基于make命令與makefile文件詳解

一、多個源文件帶來的問題

在編寫c/c++測試程序時，我們習(xí)慣每次修改一處代碼，然后就馬上編譯運行來查看運行的結(jié)果。這種編譯方式對于小程序來說是沒有多大問題的，可對于大型程序來說，由于包含了大量的源文件，如果每次改動一個地方都需要編譯所有的源文件，這個簡單的直接編譯所有源文件方式對程序員來說簡直是噩耗。

我們看一個例子：

// main.c
#include "a.h"
// 2.c
#include "a.h"
#include "b.h"
// 3.c
#include "b.h"
#include "c.h"

如果程序員只修改了頭文件c.h，則源文件main.c和2.c都無需編譯，因為它們不依賴這個頭文件。而對3.c來說，由于它包含了c.h,所以在頭文件c.h改動后，就必須得新編譯。

而如果改動了b.h可是忘記編譯了2.c，那么最終的程序就可能無法正常工作。

make 工具就是為了解決上述問題而出現(xiàn)的，它會在必要時重新編譯所有受改動影響的源文件。

二、make 命令

make命令本身支持許多選項，最常用的是-f選項。如果我們直接運行

make

那么make命令會首先在當(dāng)前目錄查找名為makefile的文件，如果找不到，就會查找名為Makefile的文件。

為了指示make命令將哪個文件作為makefile文件，可以使用 -f 選項：

make -f Makefile1

三、makefile 文件

上面提到makefile文件，那么什么是makefile文件呢？

make命令功能雖然十分強大，但是光憑其自身無法了解如何構(gòu)建應(yīng)用程序的。這時，makefile就出來了，它告訴make應(yīng)用程序如何構(gòu)建的。make命令和makefile文件的結(jié)合提供了一個在管理項目的十分強大的工具，它們不僅用于控制源文件的編譯，而且還提供了將應(yīng)用程序安裝到目標(biāo)目錄等其他功能。

3.1 依賴關(guān)系

依賴關(guān)系定義了應(yīng)用程序里面每個文件與其他源文件之間的關(guān)系。例如在上面的例子中，我們可以定義最終應(yīng)用程序依賴于目標(biāo)文件main.o，2.o和3.o。同樣，main.o依賴于main.c和a.h，2.o依賴于2.c，a.h和b.h，3.o依賴于3.c，b.h和c.h。

在makefile文件中，依賴關(guān)系的寫法是：先寫目標(biāo)的名稱，然后緊跟一個冒號，接著是空格或者制表符tab，最后是用空格或者制表符tab隔開的文件列表。上面的例子的依賴關(guān)系如下：

myapp: main.o 2.o 3.o
main.o: main.c a.h
2.o: 2.c a.h b.h
3.o: 3.c b.h c.h

這組依賴關(guān)系形成一個層次結(jié)構(gòu)，展示了源文件之間的關(guān)系。例如，如果源文件b.h發(fā)生改變，就需要重新編譯2.o和3.o，接下來還需要重新編譯myapp。

3.2 規(guī)則

makefiel文件中的規(guī)則定義了目標(biāo)的創(chuàng)建方式。在上面的例子中，我們使用gcc -c 2.c創(chuàng)建2.o。這個gcc命令即是目標(biāo)2.o的創(chuàng)建方式，也即是規(guī)則。

在makefile文件中，規(guī)則都必須以tab開頭。

在源文件所在的目錄下創(chuàng)建Makefile1文件，其內(nèi)容如下。

myapp: main.o 2.o 3.o
 gcc -o myapp main.o 2.o 3.o
main.o: main.c a.h
 gcc -c main.c
2.o: 2.c a.h b.h
 gcc -c 2.c
3.o: 3.c b.h c.h
 gcc -c 3.c

三個頭文件a.h，b.h，c.h內(nèi)容都為空，源文件的內(nèi)容如下：

/* main.c */
#include <stdlib.h>
#include "a.h"
extern void function_two();
extern void function_three();
int main()
{
 function_two();
 function_three();
 exit(EXIT_SUCCESS);
}

/* 2.c */
#include <stdio.h>
#include "a.h"
#include "b.h"
void function_two() {
 printf("function two\n");
}

/* 3.c */
#include <stdio.h>
#include "b.h"
#include "c.h"
void function_three() {
 printf("function three\n");
}

執(zhí)行make命令，：

$ make -f Makefile1 
gcc -c main.c 
gcc -c 2.c 
gcc -c 3.c 
gcc -o myapp main.o 2.o 3.o

運行應(yīng)用程序：

$ ./myapp 
function two 
function three

從輸出可以說明應(yīng)用程序已被正確構(gòu)建。

如果改變b.h頭文件，makefile能夠正確處理這一變化，只有2.c和3.c發(fā)生重新編譯：

$ touch b.h
$ make -f Makefile1 
gcc -c 2.c 
gcc -c 3.c 
gcc -o myapp main.o 2.o 3.o

3.3 注釋

makefile文件使用#來表示注釋，一直延續(xù)到這一行的結(jié)束。

3.4 宏

不同的平臺下可能使用不同的編譯器，不同的環(huán)境（例如開發(fā)與線上環(huán)境）也可能使用不同的編譯器選項，為了便于修改makefile這些可變的參數(shù)，我們可以使用宏來實現(xiàn)makefile。

makefile引用宏定義的方法為$(MACRONAME)。我們來看如何使用宏來改寫上面的makefile文件。

all: myapp
# 編譯器
CC = gcc
# include的搜索路徑
INCLUDE = .
# 編譯器參數(shù)
CFLAGS = -g -Wall -ansi
myapp: main.o 2.o 3.o
 $(CC) -o myapp main.o 2.o 3.o
main.o: main.c a.h
 $(CC) -I$(INCLUDE) $(CFLAGS) -c main.c
2.o: 2.c a.h b.h
 $(CC) -I$(INCLUDE) $(CFLAGS) -c 2.c
3.o: 3.c b.h c.h
 $(CC) -I$(INCLUDE) $(CFLAGS) -c 3.c

我們習(xí)慣在makefile文件中將第一個目標(biāo)定義為all，然后再列出其他從屬的目標(biāo)，上面的makefile也遵循這個約定。

運行make命令：

$ make -f Makefile2 
gcc -I. -g -Wall -ansi -c main.c 
gcc -I. -g -Wall -ansi -c 2.c 
gcc -I. -g -Wall -ansi -c 3.c 
gcc -o myapp main.o 2.o 3.o

同樣也正確構(gòu)建了應(yīng)用程序myapp。

3.5 多個目標(biāo)

makefile文件除了定義編譯的目標(biāo)外，還可以定義其他的目標(biāo)。例如，增加一個clean選項來刪除不需要的目標(biāo)文件，增加一個install選項來將編譯成功的應(yīng)用程序安裝到另一個目錄下，等等。

all: myapp
CC = gcc
INSTDIR = /usr/local/bin
INCLUDE = .
CFLAGS = -g -Wall -ansi
myapp: main.o 2.o 3.o
 $(CC) -o myapp main.o 2.o 3.o
main.o: main.c a.h
 $(CC) -I$(INCLUDE) $(CFLAGS) -c main.c
2.o: 2.c a.h b.h
 $(CC) -I$(INCLUDE) $(CFLAGS) -c 2.c
3.o: 3.c b.h c.h
 $(CC) -I$(INCLUDE) $(CFLAGS) -c 3.c
clean:
 -rm main.o 2.o 3.o
install: myapp
 @if [ -d $(INSTDIR) ]; \
  then \
  cp myapp $(INSTDIR);\
  chmod a+x $(INSTDIR)/myapp;\
  chmod og-w $(INSTDIR)/myapp;\
  echo "Install in $(INSTDIR)";\
 else \
  echo "sorry, $(INSTDIR) does not exist";\
 fi

上面的makefile文件有幾點需要注意的。

（1）特殊目標(biāo)all只指定了myapp這個目標(biāo)，因此，在執(zhí)行make命令時未指定目標(biāo)，它的默認行為就是創(chuàng)建目標(biāo)myapp。

（2）目標(biāo)clean用來測試編譯過程中產(chǎn)生的中間文件。

（3）目標(biāo)install用于將應(yīng)用程序安裝到指定目錄，它依賴于myapp，即執(zhí)行install前須先創(chuàng)建myapp。install目標(biāo)由shell腳本組成，由于make命令在執(zhí)行規(guī)則時會調(diào)用一個shell，并且會針對每個規(guī)則使用一個新的shell，所以必須在上面每行代碼的結(jié)尾加上一個\，讓所有的shell腳本都處于同一行。

腳本以@開頭，說明make在執(zhí)行這些規(guī)則之前不會在標(biāo)準(zhǔn)輸出顯示命令本身。

創(chuàng)建myapp：

$ make -f Makefile3 
gcc -I. -g -Wall -ansi -c main.c 
gcc -I. -g -Wall -ansi -c 2.c 
gcc -I. -g -Wall -ansi -c 3.c 
gcc -o myapp main.o 2.o 3.o

將myapp安裝到指到目錄：

$ make -f Makefile3 install 
Install in /usr/local/bin

然后可以直接執(zhí)行myapp:

$ myapp 
function two 
function three

刪除中間文件：

$ make -f Makefile3 clean 
rm main.o 2.o 3.o

以上這篇基于make命令與makefile文件詳解就是小編分享給大家的全部內(nèi)容了，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持億速云。