Makefile文件编写快速掌握

本文有参考https://blog.csdn.net/wh_computers/article/details/97623394此篇博客。

        本问旨在从零学习Makefile编写。

        引入Makefile文件是因为工程项目中有很多文件，并且它们相互依赖，一个一个编译会花很多时间，并且一旦某一文件发生修改后就需要重新编译，那么所有相关的文件都需要重新编译。Makefile文件是去判断哪个文件被修改了，然后会重新生成修改后的文件，而且只需要一个make命令，极大简化了编译过程。

一、make及其用法

        Makefile文件是一类工程管理工具的工程描述符文件的默认名称，名称不一定是Makefile，也可以是makefile或GNUmakefile。

        make命令会在执行路径中搜索Makefile文件，如果同时存在以上三个文件，执行顺序是GNUmakefile > makefile > Makefile，如果选择执行一个，其他的就不会再执行了。

        如果想执行某个文件，只需要make -f 文件名就可以指定执行文件，-f也可以用–file=FILE或–makefile=FILE。

        make命令详细参数通过make -h 或者 make --helo来获取。

二、Makefile文件编写规则

        首先给出测试代码，测试代码有两个C文件构成，a.p和b.c，其中a.c包含主函数且调用b.c的函数，b.c为加法函数add(int a,int b)。

        a.c

#include <stdio.h>
#include "b.c"

int main()
{
    
    int a=1;
    int b=2;
    printf("%d\n",add(a,b));
    return 0;
}

        b.c

#include <stdio.h>

int add(int a,int b)
{
    
	return a+b;
}
  

        Makefile的核心——规则：

目标 : 依赖1 依赖2 ...
[TAB]命令

        Makefile基础版本：

all:  test	#最后的可执行程序test，无论书写顺序是怎样，最后是生成test
test: a.o 	#test是结果，a.o是来源
			#命令必须开头是tab键 -o后面生成目标
	gcc -o test a.o 
a.o: a.c 	#a.o是结果，a.c是来源
			#-c表示只编译不链接，生成.o文件
	gcc -c -o a.o a.c

        在命令行中输入 make 指令：

[email protected]_Learn:~/makefile$ make
gcc -o test  a.o
[email protected]_Learn:~/makefile$ ls
a.c  a.o  b.c  Makefile  test
[email protected]_Learn:~/makefile$ ./test
3

        Makefile进阶版本

        问题引入，如果某个文件被多次引用，但是现在需要修改文件名，那么一个一个修改就会很麻烦，所以Makefile文件中允许定义变量，然后后面只需要修改变量的值就可以了，原理就是Makefile文件会展开变量，类似于宏定义。

        变量定义类型规则：变量名 = 命令，使用变量是通过$(变量名）

Bin = test	# 定义变量名Bin
all: $(Bin) # 生成可执行文件test
test: a.o
        gcc -o $(Bin) a.o
a.o: a.c
        gcc -c a.c -o a.o
clean:	    # clean需要使用命令make clean才会执行
        rm -f *.o $(Bin)	# 删除生成的.o文件和可执行文件

        如果要修改文件名，只需要修改test就行了。

        一般如果再次make会提示make无需做任何事，但是需要重新生成的话需要把原来的.o可执行文件删除，所以定义一个clean，俗称假目标。

        Makefile终极版

        如果有很多个.o文件需要引用，每次写就会感到很烦，Makefile提出了自动便令的概念，需注意的是自动变量只能用在命令里面。

        下面给出常用的六个自动变量：

变量名	作用
[email protected]	目标的文件名
$<	第一个条件的文件名
$?	时间戳在目标之后的所有条件，并以空格隔开这些条件
$^	所有条件的文件名，并以空格隔开，且排除了重复的条件
$+	与$^类似，只是没有排除重复的条件
$*	目标的主文件名，不包含扩展名

Bin = test
all: $(Bin)
test: a.o
        gcc -o $(Bin) $<  #$<表示第一个条件名，也就是a.o
a.o: a.c
        gcc -c $< -o [email protected]   #$<表示a.c [email protected]表示目标文件名a.o
clean:
        rm -f *.o $(Bin)

---

Makefile的语法扩展

        有三个文件，分别为：a.c 、b.c、 c.c

         a.c

#include <stdio.h>

int main()
{
    
        func_b();
        func_c();
        return 0;
}

         b.c

#include <stdio.h>

void func_b()
{
    
        printf("This is B\n");
}

         c.c

#include <stdio.h>

void func_c()
{
    
        printf("This is C\n");
}

通配符%

         利用Makefile的通配符: %.o进行编写

test: a.o b.o c.o
        gcc -o test $^
%.o: %.c
        gcc -c -o [email protected] $<
clean:
        rm *.o test               

         效果如下：

clean操作+假想目标.PHONY

         根据以上的操作，我们可以知道Makefile里面定义了clean，并且通过make clean进行删除操作，但是如果我们在文件中已经有了clean这个文件然后再次进行make clean操作会怎么样呢？其实会出现“最新”的告警信息。

         因为Makefile的规则是：

当"目标文件"不存在, 
或
某个依赖文件比目标文件"新",
则: 执行"命令"

         为了避免出现make clean无法删除指定文件，我们可以引入Makefile的假想目标.PHONY进行操作

         Makefile:

test: a.o b.o c.o
        gcc -o test $^
%.o: %.c
        gcc -c -o [email protected] $<
clean:
        rm *.o test
.PHONY: clean

效果如下：

即使变量、延迟变量、export

A := XXX	即时变量，A的值即刻确定，在定义时即确定
B = XXX	延时变量，B的值在使用到时才确定
C ?= XXX	延时变量，如果是第一次定义，这语句才起效，但如果在前面语句中该变量已被定义则忽略这句
D += XXX	附加，它是即时变量还是延时变量取决于前面的定义

         先看一个小例子:
Makefile:

A := abc
B = 123

all:
        echo $(A)
        echo $(B)

效果：

        如果不希望打印出echo的话可以在echo语句前面加@

A := abc
B = 123

all:
        @echo $(A)
        @echo $(B)

修改：
Makeifle：

A := $(C)
B = $(C)
C = abc
all:
        @echo $(A)
        @echo $(B)

可以看出效果如下：

A为空，B成功打印出C的值，可以看出即使变量:=与延迟变量=的区别

修改二：

A := $(C)
B = $(C)
# C = abc
all:
        @echo $(A)
        @echo $(B)
C = 123

效果：

        从结果看出，变量C放在前面还是后面对变量B是没有影响的，当执行make的时候，程序会整个读进去的，所以变量C放在前后都一样。

修改二pro：

A := $(C)
B = $(C)
C = abc
all:
        @echo $(A)
        @echo $(B)
C = 123

其实结果还是和上面的一样，C的前一个值abc被后面的123覆盖了，所以B的值还是123，

修改三：

A := $(C)
B = $(C)
C = abc
all:
        @echo $(A)
        @echo $(B)
C += 123

效果如下：

+= 为附加，它是即时变量还是延时变量取决于前面的定义

修改四：

D = leo
D ?= LEOmax
all:

        @echo $(D)

效果：

打印出的值为第一次定义的值，所以说?=如果是第一次定义，这语句才起效，但如果在前面语句中该变量已被定义则忽略这句.

修改四pro:通过命令行存入变量D：

D ?= LEOmax
all:

        @echo $(D)

通过命令行make D=123456赋值D为123456覆盖了在Makefile里面leo。

Makefile函数

$(foreach var, list, text)

        对于list的每一个(var)变量执行test的操作

实例如下：

A = a b c
B = $(foreach f, $(A), $(f).o)

all:
        @echo B = $(B)

make后：

$(filter pattern…, text)与 $(filter-out pattern…, text)

        $(filter pattern…, text)：在text中取出符合 pattern格式的值
         $(filter-out pattern…, text)：在text中取出不符合pattern格式的值

实例：

A = a b c
B = $(foreach f, $(A), $(f).o)

C = a b c d/

D = $(filter %/,$(C))
E = $(filter-out %/,$(C))

all:
        @echo B = $(B)
        @echo D = $(D)
        @echo E = $(E)

make结果如下 ：

$(wildcard pattern)

        pattern定义了文件名的格式
        wildcard取出其中存在的文件
        wildcard函数会会寻找pattern格式的文件并赋给某个值，最后利用echo打印出符合条件格式的文件。

如图目录下存在a.c b.c c.c 的文件

Makefile代码示例：

A = a b c
B = $(foreach f, $(A), $(f).o)

C = a b c d/

D = $(filter %/,$(C))
E = $(filter-out %/,$(C))

files = $(wildcard *.c)

all:
        @echo B = $(B)
        @echo D = $(D)
        @echo E = $(E)
        @echo files = $(files)

结果如下：

扩展：判断哪些文件真实存在：

根据代码中写出的几个格式的文件，判断目录有存在哪些符合的文件。
代码如下：

A = a b c
B = $(foreach f, $(A), $(f).o)

C = a b c d/

D = $(filter %/,$(C))
E = $(filter-out %/,$(C))

files = $(wildcard *.c)

files2 = a.c b.c c.c d.c e.c
files3 = $(wildcard $(files2))

all:
        @echo B = $(B)
        @echo D = $(D)
        @echo E = $(E)
        @echo files = $(files)
        @echo files2 = $(files3)

结果如下：

$(patsubst pattern,replacement, $(var))

        从列表中取出每一个值，如果符合pattern则替换为replacement

代码实例如下：将.c文件替换成.d文件

A = a b c
B = $(foreach f, $(A), $(f).o)

C = a b c d/

D = $(filter %/,$(C))
E = $(filter-out %/,$(C))

files = $(wildcard *.c)

files2 = a.c b.c c.c d.c e.c
files3 = $(wildcard $(files2))

dep_files = $(patsubst %.c, %.d, $(files2))

all:
        @echo B = $(B)
        @echo D = $(D)
        @echo E = $(E)
        @echo files = $(files)
        @echo files2 = $(files3)
        @echo dep_file2 = $(dep_files)

结果如下：

注意：如果不符合格式的值则不进行替换