只需在make命令的后面鍵入目標(biāo)名即可建立指定的目標(biāo)，如果直接運(yùn)行make，則建立Makefile中的第一個(gè)目標(biāo)。
此外make還有豐富的命令行選項(xiàng)，可以完成各種不同的功能。下表3.17列出了常用的make命令行選項(xiàng)。
表3.17??????????????????????????????????????????????????????? make的命令行選項(xiàng)
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| 命令格式 | 含????義 |
| -C dir | 讀入指定目錄下的Makefile |
| -f file | 讀入當(dāng)前目錄下的file文件作為Makefile |
| 命令格式 | 含????義 |
| -i | 忽略所有的命令執(zhí)行錯(cuò)誤 |
| -I dir | 指定被包含的Makefile所在目錄 |
| -n | 只打印要執(zhí)行的命令，但不執(zhí)行這些命令 |
| -p | 顯示make變量數(shù)據(jù)庫(kù)和隱含規(guī)則 |
| -s | 在執(zhí)行命令時(shí)不顯示命令 |
| -w | 如果make在執(zhí)行過(guò)程中改變目錄，則打印當(dāng)前目錄名 |
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Makefile的規(guī)則是Make進(jìn)行處理的依據(jù)，它包括了目標(biāo)體、依賴(lài)文件及其之間的命令語(yǔ)句。一般的，Makefile中的一條語(yǔ)句就是一個(gè)規(guī)則。在上面的例子中，都顯示地指出了Makefile中的規(guī)則關(guān)系，如“$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@”，但為了簡(jiǎn)化Makefile的編寫(xiě)，make還定義了隱式規(guī)則和模式規(guī)則，下面就分別對(duì)其進(jìn)行講解。
1．隱式規(guī)則
隱含規(guī)則能夠告訴make怎樣使用傳統(tǒng)的技術(shù)完成任務(wù)，這樣，當(dāng)用戶(hù)使用它們時(shí)就不必詳細(xì)指定編譯的具體細(xì)節(jié)，而只需把目標(biāo)文件列出即可。Make會(huì)自動(dòng)搜索隱式規(guī)則目錄來(lái)確定如何生成目標(biāo)文件。如上例就可以寫(xiě)成：
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OBJS = kang.o yul.o
CC = Gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
sunq : $(OBJS)
????? $(CC) $^ -o $@
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為什么可以省略后兩句呢？因?yàn)镸ake的隱式規(guī)則指出：所有“.o”文件都可自動(dòng)由“.c”文件使用命令“$(CC) $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c file.c –o file.o”生成。這樣“kang.o”和“yul.o”就會(huì)分別調(diào)用“$(CC) $(CFLAGS) -c kang.c -o kang.o”和“$(CC) $(CFLAGS) -c yul.c -o yul.o”生成。
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| 注意 | 在隱式規(guī)則只能查找到相同文件名的不同后綴名文件，如”kang.o”文件必須由”kang.c”文件生成。 |
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下表3.16給出了常見(jiàn)的隱式規(guī)則目錄：
表3.16??????????????????????????????????????????????? Makefile中常見(jiàn)隱式規(guī)則目錄
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| 對(duì)應(yīng)語(yǔ)言后綴名 | 規(guī)????則 |
| C編譯：.c變?yōu)?strong>.o | $(CC) –c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) |
| C++編譯：.cc或.C變?yōu)?strong>.o | $(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CXXFLAGS) |
| Pascal編譯：.p變?yōu)?strong>.o | $(PC) -c $(PFLAGS) |
| Fortran編譯：.r變?yōu)?strong>-o | $(FC) -c $(FFLAGS) |
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2．模式規(guī)則
模式規(guī)則是用來(lái)定義相同處理規(guī)則的多個(gè)文件的。它不同于隱式規(guī)則，隱式規(guī)則僅僅能夠用make默認(rèn)的變量來(lái)進(jìn)行操作，而模式規(guī)則還能引入用戶(hù)自定義變量，為多個(gè)文件建立相同的規(guī)則，從而簡(jiǎn)化Makefile的編寫(xiě)。
模式規(guī)則的格式類(lèi)似于普通規(guī)則，這個(gè)規(guī)則中的相關(guān)文件前必須用“%”標(biāo)明。使用模式規(guī)則修改后的Makefile的編寫(xiě)如下：
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OBJS = kang.o yul.o
CC = Gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
sunq : $(OBJS)
????? $(CC)?$^?-o?$@
%.o : %.c
??????$(CC) $(CFLAGS) -c?$<?-o?$@
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的makefile文件简要介绍的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。
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