如果我們是在Linux下開(kāi)發(fā)，那Makefile肯定要知道，不懂Makefile，面對(duì)較大的工程項(xiàng)目的時(shí)候就會(huì)比較麻煩，懂得利用開(kāi)發(fā)工具將會(huì)大大提高我們的開(kāi)發(fā)效率，也可以說(shuō)Makefile是必須掌握的一項(xiàng)技能。

一、了解什么是 Makefile

一個(gè)大型工程中的源文件不計(jì)其數(shù)，各個(gè)功能或者模塊分別放在不同的目錄下，手動(dòng)敲命令去編譯就帶來(lái)很大的麻煩，那么Makefile可以定義一系列的編譯規(guī)則，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至進(jìn)行更復(fù)雜的功能操作，Makefile帶來(lái)的好處就是——“自動(dòng)化編譯”，一旦寫(xiě)好，只需要一個(gè)make命令，整個(gè)工程完全自動(dòng)編譯，極大的提高軟件開(kāi)發(fā)的效率。

make?是一個(gè)命令工具，是一個(gè)解釋Makefile中指令的命令工具，一般來(lái)說(shuō)，大多數(shù)的IDE都有這個(gè)命令，比如：Linux下GNU的make、Visual C++的nmake、Delphi的make。可見(jiàn)，Makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。當(dāng)然，不同產(chǎn)商的make各不相同，也有不同的語(yǔ)法，但其本質(zhì)都是在 “文件依賴性” 上做文章。

二、明白編譯鏈接過(guò)程

在編寫(xiě)Makefile之前，還是要先了解清楚程序編譯鏈接過(guò)程，無(wú)論是c、c++，首先要把源文件編譯成中間代碼文件，在Windows下也就是 .obj 文件，Unix/Linux下是 .o 文件，即 Object File，這個(gè)動(dòng)作叫做編譯（compile）。然后再把大量的Object File合成執(zhí)行文件，這個(gè)動(dòng)作叫作鏈接（link）。

編譯時(shí)，編譯器需要的是語(yǔ)法的正確，函數(shù)與變量的聲明的正確。對(duì)于后者，通常是你需要告訴編譯器頭文件的所在位置（頭文件中應(yīng)該只是聲明，而定義應(yīng)該放在C/C++文件中），只要所有的語(yǔ)法正確，編譯器就可以編譯出中間目標(biāo)文件。一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)源文件都應(yīng)該對(duì)應(yīng)于一個(gè)中間目標(biāo)文件（O文件或是OBJ文件）。

鏈接時(shí)，主要是鏈接函數(shù)和全局變量，所以，我們可以使用這些中間目標(biāo)文件（O文件或是OBJ文件）來(lái)鏈接我們的應(yīng)用程序。鏈接器并不管函數(shù)所在的源文件，只管函數(shù)的中間目標(biāo)文件（Object File），在大多數(shù)時(shí)候，由于源文件太多，編譯生成的中間目標(biāo)文件太多，而在鏈接時(shí)需要明顯地指出中間目標(biāo)文件名，這對(duì)于編譯很不方便，所以，我們要給中間目標(biāo)文件打個(gè)包，在Windows下這種包叫“庫(kù)文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，在Unix/Linux下是Archive File，也就是 .a 文件，也叫靜態(tài)庫(kù)文件。

總結(jié)一下，編譯鏈接的過(guò)程如下：

源文件首先會(huì)生成中間目標(biāo)文件，再由中間目標(biāo)文件生成執(zhí)行文件。

在編譯時(shí)，編譯器只檢測(cè)程序語(yǔ)法，和函數(shù)、變量是否被聲明。如果函數(shù)未被聲明，編譯器會(huì)給出一個(gè)警告，但可以生成Object File。

在鏈接程序時(shí)，鏈接器會(huì)在所有的Object File中找尋函數(shù)的實(shí)現(xiàn)，如果找不到，那就會(huì)報(bào)鏈接錯(cuò)誤碼（Linker Error），在VC下，這種錯(cuò)誤一般是：Link 2001錯(cuò)誤，意思是說(shuō)，鏈接器未能找到函數(shù)的實(shí)現(xiàn)。你需要指定函數(shù)的Object File。

三、編寫(xiě)一個(gè)簡(jiǎn)單的 Makefile

1. Makefile 的基本語(yǔ)法規(guī)則：

?

目標(biāo)?...?:?依賴?...
????????實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的具體表達(dá)式(命令）
????????...
????????...

?

目標(biāo)(target)：就是一個(gè)目標(biāo)文件，可以是Object 文件，也可以是執(zhí)行文件，還可以是一個(gè)標(biāo)簽(Label)；

依賴(prerequisites)：就是要生成那個(gè)target所需要的文件或是目標(biāo)；

命令(command)：Shell命令，也就是make工具需要執(zhí)行的命令。

【總結(jié)】：通過(guò)依賴(prerequisites)中的一些文件生成目標(biāo)(target)文件，目標(biāo)文件要按照命令(command)中定義的規(guī)則來(lái)生成。

2. 來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的示例代碼

簡(jiǎn)單寫(xiě)三個(gè)方法文件(openFile.c、readFile.c、writeFile.c)、一個(gè)頭文件(operateFile.h)和一個(gè)主函數(shù)文件(main.c)，代碼如下：

?

//?openFile.c
#include?"operateFile.h"

void?openFile()
{
????printf("open?file...........
");
}

//?readFile.c
#include?"operateFile.h"

void?readFile()
{
????printf("read?file...........
");
}

//?writeFile.c
#include?"operateFile.h"

void?writeFile()
{
????printf("write?file...........
");
}

//?operateFile.h
#ifndef?__OPERATEFILE_H__
#define?__OPERATEFILE_H__

#include?

void?openFile(void);
void?readFile(void);
void?writeFile(void);

#endif

//?main.c
#include?
#include?"operateFile.h"

int?main()
{
????openFile();
????readFile();
????writeFile();
????
????return?0;
}

?

3. 根據(jù)上面的語(yǔ)法規(guī)則及編譯鏈接過(guò)程編寫(xiě)一個(gè)Makefile文件

?

main:main.o?openFile.o?readFile.o?writeFile.o??#?main生成所需要的.o文件
????gcc?-o?main?main.o?openFile.o?readFile.o?writeFile.o??#?生成main的規(guī)則

?

main.o:main.c??#?mian.o文件生成所需要的mian.c文件

????gcc?-c?main.c openFile.o:openFile.c ????gcc?-c?openFile.c readFile.o:readFile.c ????gcc?-c?readFile.c writeFile.o:writeFile.c ????gcc?-c?writeFile.c

clean:????#?需要手動(dòng)調(diào)用

????rm?*.o?main

注意：Makefile的注釋符號(hào)是 ‘#’。

4. 編寫(xiě)完成后，執(zhí)行make命令，make會(huì)在當(dāng)前目錄下找到名字為Makefile或makefile的文件，程序就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，產(chǎn)生相應(yīng)的中間文件和可執(zhí)行文件

a. 如果執(zhí)行make出現(xiàn)如下信息，那就是命令行(makefile中的gcc或者rm)前面沒(méi)有用tab鍵縮進(jìn)，不能用空格：

b. 如果執(zhí)行make出現(xiàn)如下信息，那就是你的代碼沒(méi)有修改過(guò)，Makefile拒絕你的請(qǐng)求：

這里還會(huì)有一種情況就是如果只修改過(guò)其中一個(gè)文件，那么重新編譯就可以看到只編譯修改的那個(gè)文件，沒(méi)有編譯其他未修改的文件，避免了重復(fù)編譯。這里可以想象在一個(gè)大型源碼的工程或者一個(gè)內(nèi)核源碼，里面的源文件上千或上萬(wàn)個(gè)，如果只修改了一個(gè)小問(wèn)題，就要全部重新編譯，就會(huì)花費(fèi)大量編譯的過(guò)程，Makefile就可以避免這個(gè)問(wèn)題，而且支持多線程并發(fā)操作，可以減少很多編譯的時(shí)間，提高工作效率。

那么Makefile是如何判斷文件是否有修改過(guò)呢？?

Makefile是通過(guò)對(duì)比時(shí)間戳，當(dāng)我們生成中間文件或可執(zhí)行文件之后，他們的創(chuàng)建時(shí)間肯定要比 .c文件最后修改的時(shí)間晚，如果某個(gè) .c文件有新修改過(guò)，它的時(shí)間戳肯定會(huì)比原來(lái)生成中間文件或可執(zhí)行文件的時(shí)間戳晚，這樣就判斷這個(gè) .c文件有被更新過(guò)，就會(huì)重新編譯它。

5. 正常運(yùn)行后，執(zhí)行可執(zhí)行文件輸入 ./main 即可，就能看到代碼執(zhí)行的結(jié)果

6. 在makefile文件的最后可以看到有個(gè)clean，這個(gè)clean就是前面所說(shuō)的標(biāo)簽，它不是一個(gè)文件，所以make無(wú)法生成它的依賴關(guān)系和決定它是否要執(zhí)行，只能通過(guò)顯示指定這個(gè)目標(biāo)才可以 ，通過(guò)make clean的指令就可以執(zhí)行clean下面的命令。

到這里，一個(gè)基礎(chǔ)版的Makefile就完成了。

四、Makefile的優(yōu)化

學(xué)會(huì)了編寫(xiě)基礎(chǔ)版的Makefile后，就可以對(duì)剛剛寫(xiě)的Makefile進(jìn)行優(yōu)化。

? 優(yōu)化1：省略命令

我們將上面寫(xiě)的基礎(chǔ)版Makefile改成下面這樣的省略版：

?

main:main.o?openFile.o?readFile.o?writeFile.o???
????gcc?-o?main?main.o?openFile.o?readFile.o?writeFile.o??

clean:?????
????rm?*.o?main

?

可以看到，這些文件都在同一目錄下的時(shí)候，省略版和基礎(chǔ)版的結(jié)果是一樣的，省略版的makefile中去掉了生成main.o、openFile.o、readFile.o和writeFile.o這些目標(biāo)的依賴和生成命令，這就是make的隱含規(guī)則，make會(huì)試圖去自動(dòng)推導(dǎo)產(chǎn)生這些目標(biāo)的依賴和生成命令，這個(gè)行為就是隱含規(guī)則的自動(dòng)推導(dǎo)。

優(yōu)化2：引入變量

這里引入變量的意思有點(diǎn)像使用宏替換，改成$(變量名)，$是格式：

?

TARGET?=?main
OBJS?=?main.o?openFile.o?readFile.o?writeFile.o
CC?=?gcc

$(TARGET):$(OBJS)
????$(CC)?-o?$(TARGET)?$(OBJS)

clean:?????
????rm $(OBJS)?$(TARGET)

?

優(yōu)化3：引入函數(shù) 格式：$(函數(shù)名? 實(shí)參列表)

#?函數(shù)1
$(wildcard??*.c)? ??#?表示當(dāng)前路徑下的所有的?.c

#?函數(shù)2
$(patsubst?%.c,?%.o,?所有的.c文件)????#?生成中間文件?.o

#?函數(shù)3
$(notdir?xxx)???#?去除xxx文件的絕對(duì)路徑，只保留文件名

TARGET?=?main?
SOURCE?=?$(wildcard?*.c)
OBJS?=?$(patsubst?%.c,?%.o,?$(SOURCE))
CC?=?gcc

$(TARGET):$(OBJS)
????$(CC)?-o?$(TARGET)?$(OBJS)
????
clean:?????
????rm $(OBJS)?$(TARGET)

?

優(yōu)化4：對(duì)文件進(jìn)行分類管理 在一個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目中程序文件比較多，我們就會(huì)對(duì)文件按照文件類型進(jìn)行分類，分為頭文件、源文件、目標(biāo)文件和可執(zhí)行文件，分別放在不同的目錄中，由Makefile統(tǒng)一管理這些文件，將生產(chǎn)的目標(biāo)文件放在目標(biāo)目錄下，可執(zhí)行文件放到可執(zhí)行目錄下，分類目錄如下圖：

bin目錄：放可執(zhí)行文件

include目錄：放頭文件

obj目錄：放中間目標(biāo)文件

src目錄：放源文件

可見(jiàn)原來(lái)那些文件都不在同一目錄下了，那么這時(shí)候如果還用之前的Makefile，make就沒(méi)法處理了，自動(dòng)推導(dǎo)也會(huì)無(wú)法進(jìn)行，就需要改成如下：

?

INC_DIR?=?./include
BIN_DIR?=?./bin
SRC_DIR?=?./src
OBJ_DIR?=?./obj
?
SRC?=?$(wildcard?$(SRC_DIR)/*.c)? ? ? # /*/
OBJ?=?$(patsubst?%.c,?$(OBJ_DIR)/%.o,?$(notdir?$(SRC)))
?
TARGET?=?main
BIN_TARGET?=?$(BIN_DIR)/$(TARGET)
?
CC?=?gcc
?
$(BIN_TARGET):$(OBJ)
????$(CC)?$(OBJ)?-o?$@
?
$(OBJ_DIR)/%.o:$(SRC_DIR)/%.c
????$(CC)?-I$(INC_DIR)?-c?$
在Makefile中，最終要生成可執(zhí)行文件main我們把它叫做終極目標(biāo)，其它所有的 .o 文件本身也是一個(gè)目標(biāo)，也需要編譯生成，工程里面許多的 .c 就會(huì)生成許多的 .o，每一個(gè) .c 都寫(xiě)一遍目標(biāo)依賴命令顯然是不可行的，于是就有了類似for循環(huán)的東西，把所有目標(biāo)變成一個(gè)集合，但不是真正用for循環(huán)，而是使用一些抽象的符號(hào)表示，解釋如下：

	?

	%.o：所有 .o 結(jié)尾的文件

	%.c：所有 .c 結(jié)尾的文件

	$@：表示目標(biāo)文件

	$<：表示第一個(gè)依賴文件，也叫初級(jí)依賴

	$^：表示所有的依賴文件，也叫終極依賴

	? 當(dāng)然，不止只有這些符號(hào)，只是列舉了上面出現(xiàn)的或者常見(jiàn)的。

	執(zhí)行make后的結(jié)果：

	

	? make執(zhí)行后bin目錄里面已經(jīng)生成了可執(zhí)行文件main，obj目錄里面已經(jīng)生成了中間目標(biāo)文件 main.o、openFile.o、readFile.o、writeFile.o，最后執(zhí)行main后的結(jié)果也是和前面基礎(chǔ)版的Makefile的結(jié)果是一樣的。 ?


	? ok，看到這里應(yīng)該對(duì)Makefile有了一定的了解，可以動(dòng)手敲一敲用起來(lái)！

	?

	　　審核編輯：湯梓紅