make命令和Makefile文件

 

轉自:https://blog.csdn.net/twc829/article/details/72729799

 

make命令是一個常用的編譯命令,尤其在C/C++開發中,make命令通過makefile文件中描述源程序之間的依賴關係進行自動編譯;

makefile文件是按照規定格式編寫,需說明如何編譯各個源文件並連接生成可執行文件,並要求定義源文件之間的依賴關係;

首次執行make命令時,編譯所有相關文件,之後再執行make命令時,以增量方式進行編譯,即只對修改的源文件相關的目標文件進行編譯;

注:許多tarball格式的開源軟件,解壓後先執行./configure,再執行make,然後執行make install進行安裝;

 

makefile文件支持include,即把一些基本依賴規則寫在一個公共文件中,其他makefile文件包含此文件;

通常公共makefile文件命名爲common.mk;


一、make命令
make命令後接參數,稱爲目標;

1 常見目標
make all:編譯所有目標

make install:安裝已編譯的程序

make uninstall:卸載已安裝的程序

make clean:刪除由make命令產生的文件,通常刪除目標文件.o

make distclean:刪除由./configure產生的文件

make check:測試剛編譯的軟件

make installcheck:檢查安裝的庫和程序

make dist:重新打包成packname-version.tar.gz


執行make命令時,需要一個Makefile文件,以告訴make命令如何編譯和鏈接程序;


2 參數
-B:重新建立所有目標

-d:打印調試信息

-C:切換到指定路徑下尋找Makefile

-f:將指定文件看做Makefile

-j:同時運行命令的個數,即多線程執行Makefile,後接的個數可由nproc命令返回值來指定

注:nproc命令打印當前進程可用的處理數(線程數);

 


二、程序的編譯和鏈接
一般在C/C++開發中,首先將源文件編譯成目標文件(Windows下.obj文件,Unix下.o文件)——編譯compile,再將目標文件合成執行文件——鏈接link;

 


三、make命令如何工作?
1 make在當前目錄下尋找“Makefile”或“makefile”文件

2 若找到,查找文件中的第一個目標文件.o

3 若目標文件不存在,根據依賴關係查找.s文件

4 若.s文件不存在,根據依賴關係查找.i文件

5 若.i文件不存在,根據依賴關係查找.c文件,此時.c文件一定存在,於是生成一個.o文件,再去執行

 


四、Makefile文件格式
1 概述
Makefile文件由一系列規則rules構成,每條規則形式如下:

<target>: <prerequisites>
[Tab]<commands>

第一行冒號前爲目標,冒號後爲前置條件;第二行必須由一個Tab鍵起首,後接命令;

目標是必須的,不可省略;前置條件和命令是可選的,但兩者必須至少存在一個;

每條規則明確兩件事——構建目標的前置條件是什麼?如何構建?


2 目標target
目標可以是文件名,指明make命令所要構建的對象;也可以是某個操作名稱,稱“僞目標”;

 

clean:
rm *.o
以上代碼目標是clean,命令是rm *.o;

執行make clean命令,實現對象文件的刪除;


爲避免設置的僞目標名稱在當前路徑下有相同名稱的文件,make命令發現該名稱的文件已存在,便不再構建,也就不執行rm操作的情況發生,先將該名稱聲明爲僞目標,因此make命令不會檢查是否存在該名稱的文件,每次執行對應的操作;

.PHONY:clean
clean:
rm *.o

若make命令沒有指定目標,默認執行Makefile文件中第一個目標;


3 前置條件prerequisites
前置條件通常是一組文件名,用空格隔開;

指定目標是否重新構建的判斷標準——只要有一個前置條件不存在或有更新,則該目標需重新構建;


result.txt:source.txt
cp source.txt result.txt
若當前路徑下source.txt存在,make result.txt可正常執行,否則需再寫一條規則,用於生成source.txt;


source.txt:
echo "This is a source file." > source.txt
source.txt沒有前置條件,與其他文件文官,只要該文件不存在,每次執行make source.txt命令都會生成該文件;


若要生成多個文件,寫法如下:

source:file1 file2 file3

source是僞目標,只有3個前置條件,沒有對應命令;執行make source命令後一次性生成file1 file2 file3文件,比如下寫法方便:

make file1
make file2
make file3

4 命令commands
命令表示如何更新目標文件,由一行或多行shell命令組成;

注:

shell命令一定是寫在命令中,否則會被make忽略;

每行命令前必須有一個Tab鍵;

每行命令在一個獨立的shell中執行,shell之間沒有繼承關係,因此上一行爲的變量賦值,在下一行無效;

若前後兩條命令有共享數據,可寫在一行,用分號隔開;

var-kept:
export foo=bar;echo "foo=[$$foo]"


或,在換行符前加反斜槓\進行轉義;

var-kept:
export foo=bar;\
echo "foo=[$$foo]"

或,加上.ONSHELL命令;

.ONESHELL:
var-kept:
export foo=bar;
echo "foo=[$$foo]"

 

五、Makefile文件語法
1 註釋
每行以#開頭的爲註釋;


2 回聲echoing
正常情況下,make打印每條命令,再執行該命令,稱回聲;

在命令前加@,關閉回聲,即只輸出命令的執行結果,出錯則停止執行;

注:

前綴-表示命令執行有錯,忽略錯誤,繼續執行;

不加前綴輸出執行的命令和命令執行的結果,出錯則停止執行;

 

3 通配符
通配符指定一組符合條件的文件;

Makefile通配符與bash一致;

*:任意0個或多個字符

?:任意一個字符

[...]:方括號內任意一個字符


4 模式匹配
make命令允許對文件名進行類似正則運算的匹配,主要用到%;


5 變量和賦值符
自定義變量,使用=賦值;

調用變量,將變量名放在$()中;

Makefile提供四種賦值運算符——=、:=、?=、+=;

(1)=

遞歸展開賦值,默認賦值方式;

var2=$(var1)
var1="TEST"
all:
echo $(var2)
輸出:TEST


(2):=

直接賦值,不會遞歸展開,若引用的變量不存在,則爲空串;

var2:=$(var1)
var1="TEST"
all:
echo $(var2)
輸出:(空串)


(3)?=

若未初始化,則賦值;

var1="test"
var1?="TEST"
var2?="TEST"
all:
<span style="white-space:pre"> </span>echo $(var1) and $(var2)
輸出:test and TEST


(4)+=

將值追加到現有內容末尾;

var1="TEST"
var1+="test"
all:
<span style="white-space:pre"> </span>echo var1
輸出:TESTtest

 


六、內置變量
make命令提供一系列內置變量,如$(CC)指向當前使用的編譯器,$(MAKE)指向當前使用的make工具;

RM:rm -f

AR:ar

CC:cc

CXX:g++

 


七、自動變量
自動變量的值與當前規則有關;

1 [email protected]

表示當前目標;


2 $<

表示第一個前置條件;


3 $?

表示所有比目標更新的前置條件;


4 $^

表示所有前置條件;


5 $(@D)和$(@F)

$(@D)表示[email protected]的目標名,$(@F)表示[email protected]的文件名;

 


八、判斷
Makefile文件使用bash語法,完成判斷;

<條件語句>
<條件爲真,執行程序段>
else
<條件爲假,執行程序段>
endif

1 條件語句

(1)ifeq 比較兩個參數值是否相等

ifeq (arg1, arg2)

ifeq 'arg1' 'arg2'

ifeq "arg1" "arg2"

ifeq 'arg1' "arg2"

ifeq "arg1" 'arg2'

注:參數還可用make函數,如ifeq ($(strip $(foo)),);


(2)ifneq 比較兩個參數值是否不等

ifneq (arg1, arg2)

ifneq 'arg1' 'arg2'

ifneq "arg1" "arg2"

ifneq 'arg1' "arg2"

ifneq "arg1" 'arg2'


(3)ifdef 判斷變量是否有值

ifdef var


(4)ifndef 判斷變量是否無值

ifndef var


舉例1:

bar=
foo=$(bar)
ifdef foo
frobozz=yes
else
frobozz=no
endif
#frobozz值爲yes

舉例2:

foo=
ifdef foo
frobozz=yes
else
frobozz=no
endif
#frobozz值爲no
注:以上舉例說明ifdef只是測試一個變量是否有值,而非把變量擴展到當前位置!

 


九、循環
Makefile文件使用bash語法,完成判斷;
1 寫法一
LIST變量是Makefile變量,引用Makefile變量需使用$()括起來;

而all目標後的命令是shell命令,其中定義的變量也是shell變量,引用shell變量需使用$$作爲開頭,但shell變量不需括號;

LIST = one two three
all:
for i in $(LIST); do \
echo $$i; \
done

2 寫法二
all:
for i in one two three; do \
echo $$i; \
done

 

十、函數
1 函數的調用語法
函數調用,類似變量使用,語法如下:

$(func args) # 推薦!
# 或
${func args}
其中,args參數之間以","隔開,func和args之間以" "隔開;


2 字符串處理函數
(1)$(subst <from>,<to>,<text>)

字符串替換,將字符串<text>中的<from>轉換成<to>,返回替換後的字符串;


(2)$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)

模式字符串替換,查找字符串<text>中符合模式<pattern>的單詞,並替換成<replacement>;

注:<pattern>可包括通配符%,表示任意長度的字符串;

若<replacement>也包括%,則這裏的%是<pattern>中%代表的字符串;


(3)$(strip <string>)

去空格,去掉<string>中開頭和結尾的空白符,返回去掉空格的字符串;


(4)$(findstring <find>,<in>)

查找字符串,在字符串<in>中查找<find>字符串,若找到則返回<find>,否則返回空字符串;


(5)$(filter <pattern...>,<text>)

過濾,以<pattern>模式過濾<text>字符串中的單詞,保留符合模式的單詞,返回符合模式的字符串;

可有多個模式,模式之間以" "隔開;


(6)$(filter-out <pattern...>,<text>)

反向過濾,以<pattern>模式過濾<text>字符串中的單詞,去掉符合模式的單詞,返回不符合模式的字符串;

可有多個模式,模式之間以" "隔開;


(7)$(sort <list>)

排序,給字符串<list>中的單詞以升序排序,返回排序後的字符串;


(8)$(word <n>,<text>)

取單詞,獲取並返回字符串<text>中第<n>個單詞(從1開始),若<n>比<text>中的單詞數大,則返回空字符串;


(9)$(wordlist <s>,<e>,<text>)

取單詞串,獲取並返回字符串<text>中第<s>個到第<e>個的單詞串;


(10)$(words <text>)

單詞個數統計,統計並返回字符串<text>中單詞個數;

注:獲取字符串中最後一個單詞,使用$(word $(words <text>),<text>)


(11)$(firstword <text>)

首單詞,獲取並返回字符串<text>中第一個單詞;

注:等價於$(word 1,<text>)


3 文件名處理函數
(1)$(dir <names...>)

取目錄,從文件名序列<names>中獲取並返回目錄部分;

注:目錄部分指最後一個反斜槓之前的部分,若無反斜槓,則返回"./";


(2)$(notdir <names...>)

取文件,從文件名序列<names>中獲取並返回文件部分;

注:文件部分指最後一個反斜槓之後的部分;


(3)$(suffix <names...>)

取後綴,從文件名序列<names>中獲取並返回各文件的後綴序列,若無後綴,則返回空字符串;


(4)$(basename <names>)

取前綴,從文件名序列<names>中獲取並返回各文件的前綴序列,若無前綴,則返回空字符串;


(5)$(addsuffix <suffix>,<names...>)

加後綴,把<suffix>加到<names>中每個單詞後面並返回;


(6)$(addprefix <prefix>,<names...>)

加前綴,把<prefix>加到<names>中每個單詞前面並返回;


(7)$(join <list1>,<list2>)

連接,將<list2>中的單詞對應的加到<list1>中單詞之後;


(8)$(wildcard <pattern...>)

拓展通配符,用於定義變量和引用函數時通配符失效的情況,獲取符合模式的字符串並返回;


4 其他函數
(1)$(foreach <var>,<list>,<text>)

把<list>中單詞逐一取出放到<var>所指定的變量中,再執行<text>所包含的表達式,每次執行<text>都會返回一個字符串,執行完foreach後返回由多個字符串組成、空格隔開的字符串;

### Makefile 內容
targets := a b c d
objects := $(foreach i,$(targets),$(i).o)

all:
@echo $(targets)
@echo $(objects)

### bash 中執行 make
$ make
a b c d
a.o b.o c.o d.o

(2)$(if <condition>,<then-part>,<else-part>)

### Makefile 內容
val := a
objects := $(if $(val),$(val).o,nothing)
no-objects := $(if $(no-val),$(val).o,nothing)

all:
@echo $(objects)
@echo $(no-objects)

### bash 中執行 make
$ make
a.o
nothing

(3)$(shell <shell-command>)

執行一個shell命令,將執行結果作爲函數返回;


(4)make控制函數

$(error <text>):產生一個致命錯誤,Makefile停止執行

$(warning <text>):輸出警告信息,Makefile繼續執行


(5)$(call <expression>,<para1>,<para2>,...)

<expression>表達式中的變量,如$(1)、$(2)、...等被參數<para1>、<para2>、...依次取代,<expression>的返回值就是call函數的返回值;

### Makefile 內容
log = "====debug====" $(1) "====end===="

all:
@echo $(call log,"正在 Make")

### bash 中執行 make
$ make
====debug==== 正在 Make ====end====

 

十一、Makefile實例
1 編譯C語言項目
edit : main.o kbd.o command.o display.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o

main.o : main.c defs.h
cc -c main.c

kbd.o : kbd.c defs.h command.h
cc -c kbd.c

command.o : command.c defs.h command.h
cc -c command.c

display.o : display.c defs.h
cc -c display.c

clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o

.PHONY: edit clean

2 公共Makefile文件common.mk
#This is the common part for makefile

SOURCE := $(wildcard *.c) $(wildcard *.cc) $(wildcard *.cpp)
OBJS := $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cc,%.o,$(patsubst %.cpp,%.o,$(SOURCE))))
DEPS := $(patsubst %.o,%.d,$(OBJS))
MISSING_DEPS := $(filter-out $(wildcard $(DEPS)),$(DEPS))
CPPFLAGS += -MD

.PHONY : everything objs clean veryclean vc rebuild ct rl

everything : $(TARGETS)

objs : $(OBJS)

clean :
@$(RM) *.o
@$(RM) *.d

veryclean: clean
@$(RM) $(TARGETS)
@$(RM) cscope.out
@$(RM) core*

vc: veryclean

ct:
@$(RM) $(TARGETS)

rl: ct everything

rebuild: veryclean everything

ifneq ($(MISSING_DEPS),)
$(MISSING_DEPS) :
@$(RM) $(patsubst %.d,%.o,[email protected])
endif

-include $(DEPS)

3 Makefile文件編寫訓練
(1)準備工作

準備三個文件file1.c、file2.c、file2.h:

file1.c:

#include <stdio.h>
#include "file2.h"
int main()
{
printf("print file1\n");
File2Print();
return 0;
}
file2.c:

#include "file2.h"
void File2Print()
{
printf("Print file2\n");
}
file2.h:

#ifndef FILE2_H_
#define FILE2_H_

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

void File2Print();

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

(2)Makefile文件基礎編程

helloworld: file1.o file2.o
gcc file1.o file2.o -o helloworld

file1.o: file1.c file2.h
gcc -c file1.c -o file1.o

file2.o: file2.c file2.h
gcc -c file2.c -o file2.o

clean:
rm -rf *.o helloworld
注:

gcc命令中,-c參數將後接文件(.c或.cc)編譯成目標文件(.o),-o參數指定輸出文件名(默認爲.o文件);


(3)Makefile文件進階編程一——使用變量

OBJS = file1.o file2.o
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -O -g

helloworld : $(OBJS)
$(CC) $(OBJS) -o helloworld

file1.o : file1.c file2.h
$(CC) $(CFLAGS) -c file1.c -o file1.o

file2.o : file2.c file2.h
$(CC) $(CFLAGS) -c file2.c -o file2.o

clean:
rm -rf *.o helloworld
注:

gcc命令中,-Wall -O -g參數用於配置編譯器,-Wall參數輸出所有警告信息,-O參數在編譯時優化,-g參數編譯debug版本;

ARFLAGS:ar命令的參數

CFLAGS:C語言編譯器的參數

CXXFLAGS:C++語言編譯器的參數


(4)Makefile文件進階編程二——使用函數

CC = gcc
XX = g++
CFLAGS = -Wall -O –g
TARGET = ./helloworld

%.o: %.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o [email protected]

%.o:%.cpp
$(XX) $(CFLAGS) -c $< -o [email protected]

SOURCES = $(wildcard *.c *.cpp)
OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cpp,%.o,$(SOURCES)))

$(TARGET) : $(OBJS)
$(XX) $(OBJS) -o $(TARGET)
chmod a+x $(TARGET)

clean:
rm -rf *.o helloworld
注:

$(wildcard *.c *.cpp)函數獲取並返回所有以.c或.cpp結尾的文件列表;

$(patsubst %.c,%o,$(SOURCE))函數獲取所有以.c結尾的字符串並替換成以.o結尾的新的文件列表;

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