Makefile学习笔记zl.docx

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一、编译链接基本概念

1.1、编译

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ObjectFile，这个动作叫做编译（compile）。

1.2、链接

然后再把大量的ObjectFile合成执行文件，这个动作叫作链接（link）。

1.3、库文件

我们要给中间目标文件打个包，在Windows下这种包叫“库文件”（LibraryFile），也就是.lib文件，在UNIX下，是ArchiveFile，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ObjectFile。

而在链接程序时，链接器会在所有的ObjectFile中找寻函数的实现，如果找不到，那到就会报链接错误码（LinkerError），在VC下，这种错误一般是：

Link2001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.

二、make的介绍

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。

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。

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。

2.1makefile的规则

target...:

prerequisites...

command

目标……：

依赖文件……

命令

target也就是一个目标文件，可以是ObjectFile，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）

2.2一个示例

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.okbd.ocommand.odisplay.o\

insert.osearch.ofiles.outils.o

cc-oeditmain.okbd.ocommand.odisplay.o\

insert.osearch.ofiles.outils.o

main.o:

main.cdefs.h

cc-cmain.c

kbd.o:

kbd.cdefs.hcommand.h

cc-ckbd.c

command.o:

command.cdefs.hcommand.h

cc-ccommand.c

display.o:

display.cdefs.hbuffer.h

cc-cdisplay.c

insert.o:

insert.cdefs.hbuffer.h

cc-cinsert.c

search.o:

search.cdefs.hbuffer.h

cc-csearch.c

files.o:

files.cdefs.hbuffer.hcommand.h

cc-cfiles.c

utils.o:

utils.cdefs.h

cc-cutils.c

clean:

rmeditmain.okbd.ocommand.odisplay.o\

insert.osearch.ofiles.outils.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“makeclean”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。

2.3Makefile变量

比如，我们声明一个变量，叫objects,OBJECTS,objs,OBJS,obj,或是OBJ，反正不管什么啦，只要能够表示obj文件就行了。

我们在makefile一开始就这样定义：

objects=main.okbd.ocommand.odisplay.o\

insert.osearch.ofiles.outils.o

于是，我们就可以很方便地在我们的makefile中以“$（objects）”的方式来使用这个变量了。

2.4让make自动推导

GNU的make很强大，它可以自动推导文件以及文件依赖关系后面的命令，于是我们就没必要去在每一个[.o]文件后都写上类似的命令，因为，我们的make会自动识别，并自己推导命令。

只要make看到一个[.o]文件，它就会自动的把[.c]文件加在依赖关系中，如果make找到一个whatever.o，那么whatever.c，就会是whatever.o的依赖文件。

并且cc-cwhatever.c也会被推导出来，于是，我们的makefile再也不用写得这么复杂。

我们的是新的makefile又出炉了。

实际上也就是可以把相应一模一样的.c文件给省略不写。

command.o:

defs.hcommand.h

这种方法，也就是make的“隐晦规则”。

上面文件内容中，“.PHONY”表示，clean是个伪目标文件。

2.5清空目标文件的规则

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。

这是一个“修养”（呵呵，还记得我的《编程修养》吗）。

一般的风格都是：

clean:

rmedit$（objects）

更为稳健的做法是：

.PHONY:

clean

clean:

-rmedit$（objects）

前面说过，.PHONY意思表示clean是一个“伪目标”，。

而在rm命令前面加了一个小减号的意思就是，也许某些文件出现问题，但不要管，继续做后面的事。

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”。

三、Makefile总述

3.1、Makefile里有什么？

Makefile里主要包含了五个东西：

显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释。

1、显式规则。

显式规则说明了，如何生成一个或多的的目标文件。

这是由Makefile的书写者明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。

2、隐晦规则。

由于我们的make有自动推导的功能，所以隐晦的规则可以让我们比较粗糙地简略地书写Makefile，这是由make所支持的。

3、变量的定义。

在Makefile中我们要定义一系列的变量，变量一般都是字符串，这个有点你C语言中的宏，当Makefile被执行时，其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上。

4、文件指示。

其包括了三个部分，一个是在一个Makefile中引用另一个Makefile，就像C语言中的include一样；另一个是指根据某些情况指定Makefile中的有效部分，就像C语言中的预编译#if一样；还有就是定义一个多行的命令。

有关这一部分的内容，我会在后续的部分中讲述。

5、注释。

Makefile中只有行注释，和UNIX的Shell脚本一样，其注释是用“#”字符，这个就像C/C++中的“//”一样。

如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：

“\#”。

最后，还值得一提的是，在Makefile中的命令，必须要以[Tab]键开始。

3.2、Makefile的文件名

默认的情况下，make命令会在当前目录下按顺序找寻文件名为“GNUmakefile”、“makefile”、“Makefile”的文件，找到了解释这个文件。

在这三个文件名中，最好使用“Makefile”这个文件名，因为，这个文件名第一个字符为大写，这样有一种显目的感觉。

最好不要用“GNUmakefile”，这个文件是GNU的make识别的。

有另外一些make只对全小写的“makefile”文件名敏感，但是基本上来说，大多数的make都支持“makefile”和“Makefile”这两种默认文件名。

当然，你可以使用别的文件名来书写Makefile，比如：

“Make.Linux”，“Make.Solaris”，“Make.AIX”等，如果要指定特定的Makefile，你可以使用make的“-f”和“--file”参数，如：

make-fMake.Linux或make--fileMake.AIX。

3.3、引用其它的Makefile

在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来，这很像C语言的#include，被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。

include的语法是：

include

filename可以是当前操作系统Shell的文件模式（可以保含路径和通配符）在include前面可以有一些空字符，但是绝不能是[Tab]键开始。

include和可以用一个或多个空格隔开。

举个例子，你有这样几个Makefile：

a.mk、b.mk、c.mk，还有一个文件叫foo.make，以及一个变量$（bar），其包含了e.mk和f.mk，那么，下面的语句：

includefoo.make*.mk$（bar）

等价于：

includefoo.makea.mkb.mkc.mke.mkf.mk

make命令开始时，会把找寻include所指出的其它Makefile，并把其内容安置在当前的位。

就好像C/C++的#include指令一样。

如果文件都没有指定绝对路径或是相对路径的话，make会在当前目录下首先寻找，如果当前目录下没有找到，那么，make还会在下面的几个目录下找：

1、如果make执行时，有“-I”或“--include-dir”参数，那么make就会在这个参数

所指定的目录下去寻找。

2、如果目录/include（一般是：

/usr/local/bin或/usr/include）存在的话，make也会去找。

如果有文件没有找到的话，make会生成一条警告信息，但不会马上出现致命错误。

它会继续载入其它的文件，一旦完成makefile的读取，make会再重试这些没有找到，或是不能读取的文件，如果还是不行，make才会出现一条致命信息。

如果你想让make不理那些无法读取的文件，而继续执行，你可以在include前加一个减号“-”。

如：

-include

其表示，无论include过程中出现什么错误，都不要报错继续执行。

和其它版本make兼容的相关命令是sinclude，其作用和这一个是一样的。

3.4、make的工作方式

GNU的make工作时的执行步骤入下：

（想来其它的make也是类似）

1、读入所有的Makefile。

2、读入被include的其它Makefile。

3、初始化文件中的变量。

4、推导隐晦规则，并分析所有规则。

5、为所有的目标文件创建依赖关系链。

6、根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。

7、执行生成命令。

1-5步为第一个阶段，6-7为第二个阶段。

第一个阶段中，如果定义的变量被使用了，那么，make会把其展开在使用的位置。

但make并不会完全马上展开，make使用的是拖延战术，如果变量出现在依赖关系的规则中，那么仅当这条依赖被决定要使用了，变量才会在其内部展开。

当然，这个工作方式你不一定要清楚，但是知道这个方式你也会对make更为熟悉。

有了这个基础，后续部分也就容易看懂了。

四、书写规则

规则包含两个部分，一个是依赖关系，一个是生成目标的方法。

在Makefile中，规则的顺序是很重要的，因为，Makefile中只应该有一个最终目标，其它的目标都是被这个目标所连带出来的，所以一定要让make知道你的最终目标是什么。

一般来说，定义在Makefile中的目标可能会有很多，但是第一条规则中的目标将被确立为最终的目标。

如果第一条规则中的目标有很多个，那么，第一个目标会成为最终的目标。

make所完成的也就是这个目标。

4.1、规则举例

foo.o:

foo.cdefs.h#foo模块

cc-c-gfoo.c

看到这个例子，各位应该不是很陌生了，前面也已说过，foo.o是我们的目标，foo.c和defs.h是目标所依赖的源文件，而只有一个命令“cc-c-gfoo.c”（以Tab键开头）。

这个规则告诉我们两件事：

1、文件的依赖关系，foo.o依赖于foo.c和defs.h的文件，如果foo.c和defs.h的文件日期要比foo.o文件日期要新，或是foo.o不存在，那么依赖关系发生。

2、如果生成（或更新）foo.o文件。

也就是那个cc命令，其说明了，如何生成foo.o这个文件。

（当然foo.c文件include了defs.h文件）

4.2、规则的语法

targets:

prerequisites

command

...

或是这样：

targets:

prerequisites;command#一个是使用分号来在同一行写命令

command#这里必须使用tab键来处理

...

targets是文件名，以空格分开，可以使用通配符。

一般来说，我们的目标基本上是一个文件，但也有可能是多个文件。

command是命令行，如果其不与“target:

prerequisites”在一行，那么，必须以[Tab键]开头，如果和prerequisites在一行，那么可以用分号做为分隔。

（见上）prerequisites也就是目标所依赖的文件（或依赖目标）。

如果其中的某个文件要比目标文件要新，那么，目标就被认为是“过时的”，被认为是需要重生成的。

这个在前面已经讲过了。

如果命令太长，你可以使用反斜框（‘\’）作为换行符。

make对一行上有多少个字符没有限制。

规则告诉make两件事，文件的依赖关系和如何成成目标文件。

一般来说，make会以UNIX的标准Shell，也就是/bin/sh来执行命令。

4.3、在规则中使用通配符

如果我们想定义一系列比较类似的文件，我们很自然地就想起使用通配符。

make支持三各通配符：

“*”，“?

”和“[...]”。

这是和Unix的B-Shell是相同的。

波浪号（“~”）字符在文件名中也有比较特殊的用途。

如果是“~/test”，这就表示当前用户的$HOME目录下的test目录。

而“~hchen/test”则表示用户hchen的宿主目录下的test目录。

（这些都是Unix下的小知识了，make也支持）而在Windows或是MS-DOS下，用户没有宿主目录，那么波浪号所指的目录则根据环境变量“HOME”而定。

通配符代替了你一系列的文件，如“*.c”表示所以后缀为c的文件。

一个需要我们注意的是，如果我们的文件名中有通配符，如：

“*”，那么可以用转义字符“\”，如“\*”来表示真实的“*”字符，而不是任意长度的字符串。

好吧，还是先来看几个例子吧：

clean:

rm-f*.o

上面这个例子我不不多说了，这是操作系统Shell所支持的通配符。

这是在命令中的通配符。

print:

*.c

lpr-p$?

touchprint

上面这个例子说明了通配符也可以在我们的规则中，目标print依赖于所有的[.c]文件。

其中的“$?

”是一个自动化变量，我会在后面给你讲述。

objects=*.o

上面这个例子，表示了，通符同样可以用在变量中。

并不是说[*.o]会展开，不！

objects的值就是“*.o”。

Makefile中的变量其实就是C/C++中的宏。

如果你要让通配符在变量中展开，也就是让objects的值是所有[.o]的文件名的集合，那么，你可以这样：

objects:

=$（wildcard*.o）

这种用法由关键字“wildcard”指出，关于Makefile的关键字，我们将在后面讨论。

4.4、文件搜寻

在一些大的工程中，有大量的源文件，我们通常的做法是把这许多的源文件分类，并存放在不同的目录中。

所以，当make需要去找寻文件的依赖关系时，你可以在文件前加上路径，但最好的方法是把一个路径告诉make，让make在自动去找。

Makefile文件中的特殊变量“VPATH”就是完成这个功能的，如果没有指明这个变量，make只会在当前的目录中去找寻依赖文件和目标文件。

如果定义了这个变量，那么，make就会在当当前目录找不到的情况下，到所指定的目录中去找寻文件了。

VPATH=src:

../headers

上面的的定义指定两个目录，“src”和“../headers”，make会按照这个顺序进行搜索。

目录由“冒号”分隔。

（当然，当前目录永远是最高优先搜索的地方）

另一个设置文件搜索路径的方法是使用make的“vpath”关键字（注意，它是全小写的），这不是变量，这是一个make的关键字，这和上面提到的那个VPATH变量很类似，但是它更为灵活。

它可以指定不同的文件在不同的搜索目录中。

这是一个很灵活的功能。

它的使用方法有三种：

1、vpath

为符合模式的文件指定搜索目录。

2、vpath

清除符合模式的文件的搜索目录。

3、vpath

清除所有已被设置好了的文件搜索目录。

vapth使用方法中的需要包含“%”字符。

“%”的意思是匹配零或若干字符，例如，“%.h”表示所有以“.h”结尾的文件。

指定了要搜索的文件集，而则指定了的文件集的搜索的目录。

例如：

vpath%.h../headers

该语句表示，要求make在“../headers”目录下搜索所有以“.h”结尾的文件。

（如果某文件在当前目录没有找到的话）

我们可以连续地使用vpath语句，以指定不同搜索策略。

如果连续的vpath语句中出现了相同的，或是被重复了的，那么，make会按照vpath语句的先后顺序来执行搜索。

如：

vpath%.cfoo

vpath%blish

vpath%.cbar

其表示“.c”结尾的文件，先在“foo”目录，然后是“blish”，最后是“bar”目录。

vpath%.cfoo:

bar

vpath%blish

而上面的语句则表示“.c”结尾的文件，先在“foo”目录，然后是“bar”目录，最后才是“blish”目录。

4.5、伪目标

最早先的一个例子中，我们提到过一个“clean”的目标，这是一个“伪目标”，

clean:

rm*.otemp

正像我们前面例子中的“clean”一样，即然我们生成了许多文件编译文件，我们也应该提供一个清除它们的“目标”以备完整地重编译而用。

（以“makeclean”来使用该目标）

因为，我们并不生成“clean”这个文件。

“伪目标”并不是一个文件，只是一个标签，由于“伪目标”不是文件，所以make无法生成它的依赖关系和决定它是否要执行。

我们只有通过显示地指明这个“目标”才能让其生效。

当然，“伪目标”的取名不能和文件名重名，不然其就失去了“伪目标”的意义了。

当然，为了避免和文件重名的这种情况，我们可以使用一个特殊的标记“.PHONY”来显示地指明一个目标是“伪目标”，向make说明，不管是否有这个文件，这个目标就是“伪目标”。

.PHONY:

clean

只要有这个声明，不管是否有“clean”文件，要运行“clean”这个目标，只有“makeclean”这样。

于是整个过程可以这样写：

.PHONY:

clean

clean:

rm*.otemp

伪目标一般没有依赖的文件。

但是，我们也可以为伪目标指定所依赖的文件。

伪目标同样可以作为“默认目标”，只要将其放在第一个。

一个示例就是，如果你的Makefile需要一口气生成若干个可执行文件，但你只想简单地敲一个make完事，并且，所有的目标文件都写在一个Makefile中，那么你可以使用“伪目标”这个特性：

all:

prog1prog2prog3

.PHONY:

all

prog1:

prog1.outils.o

cc-oprog1prog1.outils.o

prog2:

prog2.o

cc-oprog2prog2.o

prog3:

prog3.osort.outils.o

cc-oprog3prog3.osort.outils.o

我们知道，Makefile中的第一个目标会被作为其默认目标。

我们声明了一个“all”的伪目标，其依赖于其它三个目标。

由于伪目标的特性是，总是被执行的，所以其依赖的那三个目标就总是不如“all”这个目标新。

所以，其它三个目标的规则总是会被决议。

也就达到了我们一口气生成多个目标的目的。

“.PHONY:

all”声明了“all”这个目标为“伪目标”。

随便提一句，从上面的例子我们可以看出，目标也可以成为依赖。

所以，伪目标同样也可成为依赖。

看下面的例子：

.PHO