一个工程实例来学习 Makefile

摘自:http://www.cnblogs.com/OpenShiFt/p/4313351.html

Makefile 文件的编写

学习前的准备

需要准备的工程目录结构如下：

.├── add│   ├── add_float.c│   ├── add.h│   └── add_int.c├── main.c└── sub    ├── sub_float.c    ├── sub.h    └── sub_int.c

文件编译为可执行文件cacu

NOTE：需要的源代码:MakefileExample.tar

Makefile的介绍

使用 GCC 的命令行进行程序编译在单个文件下是比较方便的，当工程中的文件逐渐增多，甚至变得十分庞大的时候，使用 GCC 命令编译就会变得力不从心。Linux 中的 make 工具提供了一种管理工程的功能，可以方便的进行程序的编译，对更新的文件进行重编译。

Makefile的基本格式为：

TARGET... : DEPENDEDS...  COMMAND    ...    ...

• TARGET:规则所定义的目标，通常是最后生成的文件，也可以是一个“动作”，称之为“伪目标”。
• DEPENDEDS：执行此规则所必须的依赖条件。
• COMMAND：规则所执行的命令。命令可以是多个，每个命令占一行，以 Tab 开头。

动手编写多文件工程的Makefile

1.命令行编译程序

如果在命令行下手动编译该程序比较麻烦，需要先编译每个文件，生成目标文件，最后再将5个目标文件编译成可执行文件。

#get add_int.o targetgcc -c add/add_int.c -o add/add_int.o -ggdb#get add_float.o targetgcc -c add/add_float.c -o add/add_float.o -ggdb#get sub_float.o targetgcc -c sub/sub_float.c -o sub/sub_float.o -ggdb#get sub_int.o targetgcc -c sub/sub_int.c -o sub/sub_int.o -ggdb#get main.o targetgcc -c main.c -o main.o -Iadd -Isub -ggdb#get cacu bin filegcc -o cacu add/add_int.o add/add_float.o sub/sub_int.o sub/sub_float.o main.o -ggdb#get main.S targetgcc -S add/add_int.o add/add_float.o sub/sub_int.o sub/sub_float.o main.o

2.多文件的Makefile

使用make进行项目管理，需要编写Makefile。在编译时，make程序按照顺序从Makefile文件中读取指令，依次执行！

#get cacu bin filecacu:add_int.o add_float.o sub_int.o sub_float.o main.o  gcc -o cacu add/add_int.o add/add_float.o \    sub/sub_int.o sub/sub_float.o main.o -ggdb#get add_int.o targetadd_int.o:add/add_int.c add/add.h  gcc -c -o add/add_int.o add/add_int.c -ggdb#get add_float.o targetadd_float.o:add/add_float.c add/add.h  gcc -c -o add/add_float.o add/add_float.c -ggdb#get sub_int.o targetsub_int.o:sub/sub_int.c sub/sub.h  gcc -c -o sub/sub_int.o sub/sub_int.c -ggdb#get sub_float.o targetsub_float.o:sub/sub_float.c sub/sub.h  gcc -c -o sub/sub_float.o sub/sub_float.c -ggdb#get main.o targetmain.o:main.c add/add.h sub/sub.h  gcc -c -o main.o main.c -Iadd -Isub -ggdb#clean projectclean:  rm -f cacu add/add_int.o add/add_float.o \    sub/sub_int.o sub/sub_float.o main.o

当需要编译工程时，直接在工程目录中执行 make即可。如果想清除编译过程中生成的目标文件和cacu，执行 make clean即可。

3.使用用户自定义变量的Makefile

在Makefile文件中，用户可以自定义变量，方便用户修改参数。使用变量后，原本冗长的文件可以化简为：

CC = gccCFLAGS = -Iadd -Isub -O2OBJS = add/add_int.o add/add_float.o sub/sub_float.o sub/sub_int.o main.oTARGET = cacuRM = rm -f$(TARGET):$(OBJS)  $(CC) -o $(TARGET) $(OBJS) $(CFLAGS)$(OBJS):%o:%c  $(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@clean:  $(RM) $(TARGET) $(OBJS)

NOTE： $(OBJS):%.o:%.c中 %.o:%.c 是将 $(OBJS) 中以 .o 结尾的文件替换成以 .c 结尾的文件。

其中 $< 和 $@ 是自动化变量,下一节会介绍。

4.使用预定义变量的Makefile

在Makefile中还有一些变量是系统预定义的，用户可以直接使用。

Makefile中经常使用的变量及含义

变量名含 义默 认 值AR生成静态库库文件的程序名称arAS汇编编译器的名称asCCC语言编译器的名称ccCPPC语言预编译器的名称\$(CC) -ECXXC++语言编译器的名称g++FCFORTRAN语言编译器的名称f77RM删除文件程序的名称rm -fARFLAGS生成静态库库文件程序的选项无默认值ASFLAGS汇编语言编译器的编译选项无默认值CFLAGSC语言编译器的编译选项无默认值CPPFLAGSC语言预编译器的编译选项无默认值CXXFLAGSC++语言编译器的编译选项无默认值FFLAGSFORTRAN语言编译器的编译选项无默认值

因此，前面的Makefile文件可以改写成：

CFLAGS = -Iadd -Isub -O2OBJS = add/add_int.o add/add_float.o \     sub/sub_int.o sub/sub_float.o main.oTARGET = cacu$(TARGET):$(OBJS)  $(CC) -o $(TARGET) $(OBJS) $(CFLAGS)clean:  -$(RM) $(TARGET) $(OBJS)

其中变量 $(CC) $(RM)可以直接使用，默认值分别是 cc和 rm -f。另外CFLAGS等变量是调用编译器时的默认选项配置，在生成 main.o时没有指定编译选项，make程序自动调用了文件中定义的CFLAGS选项来增加头文件的搜索路径。

5.使用自动变量的Makefile

还记得上面出现的 \$< 和 \$@ 吗？它们是Makefile中的自动变量，分别代表依赖项和目标项。下面是一些常见的自动变量及其含义：

Makefile 中常见的自动变量和含义

变量含义*表示目标文件的名称，不包含目标文件的扩展名+表示所有的依赖文件，这些依赖文件之间以空格分开，按照出现的先后为顺序，其中可能包含重复的依赖文件<表示依赖项中第一个依赖文件的名称?依赖项中，所有目标文件时间戳晚的依赖文件，依赖文件之间以空格分开@目标项中目标文件的名称^依赖项中，所有不重复的依赖文件，这些文件之间以空格分开

由此，对上面的Makefile文件进行重写，代码如下：

CFLAGS = -Iadd -Isub -O2OBJS = add/add_int.o add/add_float.o \     sub/sub_int.o sub/sub_float.o main.oTARGET = cacu$(TARGET):$(OBJS)  $(CC) $^ -o $@ $(CFLAGS)$(OBJS):%o:%c  $(CC) -c $< -o $@ $(CFLAGS)clean:  -$(RM) $(TARGET) $(OBJS)

6.设置搜索路径

在大的系统中，通常存在很多目录，手动添加目录的方法不仅十分笨拙而且容易造成错误。Make 的目录搜索功能提供了一个解决此问题的方法，指定需要搜索的目录， make 会自动找到指定文件的目录并添加到文件上， VPATH 变量可以实现此目的。VPATH 变量的使用方法如下：

VPATH = path1:path2:...

VPATH 右边是冒号（:）分割路径名称，例如下面的指令：

VPATH = add:subadd_int.o:%.o:%.c  $(CC) -c -o $@ $<

Make 的搜索路径包含 add 和 sub 目录。add_int.o 规则自动扩展成如下代码：

add_int.o:add/add_int.c  cc -c -o add_int.o add/add_int.c

用添加路径的方法改写上面的 Makefile 文件，代码如下：

CFLAGS = -Iadd -Isub -O2OBJDIR = objsVPATH = add:sub:.OBJS = add_int.o add_float.o sub_int.o sub_float.o main.oTARGET = cacu$(TARGET):$(OBJSDIR) $(OBJS)  $(CC) -o $(TARGET) $(OBJDIR)/*.o $(CFLAGS)$(OBJDIR):  mkdir -p ./$@$(OBJS):%.o:%.c   $(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $(OBJDIR)/$@clean:  -$(RM) $(TARGET)  -$(RM) $(OBJDIR)/*.o -r

7.自动推导规则

使用命令 make 编译扩展名为 .c 的 C 语言文件的时候，源文件的编译规则不用明确地给出。这是因为 make 进行编译的时候会使用一个默认的编译规则，按照默认规则完成对 .c 文件的编译，生成对应的 .o 文件。它执行命令cc -c来编译 .c 源文件。在 Makefile 中只需要给出需要重建的目标文件（一个 .o 文件），make 会自动为这个 .o 文件寻找合适的依赖文件（对应的 .c 文件），并且使用默认的命令来构建这个目标文件。

对于上边的例子，默认规则是使用命令 cc -c main.c -o main.o来创建文件 main.o 。对一个目标文件是“文件名.o“，依赖文件是”文件名.c“的规则，可以省略其编译规则的命令行，由 make 命令决定如何使用编译命令和选项。此默认规则称为 make 的隐含规则。

这样，在书写 Makefile 时，就可以省略掉描述 .c 文件和 .o 依赖关系的规则，而只需要给出那些特定的规则描述（.o 目标所需要的 .h 文件）。因此上面的例子可以使用更加简单的方式书写， Makefile 文件的内容如下：

CFLAGS = -Iadd -Isub -O2VPATH = add:subOBJS = add_int.o add_float.o sub_int.o sub_float.o main.oTARGET = cacu$(TARGET):$(OBJS)  $(CC) -o $(TARGET) $(OBJS) $(CFLAGS)clean:  -$(RM) $(TARGET)  -$(RM) $(OBJS)

8.递归 make

对于规模比较大的程序，需要多个人在多个目录下进行开发。如果只用一个 Makefile 来维护就会比较麻烦，因此可以在每个目录下建立自己的 Makefile ，然后在总控 Makefile 中调用子目录的 Makefile 文件。

目录结构如下：

.├── add│   ├── add_float.c│   ├── add.h│   ├── add_int.c│   └── Makefile├── main.c├── Makefile└── sub    ├── Makefile    ├── sub_float.c    ├── sub.h    └── sub_int.c

1.递归调用的方式

add：  cd add && $(MAKE)

它等价于

add：  $(MAKE) -C add

2.总控Makefile

CC = gccCFLAGS = -O2TARGET = cacuexport OBJSDIR = $(shell pwd)/objs$(TARGET):$(OBJSDIR) main.o  $(MAKE) -C add  $(MAKE) -C sub  $(CC) -o $(TARGET) $(OBJSDIR)/*.o$(OBJSDIR):  mkdir -p $@main.o:%.o:%.c  $(CC) -c $< -o $(OBJSDIR)/$@ $(CFLAGS) -Iadd -Isubclean:  -$(RM) $(TARGET)  -$(RM) $(OBJSDIR)/*.o

如果总控 Makefile 中的一些变量需要传递给下层的 Makefile，可以使用 export 命令。如： export OBJSDIR = ./objs

3.子目录Makefile的编写

Add 目录下的 Makefile 如下：

OBJS = add_int.o add_float.oall:$(OBJS)$(OBJS):%.o:%.c  $(CC) -c $< -o $(OBJSDIR)/$@ $(CFLAGS)clean:  $(RM) $(OBJS)

Sub 目录下的 Makefile 如下：

OBJS = sub_int.o sub_float.oall:$(OBJS)$(OBJS):%.o:%.c  $(CC) -c $< -o $(OBJSDIR)/$@ $(CFLAGS)clean:  $(RM) $(OBJS)

Makefile 中的函数

1.获取匹配模式的文件名wildcard

这个函数的功能是查找当前目录下所有符合模式 PATTERN 的文件名，其返回值是以空格分割的、当前目录下的所有符合模式 PATTERN 的文件名列表。其原型如下：

$(wildcard PATTERN)

例如，如下模式返回当前目录下所有扩展名位 .c 的文件列表。

$(wildcard *.c)

2.模式替换函数patsubst

这个函数的功能是查找字符串 text 中按照空格分开的单词，将符合模式 pattern 的字符串替换成 replacement。 Pattern 中的模式可以使用通配符， % 代表 0 个到 n 个字符，当 pattern 和 replacement 中都有 % 时，符合条件的字符将被 replacement 中的替换。函数的返回值是替换后的新字符串。其原型如下：

$(patsubst pattern, replacement, text)

例如，需要将 C 文件替换为 .o 的目标文件可以使用如下模式：

$(patsubst %.c, %.o, add.c)

上面的模式将 add.c 字符串作为输入，当扩展名为 .c 时符合模式 %.c ,其中 % 在这里代表 add，替换为 add.o，并作为输出字符串。

$(patsubst %.c, %.o, $(wildcard *.c))

输出的字符串将当前扩展名为 .c 的文件替换成 .o 的文件列表。

3.循环函数foreach

这个函数的原型为：

$(foreach VAR, LIST, TEXT)

函数的功能为 foreach 将 LIST 字符串中一个空格分割的单词，先传给临时变量 VAR ，然后执行 TEXT 表达式， TEXT 表达式处理结束后输出。其返回值是空格分割表达式 TEXT 的计算结果。

例如，对于存在 add 和 sub 的两个目录，设置 DIRS 为 "add sub ./" 包含目录 add、sub 和当前目录。表达式 $(wildcard $(dir)/*.c),可以取出目录 add 和 sub 及当前目录中的所有扩展名为 .c 的C语言源文件：

DIRS = sub add ./FILES = $(foreach dir, $(DIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))

利用上面几个函数对原有的 Makefile 文件进行重新编写，使新的 Makefile 可以自动更新各个目录下的C语言源文件：

CC = gccCFLAGS = -O2 -Iadd -IsubTARGET = cacuDIRS = sub add .FILES = $(foreach dir, $(DIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))OBJS = $(patsubst %.c, %.o, $(FILES))$(TARGET):$(OBJS)  $(CC) -o $(TARGET) $(OBJS)clean:  -$(RM) $(TARGET)  -$(RM) $(OBJS)

总结

至此，已经可以阅读大部分软件的 Makefile 了～～～