Makefile學(xué)習(xí)筆記
概述
什么是makefile？或許很多Windows程序員都不知道這個(gè)東西，因?yàn)槟切￤indows端IDE都為你做了這個(gè)工作，但我覺得要做一個(gè)professional的程序員，makefile還是要懂。這就好像現(xiàn)在有這么多的HTML的編輯器澳腹，但如果你想成為一個(gè)專業(yè)人士，你還是要了解HTML的能力杨何。特別在Unix下的軟件編譯酱塔，你就不能不自己寫makefile，會(huì)不會(huì)寫makefile危虱，從一個(gè)側(cè)面說明了一個(gè)程序員是否具備完成大型工程的能力羊娃。
因?yàn)閙akefile關(guān)系到整個(gè)工程的編譯規(guī)則。一個(gè)工程中的源文件不計(jì)其數(shù)埃跷，其按類型蕊玷、功能、模塊分別放在若干個(gè)目錄中弥雹，makefile定義了一系列的規(guī)則來指定垃帅，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要重新編譯剪勿，甚至于進(jìn)行更復(fù)雜的功能操作贸诚，因?yàn)閙akefile就像一個(gè)shell腳本一樣，其中也可以執(zhí)行操作系統(tǒng)的命令窗宦。
makefile帶來的好處就是“自動(dòng)化編譯”赦颇，一旦寫好，只需要一個(gè)make命令赴涵，整個(gè)工程完全自動(dòng)編譯，極大的提高了軟件開發(fā)的效率订讼。make是一個(gè)命令工具髓窜，是一個(gè)解釋makefile中指令的命令工具，一般來說，大多數(shù)的IDE都有這個(gè)命令寄纵，比如：Delphi的make鳖敷，Visual C++的nmake，Linux下GNU 的make程拭《猓可見，makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法恃鞋。
不同廠商的make各不相同崖媚，也有不同的語法，但是本質(zhì)都是在文件依賴性上做文章恤浪，這里僅對(duì)GNU的make進(jìn)行講述畅哑，版本make3.80.該make是應(yīng)用最為廣泛的，也是用的最多的水由，而且還是最遵循與IEEE 1003.2-1992標(biāo)準(zhǔn)的（POSIX2）荠呐。
這篇文檔中，以C/C++源碼作為講述基礎(chǔ)砂客，其中必然涉及一些關(guān)于C/C++編譯的知識(shí)泥张，相關(guān)內(nèi)容可查閱相關(guān)編譯器文檔獲得，這里默認(rèn)為gcc和g++鞠值。
關(guān)于程序的編譯和鏈接
一般來說媚创，無論是C、C++齿诉，首先要把源文件編譯成中間代碼文件筝野，Windows下.obj或Unix下.o，即Object File粤剧，這個(gè)動(dòng)作叫做編譯（compile）歇竟。然后再把大量的Object File合成執(zhí)行文件，這個(gè)動(dòng)作叫做鏈接（link）抵恋。
編譯時(shí)焕议，編譯器需要的是語法的正確，函數(shù)與變量聲明的正確弧关。對(duì)于后者盅安，通常是你需要告訴編譯器頭文件的所在位置（頭文件中應(yīng)該只是聲明，而定義應(yīng)該放在C/C++文件中）世囊，只要所有語法正確别瞭，編譯器就可以編譯出中間目標(biāo)文件。一般來說株憾，每個(gè)源文件都應(yīng)該對(duì)應(yīng)于中間目標(biāo)文件蝙寨。
鏈接時(shí)晒衩，主要是鏈接函數(shù)和全局變量，所以墙歪，我們可以使用這些中間目標(biāo)文件來鏈接我們的應(yīng)用程序听系。連接器并不管函數(shù)所在的源文件，只管函數(shù)的中間目標(biāo)文件虹菲，在大多數(shù)時(shí)候靠胜，由于源文件太多，編譯生成的中間目標(biāo)文件太多毕源，而在鏈接時(shí)需要明確的指出中間目標(biāo)文件名浪漠，這對(duì)于編譯很不方便，所以我們要給中間目標(biāo)文件打個(gè)包脑豹，在Windows下這種包叫庫文件（Library File, * .lib）郑藏，在Unix下是Archive File，* .a瘩欺。
總結(jié)一下必盖，源文件首先會(huì)生成中間目標(biāo)文件，再由中間目標(biāo)文件生成執(zhí)行文件俱饿。在編譯時(shí)歌粥，編譯器只檢測(cè)程序語法，和函數(shù)拍埠、變量是否被聲明失驶。如果函數(shù)未被聲明，編譯器會(huì)給出一個(gè)警告枣购，但可以生成Object File嬉探。而在鏈接程序時(shí)，鏈接器會(huì)在所有的Object File中找尋函數(shù)的實(shí)現(xiàn)棉圈。如果找不到涩堤，那就會(huì)報(bào)鏈接錯(cuò)誤碼（Linker Error），在VC下分瘾，這種錯(cuò)誤一般是：Link2001胎围，意思是，鏈接器未能找到函數(shù)實(shí)現(xiàn)德召，你需要指定函數(shù)的Object File白魂。
Makefile介紹
make命令執(zhí)行時(shí)，需要一個(gè)Makefile文件上岗，以告訴make命令需要怎樣去編譯和鏈接程序福荸。
首先，我們用一個(gè)示例來說明Makefile的書寫規(guī)則肴掷。以便給大家一個(gè)感性認(rèn)識(shí)逞姿。這個(gè)示例來源于GNU的make使用手冊(cè)辞嗡，在這個(gè)示例中捆等，我們的工程有8個(gè)C文件滞造，和3個(gè)頭文件，我們要寫一個(gè)Makefile來告訴make命令如何編譯和鏈接這幾個(gè)文件栋烤。
我們的規(guī)則是：
- 如果這個(gè)工程沒有編譯過谒养，那么我們的所有C文件都要編譯并被鏈接；
- 如果這個(gè)工程的某幾個(gè)C文件被修改明郭，那么我們只編譯被修改的C文件买窟；
- 如果這個(gè)工程的頭文件被改變了，那么我們需要編譯引用了這幾個(gè)頭文件的C文件薯定，并鏈接目標(biāo)程序始绍。
只要我們的Makefile寫的夠好，所有的這一切话侄，我們只用一個(gè)make命令就可以完成亏推，make命令會(huì)自動(dòng)地根據(jù)當(dāng)前的文件修改的情況來確定哪些文件需要重編譯，從而自己編譯所需要的文件和鏈接目標(biāo)程序年堆。
一吞杭、Makefile的規(guī)則
target ... : prerequisites ...
command
...
target是一個(gè)目標(biāo)文件，可以是Object File变丧，也可以是執(zhí)行文件芽狗，還可以是一個(gè)標(biāo)簽（Label）。對(duì)于標(biāo)簽這種特性痒蓬，在后續(xù)的偽目錄章節(jié)中會(huì)有敘述童擎。
prequisites是生成target所需要的文件。
command是make需要執(zhí)行的命令（任意的Shell命令）攻晒。
這是一個(gè)文件的依賴關(guān)系顾复，也就是說，target中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)文件依賴于prerequisites中的文件炎辨，其生成規(guī)則定義在command中捕透。因此，prerequisites中如果有一個(gè)及以上的文件比target要新的話碴萧，command中定義的命令就會(huì)被執(zhí)行乙嘀。這就是Makefile的最核心規(guī)則。
二破喻、一個(gè)示例
正如前面所說的虎谢，如果一個(gè)工程有3個(gè)頭文件，和8個(gè)C文件曹质，我們?yōu)榱送瓿汕懊嫠龅哪侨齻€(gè)規(guī)則婴噩，我們的Makefile應(yīng)該是下面的這個(gè)樣子的擎场。
edit : main.o kbd.o command.o display.o\
insert.o search.o files.o utils.o
cc -o edit main.o kbd.o command.o display.o\
insert.o search.o utils.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 buffer.h
cc -c display.c
insert.o : insert.c defs.h buffer.h
cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h buffer.h
cc -c search.c
files.o : files.c defs.h buffer.h command.h
cc -c files.c
utils.o : utils.c defs.h
cc -c utils.c
clean :
rm edit main.o kbd.o command.o display.o\
insert.o search.o files.o utils.o
反斜杠（\）是換行符的意思。這樣可以使Makefile易讀几莽。
把這個(gè)內(nèi)容保存在文件名為Makefile或makefile的文件中迅办，然后在該目錄下，直接輸入命令make命令就可以生成執(zhí)行文件edit章蚣。如果要?jiǎng)h除執(zhí)行文件和所有的中間目標(biāo)文件站欺，那么只要簡(jiǎn)單地執(zhí)行一下make clean就可以了。
在這個(gè)makefile中纤垂，目標(biāo)文件（target）包含：執(zhí)行文件edit和中間目標(biāo)文件* .o矾策，依賴文件（prerequisites）就是冒號(hào)后面的那些 .c和 .h文件。每一個(gè) .o文件都有一組依賴文件峭沦，而這些 .o文件又是執(zhí)行文件edit的依賴文件贾虽。依賴關(guān)系實(shí)質(zhì)上就是說明了目標(biāo)文件是由哪些文件生成的，換言之吼鱼，目標(biāo)文件是被哪些文件更新的蓬豁。
在定義好依賴依賴關(guān)系后，后續(xù)的那一行定義了如何生成文件的操作系統(tǒng)命令蛉抓，一定要以一個(gè)TAB鍵開頭庆尘。make并不管命令是怎么工作的，他只管執(zhí)行所定義的命令巷送。make會(huì)比較targets文件和prereuisites文件的修改日期驶忌，如果prerequisites文件的日期要比targets文件的日期要新，或者target不存在的話笑跛，make就會(huì)執(zhí)行后續(xù)指令付魔。
clean不是一個(gè)文件，而只是一個(gè)動(dòng)作名飞蹂。其冒號(hào)后什么也沒有几苍，make就不會(huì)自動(dòng)去找文件依賴性，也就不會(huì)自動(dòng)執(zhí)行其后所定義的命令陈哑。要執(zhí)行其后的命令妻坝，就要在make命令后明顯的指出這個(gè)label的名字。這樣的方法非常有用惊窖，使我們可以在一個(gè)makefile中定義不用的編譯或是和編譯無關(guān)的命令刽宪，比如程序打包和程序的備份等等。
