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笔记本: 工作笔记
创建时间: 2019/1/28 16:18
标签: makefile, 编译
URL: https://blog.csdn.net/weixin_38391755/article/details/80380786
Makefile教程(绝对经典,所有问题看这一篇足够了) - weixin_38391755的博客 - CSDN博客
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Makefile教程(绝对经典,所有问题看这一篇足够了)
2018年05月20日 11:15:01 GUYUEZHICHENG 阅读数:26689
该篇文章为转载,是对原作者系列文章的总汇加上标注。
支持原创,请移步陈浩大神博客:
http://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886
makefile很重要
什么是makefile?或许很多Winodws的程序员都不知道这个东西,因为那些Windows的IDE都为你做了这个工作,但我觉得要作一个
好的和professional的程序员,makefile还是要懂。这就好像现在有这么多的HTML的编辑器,但如果你想成为一个专业人士,你还是要了
解HTML的标识的含义。特别在Unix下的软件编译,你就不能不自己写makefile了,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。因为,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。
现在讲述如何写makefile的文章比较少,这是我想写这篇文章的原因。当然,不同产商的make各不相同,也有不同的语法,但其本质
都是在“文件依赖性”上做文章,这里,我仅对GNU的make进行讲述,我的环境是RedHat Linux 8.0,make的版本是3.80。必竟,这个
make是应用最为广泛的,也是用得最多的。而且其还是最遵循于IEEE 1003.2-1992 标准的(POSIX.2)。
在这篇文档中,将以C/C++的源码作为我们基础,所以必然涉及一些关于C/C++的编译的知识,相关于这方面的内容,还请各位查看相
关的编译器的文档。这里所默认的编译器是UNIX下的GCC和CC。
0.1 关于程序的编译和链接
在此,我想多说关于程序编译的一些规范和方法,一般来说,无论是C、C++、还是pas,首先要把源文件编译成中间代码文件,在
Windows下也就是 .obj 文件,UNIX下是 .o 文件,即 Object File,这个动作叫做编译(compile)。然后再把大量的Object File合成执
行文件,这个动作叫作链接(link)。
编译时,编译器需要的是语法的正确,函数与变量的声明的正确。对于后者,通常是你需要告诉编译器头文件的所在位置(头文件中应
该只是声明,而定义应该放在C/C++文件中),只要所有的语法正确,编译器就可以编译出中间目标文件。一般来说,每个源文件都应该
对应于一个中间目标文件(O文件或是OBJ文件)。
链接时,主要是链接函数和全局变量,所以,我们可以使用这些中间目标文件(O文件或是OBJ文件)来链接我们的应用程序。链接器
并不管函数所在的源文件,只管函数的中间目标文件(Object File),在大多数时候,由于源文件太多,编译生成的中间目标文件太多,
而在链接时需要明显地指出中间目标文件名,这对于编译很不方便,所以,我们要给中间目标文件打个包,在Windows下这种包叫“库文
件”(Library File),也就是 .lib 文件,在UNIX下,是Archive File,也就是 .a 文件。
总结一下,源文件首先会生成中间目标文件,再由中间目标文件生成执行文件。在编译时,编译器只检测程序语法,和函数、变量是否
被声明。如果函数未被声明,编译器会给出一个警告,但可以生成Object File。而在链接程序时,链接器会在所有的Object File中找寻函
数的实现,如果找不到,那到就会报链接错误码(Linker Error),在VC下,这种错误一般是:Link 2001错误,意思说是说,链接器未能
找到函数的实现。你需要指定函数的ObjectFile.
好,言归正传,GNU的make有许多的内容,闲言少叙,还是让我们开始吧。
1 Makefile 介绍
make命令执行时,需要一个 Makefile 文件,以告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序。
首先,我们用一个示例来说明Makefile的书写规则。以便给大家一个感兴认识。这个示例来源于GNU的make使用手册,在这个示例
中,我们的工程有8个C文件,和3个头文件,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。我们的规则是:
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。
只要我们的Makefile写得够好,所有的这一切,我们只用一个make命令就可以完成,make命令会自动智能地根据当前的文件修改的情
况来确定哪些文件需要重编译,从而自己编译所需要的文件和链接目标程序。
1.1 Makefile的规则
在讲述这个Makefile之前,还是让我们先来粗略地看一看Makefile的规则。
target... : prerequisites ...
command
...
...
-------------------------------------------------------------------------------
target也就是一个目标文件,可以是Object File,也可以是执行文件。还可以是一个标签(Label),对于标签这种特性,在后续
的“伪目标”章节中会有叙述。
prerequisites就是,要生成那个target所需要的文件或是目标。
command也就是make需要执行的命令。(任意的Shell命令)
这是一个文件的依赖关系,也就是说,target这一个或多个的目标文件依赖于prerequisites中的文件,其生成规则定义在command
中。说白一点就是说,prerequisites中如果有一个以上的文件比target文件要新的话,command所定义的命令就会被执行。这就是
Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。
说到底,Makefile的东西就是这样一点,好像我的这篇文档也该结束了。呵呵。还不尽然,这是Makefile的主线和核心,但要写好一
个Makefile还不够,我会以后面一点一点地结合我的工作经验给你慢慢到来。内容还多着呢。:)
【注】:在看别人写的Makefile文件时,你可能会碰到以下三个变量:$@,$^,$<代表的意义分别是:
他们三个是十分重要的三个变量,所代表的含义分别是:
$@--目标文件,$^--所有的依赖文件,$<--第一个依赖文件。
1.2 一个示例
正如前面所说的,如果一个工程有3个头文件,和8个C文件,我们为了完成前面所述的那三个规则,我们的Makefile应该是下面的这个样子
的。
edit : main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
main.o : main.c defs.h
cc -c main.c
kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c
command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c
display.o : display.c defs.h buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o \
insert.o search.o files.o utils.o
反斜杠(\)是换行符的意思。这样比较便于Makefile的易读。我们可以把这个内容保存在文件为“Makefile”或“makefile”的文件
中,然后在该目录下直接输入命令“make”就可以生成执行文件edit。如果要删除执行文件和所有的中间目标文件,那么,只要简单地执
行一下“make clean”就可以了。
在这个makefile中,目标文件(target)包含:执行文件edit和中间目标文件(*.o),依赖文件(prerequisites)就是冒号后面的那
些 .c 文件和 .h文件。每一个 .o 文件都有一组依赖文件,而这些 .o 文件又是执行文件 edit 的依赖文件。依赖关系的实质上就是说明了目标
文件是由哪些文件生成的,换言之,目标文件是哪些文件更新的。
在定义好依赖关系后,后续的那一行定义了如何生成目标文件的操作系统命令,一定要以一个Tab键作
为开头。记住,make并不管命令是怎么工作的,他只管执行所定义的命令。make会比较targets文件和
prerequisites文件的修改日期,如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新,或者target
不存在的话,那么,make就会执行后续定义的命令。
这里要说明一点的是,clean不是一个文件,它只不过是一个动作名字,有点像C语言中的lable一样,其冒号后什么也没有,那么,
make就不会自动去找文件的依赖性,也就不会自动执行其后所定义的命令。要执行其后的命令,就要在make命令后明显得指出这个lable
的名字。这样的方法非常有用,我们可以在一个makefile中定义不用的编译或是和编译无关的命令,比如程序的打包,程序的备份,等等。
1.3 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“edit”这
个文件,并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果edit文件不存在,或是edit所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比edit这个文件新,那
么,他就会执行后面所定义的命令来生成edit这个文件。
4. 如果edit所依赖的.o文件也存在,那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性,如果找到
则再根据那一个规则生成.o文件。(这有点像一个堆栈的过程)
5. 当然,你的C文件和H文件是存在的啦,于是make会生成 .o 文件,然后再用 .o 文件声明make的
终极任务,也就是执行文件edit了。
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。
于是在我们编程中,如果这个工程已被编译过了,当我们修改了其中一个源文件,比如file.c,那么
根据我们的依赖性,我们的目标file.o会被重编译(也就是在这个依性关系后面所定义的命令),于是
file.o的文件也是最新的啦,于是file.o的文件修改时间要比edit要新,所以edit也会被重新链接了(详见
edit目标文件后定义的命令)。
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。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。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。
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