【转】跟我一块儿写 Makefile

概述
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什么是makefile？或许不少Winodws的程序员都不知道这个东西，由于那些Windows的IDE都为你作了这个工做，但我以为要做一个好的和professional的程序员，makefile仍是要懂。这就好像如今有这么多的HTML的编辑器，但若是你想成为一个专业人士，你仍是要了解HTML的标识的含义。特别在Unix下的软件编译，你就不能不本身写makefile了，会不会写makefile，从一个侧面说明了一我的是否具有完成大型工程的能力。

由于，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，哪些文件须要先编译，哪些文件须要后编译，哪些文件须要从新编译，甚至于进行更复杂的功能操做，由于makefile就像一个Shell脚本同样，其中也能够执行操做系统的命令。

1）makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只须要一个make命令，整个工程彻底自动编译，极大的提升了软件开发的效率。

2）make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，通常来讲，大多数的IDE都有这个命令，好比：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。

如今讲述如何写makefile的文章比较少，这是我想写这篇文章的缘由。固然，不一样产商的make各不相同，也有不一样的语法，但其本质都是在“文件依赖性”上作文章，这里，我仅对GNU的make进行讲述，个人环境是RedHat Linux 8.0，make的版本是3.80。必竟，这个make是应用最为普遍的，也是用得最多的。并且其仍是最遵循于IEEE 1003.2-1992 标准的（POSIX.2）。

在这篇文档中，将以C/C++的源码做为咱们基础，因此必然涉及一些关于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。

 

关于程序的编译和连接
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在此，我想多说关于程序编译的一些规范和方法，通常来讲，不管是C、C++、仍是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，这个动做叫作编译（compile）。而后再把大量的Object File合成执行文件，这个动做叫做连接（link）。

预处理（替换宏替换）->编译（编译成汇编语言代码）->汇编阶段(汇编成二进制obj目标文件)->连接阶段（生成可执行文件）

编译时，编译器须要的是语法的正确，函数与变量的声明的正确。对于后者，一般是你须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），只要全部的语法正确，编译器就能够编译出中间目标文件。通常来讲，每一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）。

连接时，主要是连接函数和全局变量，因此，咱们可使用这些中间目标文件（O文件或是OBJ文件）来连接咱们的应用程序。连接器并无论函数所在的源文件，只管函数的中间目标文件（Object File），在大多数时候，因为源文件太多，编译生成的中间目标文件太多，而在连接时须要明显地指出中间目标文件名，这对于编译很不方便，因此，咱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。若是函数未被声明，编译器会给出一个警告，但能够生成Object File。而在连接程序时，连接器会在全部的Object File中找寻函数的实现，若是找不到，那到就会报连接错误码（Linker Error），在VC下，这种错误通常是：Link 2001错误，意思说是说，连接器未能找到函数的实现。你须要指定函数的Object File.

好，言归正传，GNU的make有许多的内容，闲言少叙，仍是让咱们开始吧。

 

Makefile 介绍
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make命令执行时，须要一个 Makefile 文件，以告诉make命令须要怎么样的去编译和连接程序。

首先，咱们用一个示例来讲明Makefile的书写规则。以便给你们一个感兴认识。这个示例来源于GNU的make使用手册，在这个示例中，咱们的工程有8个C文件，和3个头文件，咱们要写一个Makefile来告诉make命令如何编译和连接这几个文件。咱们的规则是：
1）若是这个工程没有编译过，那么咱们的全部C文件都要编译并被连接。
2）若是这个工程的某几个C文件被修改，那么咱们只编译被修改的C文件，并连接目标程序。
3）若是这个工程的头文件被改变了，那么咱们须要编译引用了这几个头文件的C文件，并连接目标程序。

只要咱们的Makefile写得够好，全部的这一切，咱们只用一个make命令就能够完成，make命令会自动智能地根据当前的文件修改的状况来肯定哪些文件须要重编译，从而本身编译所须要的文件和连接目标程序。

1、Makefile的规则

在讲述这个Makefile以前，仍是让咱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，能够是Object File，也能够是执行文件。还能够是一个标签（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所须要的文件或是目标。

command也就是make须要执行的命令。（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中若是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，好像个人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，我会之后面一点一点地结合个人工做经验给你慢慢到来。内容还多着呢。：）

2、一个示例

正如前面所说的，若是一个工程有3个*.h头文件，和8个*.c文件，咱们为了完成前面所述的那三个规则，咱们的Makefile应该是下面的这个样子的。

#sample Makefile
edit : main.o insert.o search.o
	cc -o edit main.o insert.o search.o
main.o : main.c main.h
	cc -c main.c
insert.o : insert.c insert.h
	cc -c insert.c
search.o : search.c search.h
	cc -c search.c
clean :
	rm edit main.o insert.o search.o
	

　　

反斜杠（/）是换行符的意思。这样比较便于Makefile的易读。咱们能够把这个内容保存在文件为“Makefile”或“makefile”的文件中，而后在该目录下直接输入命令“make”就能够生成执行文件edit。若是要删除执行文件和全部的中间目标文件，那么，只要简单地执行一下“make clean”就能够了。

在这个makefile中，目标文件（target）包含：执行文件edit；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做系统命令，

一个规则能够有多个命令行，每一条命令占一行。注意：每个命令行必须以[Tab]字符开始，[Tab]字符告诉 make 此行是一个命令行。make 按照命令完成相应的动做。

这也是书写 Makefile 中容易产生，并且比较隐蔽的错误；记住，make并无论命令是怎么工做的，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，若是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，它只不过是一个动做名字，有点像C语言中的lable同样，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。这样的方法很是有用，咱们能够在一个makefile中定义不用的编译或是和编译无关的命令，好比程序的打包，程序的备份，等等。