簡單Makefile編寫教程

Makefile編寫

1. make和Makefile的介紹

1.1 make工具

利用make工具可以自動完成編譯工作。這些工作包括：

• 如果僅僅修改了某幾個源文件，則只重新編譯這幾個源文件；
• 如果某個頭文件被修改，則重新編譯所有包含該頭文件的源文件。

利用這種自動編譯可大大簡化開發工作，避免不必要的重新編譯。

1.2 Makefile

make工具通過一個稱爲Makefile的文件來完成並自動維護編譯工作。Makefile文件描述了整個工程的編譯、鏈接等規則。

2. Makefile基本規則

TARGET ...:DEPENDENCIES ...
    COMMAND
    ...

• 目標（TARGET）程序產生的文件，如可執行文件和目標文件；目標也可以是要執行的動作，如clean，也稱僞目標。
• 依賴（DEPENDENCIES）是用來產生目標的輸入文件列表，一個目標通常依賴於多個文件。
• 命令（COMMAND）是make執行的動作（命令是shell命令或者是可在shell下執行的程序）。注意：每個命令行的起始字符必須爲TAB字符。
• 如果DEPENDENCIES中有一個或多個文件更新的話，COMMAND就要執行，這就是Makefile最核心的內容。

接下來就根據這個Makefile基本規則來編寫一個最基本的Makefile文件

.PHONY:clean
main:main.o sub.o add.o print.o
    gcc -Wall -g main.o add.o sub.o print.o -o main
main.o:main.c 
    gcc -Wall -g -c main.c -o main.o
add.o:add.c add.h
    gcc -Wall -g -c add.c -o add.o
sub.o:sub.c sub.h
    gcc -Wall -g -c sub.c -o sub.o
print.o:print.c print.h
    gcc -Wall -g -c print.c -o print.o
clean:
    rm -f *.o main

我們可以看到，main是我們最終想要生成的目標文件，它依賴main.o sub.o add.o print.o這四個.o文件。因此要執行gcc -Wall -g main.o add.o sub.o print.o -o main命令來生成目標文件，但是當前沒有這些.o文件，因此就要先生成這些.o文件。我們寫了四條xxx.o:xxx.c然後執行gcc -Wall -g -c xxx.c -o xxx.o，這些語句就會生成目標文件的依賴項。

clean是一個僞目標文件，因爲它沒有依賴項。我們只是想通過make clean來將.o文件刪除，但是我們通常要指定.PHONY:clean這條語句，用來顯式的指定clean是僞目標，來防止當前目錄下有一個同名的clean文件。這樣，一個簡單呢的Makefile文件就寫好了。

3. Makefile自動化變量

雖然像上述那樣可以完成編譯，但是明顯非常麻煩，接下來介紹Makefile的自動化變量。

選項名	作用
$@	規則的目標文件名
$<	規則的第一個依賴文件名
$^	規則的所有依賴文件列表

我們使用這些自動化變量來嘗試從寫剛纔的Makefile

.PHONY:clean
OBJ=main.o sub.o add.o print.o
main:$(OBJ)
    gcc -Wall -g $^ -o $@
main.o:main.c 
    gcc -Wall -g -c $< -o $@ 
add.o:add.c add.h
    gcc -Wall -g -c $< -o $@ 
sub.o:sub.c sub.h
    gcc -Wall -g -c $< -o $@ 
print.o:print.c print.h
    gcc -Wall -g -c $< -o $@
clean:
    rm -f *.o main

我們定義了一個變量叫OBJ，他是我們的依賴項列表。然後使用自動化變量來代替對應的文件，如上所示。

但是，我們這些.c文件都要生成.o文件，這樣寫也非常麻煩，我們介紹另一些規則。

• 模式規則
  
  • %.o:%.c
• 後綴規則
  
  • .c:.o

我們來使用這兩種規則：

.PHONY:clean

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -g 
OBJ = main.o sub.o add.o print.o
main:$(OBJ)
    $(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@
#%.o:%.c
.c.o:
    $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

clean:
    rm -f *.o main

使用這兩個規則，就會將所有.c文件生成同名的.o文件，這樣，Makefile就更加簡潔。

4. make常用的內嵌函數

• 函數調用
  
  • $(function arguments)
• $(wildcard PATTERN)
  
  • 當前目錄寫的匹配模式的文件
  • 例如：src=$(wildcard *.c)
• $(patsubst PATTERN,REPLACEMENT,TEXT)
  
  • 模式替換函數
  • 例如：$(patsubst %.c, %.o, \$src)
  • 等價於$(src:.c=.o)
• shell函數
  
  • 執行shell命令
  • 例如：$(shell ls -d */)