Linux下Makefile文件的的规则格式与变量

2019-10-29 10:10发布

Makefile 里面是由一系列的规则组成的,这些规则格式如下:

目标…... : 依赖文件集合……
命令 1
命令 2
…...

比如下面这条规则:

main : main.o input.o calcu.o
gcc -o main main.o input.o calcu.o

这条规则的目标是 main,main.o、input.o 和 calcu.o 是生成 main 的依赖文件,如果要更新目标 main,就必须要先更新它的所有依赖文,如果依赖文件中的任何一个有更新,那么目标也必须更新,“更新”就是执行一遍规则中的命令列表。

命令列表中的每条命令必须以TAB 键开始,不能使用空格!命令列表中的每条命令必须以TAB 键开始,不能使用空格 命令列表中的每条命令必须以TAB 键开始,不能使用空格!

make 命令会为 Makefile 中的每个以TAB 开始的命令创建一个 Shell 进程去执行。

了解了 Makefile 的基本运行规则以后我们再来分析一下 Makefile,代码如下:

main: main.o input.o calcu.o
gcc -o main main.o input.o calcu.o
main.o: main.c
gcc -c main.c
input.o: input.c
gcc -c input.c
calcu.o: calcu.c
gcc -c calcu.c 9
clean:
rm *.o
rm main

上述代码中一共有 5 条规则,1~2 行为第一条规则,3~4 行为第二条规则,5~6 行为第三条规则,7~8 行为第四条规则,10~12 为第五条规则,make 命令在执行这个 Makefile 的时候其执行步骤如下:

首先更新第一条规则中的main,第一条规则的目标成为默认目标,只要默认目标更新了那么就认为 Makefile 的工作,完成了整个 Makefile 就是为了完成这个工作。在第一次编译的时候由于 main 还不存在,因此第一条规则会执行,第一条规则依赖于文件 main.o、input.o 和 calcu.o这个三个.o 文件,这三个.o 文件目前还都没有,因此必须先更新这三个文件。make 会查找以这三个.o 文件为目标的规则并执行。以 main.o 为例,发现更新 main.o 的是第二条规则,因此会执行第二条规则,第二条规则里面的命令为“gcc –c main.c”,这行命令很熟悉了吧,就是不链接编译 main.c,生成 main.o,其它两个.o 文件同理。最后一个规则目标是 clean,它没有依赖文件,因此会默认为依赖文件都是最新的,所以其对应的命令不会执行,当我们想要执行 clean 的话可以直接使用命令“make clean”,执行以后就会删除当前目录下所有的.o 文件以及 main,因此clean 的功能就是完成工程的清理,“make clean”的执行过程如图所示:

make clean执行过程

从图中可以看出,当执行“make clean”命令以后,前面编译出来的.o 和main 可执行文件都被删除掉了,也就是完成了工程清理工作。我们在来总结一下 Make 的执行过程:

1、make 命令会在当前目录下查找以 Makefile(makefile 其实也可以)命名的文件。

2、当找到 Makefile 文件以后就会按照 Makefile 中定义的规则去编译生成最终的目标文件。

3、当发现目标文件不存在,或者目标所依赖的文件比目标文件新(也就是最后修改时间比目标文件晚)的话就会执行后面的命令来更新目标。

这就是 make 的执行过程,make 工具就是在 Makefile 中一层一层的查找依赖关系,并执行相应的命令。编译出最终的可执行文件。Makefile 的好处就是“自动化编译”,一旦写好了Makefile文件,以后只需要一个 make 命令即可完成整个工程的编译,极大的提高了开发效率。把 make和 Makefile 和做菜类似,目标都是呈现出一场盛宴,它们之间的对比关系如下图所示:

make 和做菜对比

总结一下,Makefile 中规则用来描述在什么情况下使用什么命令来构建一个特定的文件,这个文件就是规则的“目标”,为了生成这个“目标”而作为材料的其它文件称为“目标”的依赖,规则的命令是用来创建或者更新目标的。

除了 Makefile 的“终极目标”所在的规则以外,其它规则的顺序在 Makefile 中是没有意义的,“终极目标”就是指在使用 make 命令的时候没有指定具体的目标时,make 默认的那个目标,它是 Makefile 文件中第一个规则的目标,如果 Makefile 中的第一个规则有多个目标,那么这些目标中的第一个目标就是 make 的“终极目标”。

跟 C 语言一样 Makefile 也支持变量的,先看一下前面的例子:

main: main.o input.o calcu.o
gcc -o main main.o input.o calcu.o

上述 Makefile 语句中,main.o input.o 和 calcue.o 这三个依赖文件,我们输入了两遍,我们这个 Makefile 比较小,如果 Makefile 复杂的时候这种重复输入的工作就会非常费时间,而且非常容易输错,为了解决这个问题,Makefile 加入了变量支持。不像C 语言中的变量有 int、char等各种类型,Makefile 中的变量都是字符串!类似 C 语言中的宏。使用变量将上面的代码修改,修改以后如下所示:

#Makefile 变量的使用
objects = main.o input.o calcu.o
main: $(objects)
gcc -o main $(objects)

我们来分析一下上面的代码,第 1 行是注释,Makefile 中可以写注释,注释开头要用符号“#”,不能用 C 语言中的“//”或者“/**/”!第 2 行我们定义了一个变量 objects,并且给这个变量进行了赋值,其值为字符串“main.o input.o calcu.o”,第 3 和 4 行使用到了变量objects,

Makefile 中变量的引用方法是“$(变量名)”,比如本例中的“$(objects)”就是使用变量 objects。在代码中我们在定义变量 objects 的时候使用“=”对其进行了赋值,Makefile变量的赋值符还有其它两个“:=”和“?=”,我们来看一下这三种赋值符的区别:

1、赋值符“=”

使用“=”在给变量的赋值的时候,不一定要用已经定义好的值,也可以使用后面定义的值,比如如下代码:

 name = zzk
curname = $(name)
name = zuozhongkai

print:
@echo curname: $(curname)

我们来分析一下上述代码,第 1 行定义了一个变量name,变量值为“zzk”,第 2 行也定义了一个变量curname,curname 的变量值引用了变量name,按照我们C 写语言的经验此时curname的值就是“zzk”。第 3 行将变量 name 的值改为了“zuozhongkai”,第 5、6 行是输出变量 curname的值。在 Makefile 要输出一串字符的话使用“echo”,就和 C 语言中的“printf”一样,第 6 行中的“echo”前面加了个“@”符号,因为 Make 在执行的过程中会自动输出命令执行过程,在命令前面加上“@”的话就不会输出命令执行过程,大家可以测试一下不加“@”的效果。使用命令“make print”来执行上述代码,结果如图:

make执行结果

在图中可以看到curname 的值不是“zzk”,竟然是“zuozhongkai”,也就是变量“name”最后一次赋值的结果,这就是赋值符“=”的神奇之处!借助另外一个变量,可以将变量的真实值推到后面去定义。也就是变量的真实值取决于它所引用的变量的最后一次有效值。

2、赋值符“:=”

在前面代码上来测试赋值符“:=”,修改第 2 行,将其中的“=”改为“:=”,修改完成以后的代码如下:

 name = zzk
curname := $(name)
name = zuozhongkai
print:
@echo curname: $(curname)

修改完成以后重新执行一下 Makefile,结果如图所示:

make执行结果

从图中可以看到此时的 curname 是 zzk,不是 zuozhongkai 了。这是因为赋值符“:=”不会使用后面定义的变量,只能使用前面已经定义好的,这就是“=”和“:=”两个的区别。

3、赋值符“?=”

“?=”是一个很有用的赋值符,比如下面这行代码:

 curname ?= zuozhongkai 

上述代码的意思就是,如果变量 curname 前面没有被赋值,那么此变量就是“zuozhongkai”,如果前面已经赋过值了,那么就使用前面赋的值。

4、变量追加“+=”

Makefile 中的变量是字符串,有时候我们需要给前面已经定义好的变量添加一些字符串进去,此时就要使用到符号“+=”,比如如下所示代码:

objects = main.o inpiut.o 
objects += calcu.o

一开始变量 objects 的值为“main.o input.o”,后面我们给他追加了一个“calcu.o”,因此变量 objects 变成了“main.o input.o calcu.o”,这个就是变量的追加。



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