一、什么是Makefile
在windows平台下,有很多的IDE供我们使用,我们不会去考虑怎么把一个很大的工程编译链接为一个可执行程序,因为这些事IDE都为我们做了,而在Linux平台下,我们并没有这么高端的IDE供我们使用,所以为了在Linux平台下能很好的编译链接大型的项目,我们必须要学会使用Makefile,是否能很好的使用Makefile也从侧面体现了一个Linux程序员是否是合格的能开发大型项目的程序员。
Makefile关系到了整个工程的编译规则。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,因为makefile就像一个Shell脚本一样,其中也可以执行操作系统的命令。
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。
二、Makefile的核心
Makefile最重要的两个点就是依赖关系和与依赖关系对应的依赖方法。
1、什么是赖以关系?
前面在gcc/g++的介绍里面说了,从.c源文件到生成可执行文件需要预处理、编译、汇编、链接四个步骤,每个步骤生成的文件分别是文件预处理后的.i文件、汇编代码.s文件、目标.o文件、可执行文件。
所以这儿有这样的依赖关系:
预处理的.i文件 依赖于 源文件.c文件
汇编代码.s文件 依赖于 预处理后的.i文件
目标文件.o文件 依赖于 汇编代.s文件
可执行文件 依赖于 目标文件.o文件
2、与依赖对应的依赖方法
这个其实很好理解,就是依赖关系中的被依赖文件怎么生成
目标文件的。
比如:
.c文件生成.i文件的过程:gcc -o file.i -E file.c
三、一个Makefile文件示例
1、源文件
头文件:proc.h
1#pragma once2 #include <stdio.h>3 4 void proc();
实现文件:proc.c
1 #include "proc.h"2 #include <string.h>3 4 void proc()5 {6 char buf_char[101] = { 0 };7 int i = 0;8 char* action = "/_|\\";9 for(; i < 101; ++i)10 {11 buf_char[i] = '=';12 if(i < 33)13 {14 printf("\033[35m[%-101s]\033[0m %d%% %c\r", buf_char, i, action[i%4]);15 }16 else if(i < 66)17 {18 printf("\033[34m[%-101s]\033[0m %d%% %c\r", buf_char, i, action[i%4]);19 }20 else21 {22 printf("\033[32m[%-101s]\033[0m %d%% %c\r", buf_char, i, action[i%4]);23 }24 fflush(stdout);25 sleep(1);26 }27 printf("\n");28 }
测试文件:test.c
1 #include "proc.h"2 3 int main()4 {5 proc();6 return 0;7 }
2、Makefile文件
1 test:test.o proc.o2 gcc -o test test.o proc.o3 test.o:test.s4 gcc -o test.o -c test.s5 test.s:test.i6 gcc -o test.s -S test.i7 test.i:test.c8 gcc -o test.i -E test.c9 10 proc.o:proc.s11 gcc -o proc.o -c proc.s12 proc.s:proc.i13 gcc -o proc.s -S proc.i14 proc.i:proc.c15 gcc -o proc.i -E proc.c16 17 .PHONY:clean18 clean:19 rm -f test test.o test.s test.i proc.o proc.s proc.i
其中16-19行后面会讲解。
这个是自己写的一个模拟进度条的小程序,这里需要注意的几个点是:
1)回车和换行的区别:回车是回到行首不换行,换行是换到下一行;
2)标准输出默认的刷新方式是行缓冲,也就是当遇到换行时,才把缓冲区里的内容打印到标准输出上。
3)关于printf函数在终端打印输出带颜色的字体,可以参考:http://blog.csdn.net/lwbeyond/article/details/40588145
下面来看一看makefile的效果:
make命令执行前,只有我们编写好的源文件和makefile文件,我们执行make命令后,该命令会在找名为makefile(Makefile)的文件,然后根据依赖关系依次执行方法(具体的实现机制后面讲)。
可以看到在我们执行make命令后,先执行了依赖关系对应的依赖的方法,然后生成了对应的文件。test文件就是我们要的目标文件。
程序的效果如下图:
看到这儿也许大家会讲,makefile文件的编写也太复杂了吧,得把每一个依赖关系和依赖放法斗这么写出来,工作量有人小,其实不然,上面的例子是为了先展示一下makefile的用法,makefile其实是可以这样写的:
1 test:test.c proc.c2 gcc -o test test.c proc.c3 4 .PHONY:clean5 clean:6 rm -f test
依赖关系只有最终我们想要的目标文件和它间接依赖的文件(源文件)。
先执行伪目标clean清空工程(关于伪目标后面会提到),然后修改Makefile内容为上述内容。
在执行make命令,结果为:
上述倒数第四行说明这儿只执行了一句依赖方法:gcc -o test test.c proc.c,而且只生成了一个目标文件test。执行可执行程序,结果与前面一致。
四、书写规则
1、依赖关系必须是从行首开始;
2、依赖方法必须是以Tab键开头。
五、Makefile的工作方式
我们要写一个Makefile来告诉make命令如何编译和链接这几个文件。
1、编译规则:
1)如果这个工程没有编译过,那么我们的所有C文件都要编译并被链接。
2)如果这个工程的某几个C文件被修改,那么我们只编译被修改的C文件,并链接目标程序。
3)如果这个工程的头文件被改变了,那么我们需要编译引用了这几个头文件的C文件,并链接目标程序。
2、执行机制:
1)make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件,没找到即报错;
2)如果找到,就从Makefile的顶部到底部依次读取依赖关系、和依赖方法;
3)要是当前的依赖关系中的两个文件都存在,则执行它们的依赖方法,否则就继续向下读取,直到找到依赖关系中两个文件都存在的地方;
4)要是一直找不到依赖关系中两个文件都已存在的地方,就报错,否则找到了并执行对应依赖方法之后,检查是否它前面的依赖关系需要的文件都已存在,是,则一层层开始向上返回,就像递归一样,否,继续向下找。
其实可以总结为Makefile是自动推导的,不需要我们去指定它怎么工作,它会自动的根据依赖关系和依赖方法去完成工作,我们只需要敲出命令make即可。
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。
六、清理编译的工程文件
上面例子中的16-19行:
17 .PHONY:clean18 clean:19 rm -f test test.o test.s test.i proc.o proc.s proc.i
貌似并不认识这是什么,长得奇奇怪怪的,它其实是一个我们的辅助工具,帮我们清理编译工程文件生成的文件,方便我们对工程的重新编译。
每个Makefile中都应该写一个清空目标文件(.o和执行文件)的规则,这不仅便于重编译,也很利于保持文件的清洁。
.PHONY意思表示clean是一个“伪目标”,有什么作用呢,作用就是这个目标是一个“伪君子“,喜欢装正经,需要我们解开它的伪装,它才能很好的工作。
因为它是伪目标,所以make在执行是对它视而不见,执行到它时就停止退出。所以我们才能生成工程的编译文件,而不是刚生就被我们的伪目标清理了。
当然,clean的规则不要放在文件的开头,不然,这就会变成make的默认目标,相信谁也不愿意这样。不成文的规矩是——“clean从来都是放在文件的最后”。
通过上述分析,我们知道,像clean这种,没有被第一个目标文件直接或间接关联,那么它后面所定义的命令将不会被自动执行,不过,我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”,以此来清除所有的目标文件,以便重编译。