Linux开发工具——make/makefile

📝前言：
这篇文章我们来讲讲Linux开发工具——make/makefile：

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一，make/makefile基础介绍

make/Makefile用于自动化构建和管理项目。

make

• 功能：make是一个命令工具，它根据Makefile中定义的规则来自动构建和管理项目。它可以自动检测源文件的修改情况，并仅重新编译那些需要更新的目标文件，从而大大提高了编译效率。
• 工作原理：make通过读取Makefile中的规则，分析目标文件和依赖文件之间的关系（简称依赖关系）。然后，它根据文件的时间戳（modify时间）来判断哪些文件需要重新编译。如果一个依赖文件的修改时间晚于目标文件，或者目标文件不存在，make就会执行相应的命令来更新目标文件。
• 使用方法：在项目目录中，只需在命令行中输入make命令，它就会自动查找当前目录下的Makefile，并按照其中的规则进行构建。如果Makefile中有多个目标，make默认构建第一个规则，后面的要指定要构建的特定目标，例如make target_name。

Makefile

• 作用：Makefile是一个文本文件，它包含了一系列规则，用于告诉make工具如何构建项目。它定义了项目中的目标文件、依赖文件以及构建目标所需的命令（方法）。
• 基本结构：Makefile由一系列规则组成，每个规则通常包含以下部分：
  • 目标：通常是要构建的文件，如可执行文件、目标文件或库文件。也可以是一个抽象的目标，如clean用于清理生成的文件。
  • 依赖：目标所依赖的文件列表。
  • 命令：用于构建目标的命令。命令必须以Tab键开头。

（也可以认为：规则 = 依赖关系 + 依赖方法）

二，具体示例

1. 基础示例

先对前面介绍到的基础的概念和用法做演示。

步骤：

1. 现在当前目录下创建Makefile文件：touch ./Makefile
2. 根据需求，编写Makefile
   

解释：

1. code.exe是目标文件，code.c是源文件（这是一组依赖关系，code.exe依赖code.c）
2. Tab开头，后面写依赖方法（构造目标用的命令）
3. 一个抽象的目标clean，可以没有所依赖的文件列表
4. 依赖方法

调用示例：

1. make默认调用第一个规则，即code.exe:code.c这一个
2. make clean，调用clean对应的规则
3. 为什么连续调用make会失败呢？

因为：make根据文件modify的时间戳来判断哪些文件需要重新编译。

1.1 时间戳

那什么是modify时间戳，？
stat查看文件时间属性

• Access：访问时间，当文件被查看，如cat的时候会被修改（但有一些系统会优化，即：多次查看后才修改，为了减少磁盘I/O操作）
• Modify：修改时间，代表文件最后一次被修改的时间，即内容有所改动，Modify就会改变
• Change：变更时间，当文件属性有变化的时候会改变
• Birth：诞生时间，创建时的时间

1.2 是否重新编译判断

当源文件的modify时间相比目标文件“旧”，代表没有源文件没有修改，则不重新编译
当源文件的modify时间相比目标文件“新”，代表源文件修改了，则重新编译

如图：我们在没有执行make之前，只有源文件1，执行完后，有了目标文件1，时间关系如上。此时再执行make就不会再重新编译

如果我们更改了源文件：

这时候，代表有新内容，目标文件就需要重新编译

那有没有办法让make无视时间戳，让依赖方法总是被执行呢？
有的兄弟，有的。那就是特殊目标声明：.PHONY，将目标标记为伪目标。

此时，make 不用去检查伪目标对应的文件是否存在、是否更新，而是直接执行命令

2. 进阶1——依赖链

依赖链的结构就像一个栈：

1. 检查其依赖code.o，发现 code.o 不存在，则依赖方法入栈
2. 检查 code.o 的依赖 code.s，发现 code.s 不存在，则依赖方法也入栈
3. …
4. 检查 code.i 的依赖 code.c，发现 code.c 存在，则执行code.i的依赖方法
5. 将栈中依赖方法依次执行

3. 进阶2——变量替换

定义变量：
=：递归展开变量（不会在定义变量时立即对右侧的表达式进行求值，而是在使用该变量时才进行求值。这意味着变量的值可能会因为其他变量的改变而改变）
:=：简单展开变量（在定义变量时就对右侧的表达式进行求值，变量的值在定义时就已经确定，后续不会因为其他变量的改变而改变）

引用变量：
$(变量名)

示例：

$@ 和 $^：
$@指代目标文件，$^指代依赖文件列表
即上面的内容可以改成：

这里$^会自动对应这个方法的依赖关系中的$(SRC)，$@对应$(BIN)

4. 进阶3——多文件

4.1 获取当前目录下的所有文件

在Makefile中执行命令：$(shell 命令)
使用函数：$(函数名 参数1,参数2…)

获取当前目录下所有.c文件后缀的方法：

1. $(shell ls *.c)，回顾：ls这个命令只列出名称
2. $(wildcard *.c)

输入make运行结果：

执行的命令不回显

在命令前加：@

效果：

4.2 %<

当有多个源文件需要编译成目标文件，且每个源文件的编译命令基本相同时，使用 $< 能避免重复书写源文件名称。

$< 会被自动替换为当前规则中列出的第一个依赖文件的名称。例如，对于规则 target: dep1 dep2 dep3，在其对应的命令里使用 $<，它就代表 dep1

4.3 模式规则

%：通配符，如%.c：所有以.c结尾的文件

%.o: %.c ：这个规则中，%所匹配的内容在目标和依赖中是相同的。（同名）
当 make工具处理这个规则时，会针对每个 .o 文件的构建分别执行一次规则里的命令

错误写法：

报错：

make: *** No targets.  Stop.

因为：%.o: %.c只是一个模式规则，并没有具体构建目标。具体的构建目标是指在 Makefile 中明确指定要构建的文件，文件名需要是完整且能明确指向一个具体文件的。

正确使用示例：

额外语法：

• 命令可以多行，但是也要Tab开头
• 注释用#符号

理解执行过程：

1. 具体构建目标：code.exe，依赖所有.o文件，没有.o文件，于是到下一个规则%.o:%.c
2. %.o:%.c规则中，make会针对每个.o文件分别执行一次命令，此时，每个.o文件变成了这个规则里的具体构建目标

运行结果：

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