makefile编写过程中的难点

Note：

这篇博客用于讲解makefile编写过程中的一些难点，不是makefile的基础教程，不建议初学者阅读。这篇博客参考了其他的书籍和文章，在最后会给出，有需要的可以去看一下。笔者看过《GNU+Make项目管理(第三版)》和《跟我一起写Makefile-陈皓》，其中前者晦涩难懂，适合进阶阅读，后者的话就比较适合初学者阅读。在学习makefile编写之前，建议先学会gcc编译的方法和步骤，关于gcc相关的知识，笔者在以后也会更新。

What is this：

这篇文章将会带你学习makefile的变量用法、隐含规则、定义模式规则、自动化规则、相关函数等。

规则

makefile文件包含了一组用于编译应用程序的规则。make所看到的第一项规则会被作为默认规则使用。规则可分为三个部分：目标（target）、依赖目标或称必要条件（prerequisite）、命令（command）：

target : prereq1 prereq2
commands

target 是一个必须建立的文件或进行的事情（伪目标）；prerequisite或依存对象（dependent）是target被成功创建之前必须事先存在的文件；command是通过prerequisite生成target所需的shell命令，通常放到TAB符之后。
当make被要求处理某项规则时，它首先会找出prerequisite和target中指定的文件。如果prerequisite中存在关联到其他规则的文件，则make会先完成相应规则的更新动作，然后才会考虑target。如果prerequisite的存在时间在target时间之后，则make会执行命令以便重新建立target。command是在被传递给shell，并在subshell中运行，所以如果你希望第二条命令在同样的subshell中运行，就应该把两条命令写在一行，用分号隔开。

隐含规则

隐含规则不是模式规则就是后缀规则，当make检查一个target，如果找不到更新它的规则，就会使用隐含规则

定义模式规则

你可以使用模式规则定义一个隐含规则。模式规则一般是这样的：

%.o : %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $< -o $@

在模式规则中，至少在target中需要包含%，否则就是一般规则了。在target中，%代表任意字符，在prerequisite中，%和target的%表示的意思相同；也就是说，如果%.o 代表a.o b.o c.o ，那么%.c 就一定代表a.c b.c c.c 。这个模式规则就指出了怎么从一个.c文件生成相应的.o文件。

自动化变量

上面使用到了<@变量，这里就来讲解一下自动化变量。自动化变量，顾名思义，就是会自动生成内容的变量，具体生成的内容是什么，下面进行详细分析：

自动化变量 代表的意义 $@ 规则中的target $< prerequisite中的第一个目标的名字，如果prerequisite是以模式（%）定义的，
那么$<将是符合模式的一系列文件集。 $? 所有比target新的prerequisite的集合，以空格分隔 $^ 所有prerequisite的集合，以空格分开，如果prerequisite中有多个重复，那么
这个变量会去除重复的prerequisite $* 这个变量表示目标模式中%及其之前的部分，如果目标是dir/a.foo.b ，
并且目标的模式是a.%.b，那么$*的值就是dir/a.foo。

相关函数

1. Subst()
   用法：$(subst <from> ,<to>,<text>)
   名称：字符串替换函数
   功能：把字符串<text>中的<from>字符串替换成<to>
   返回：函数返回被替换过后的字符串
2. patsubst
   用法：$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)
   名称：模式字符串替换函数
   功能：查找<text>中的单词（单词以空格、Tab、或回车、换行符分隔）是否符合模式<pattern>，如果匹配的话，则以<replacement>替换，这里<pattern>可以包括通配符“%”，表示任意长度的字符串，如果<replacement>也包括“%”，那么<replacement>中的这个“%”将是<pattern>中的那个“%”所代表的字符串
   返回：函数返回被替换过的字符串
   示例：$(patsubst %.c %.o x.c.c bar.c)把字符串“x.c.c bar.c”符合模式%.c的单词替换成%.o，返回结果是“x.c.o bar.o”
3. strip
   用法： $(strip <string>)
   名称：去掉空格函数
   功能：去掉<string>字符串开头和结尾的空格
4. shell
   功能：它的参数应该是操作系统shell的命令，它和反引号是相同的功能。shell函数把操作系统命令后的输出作为函数返回。
   示例：files := $(shell echo *.c)
5. findstring
   用法：$(findstring <find>,<in>)
   名称：查找字符串函数
   功能：在字符串<in>中查找<find>字符串
   返回：如果找到，则返回<find>，否则返回空字符串

CFLAGS编译器参数

这里为什么要讲CFLAGS呢？CFLAGS是c语言编译器参数，在makefile文件中经常会用到CFLAGS，所以在这里对CFLAGS也做一些解释。
例如编译c程序的隐含规则命令：(CC)−c(CFLAGS) $(CPPFLAGS)，其中：

• $(CC)是c语言编译程序
• $(CFLAGS)是c语言编译器参数
• $(CPPFLAGS)是c预处理器参数

这里用$(CFLAGS)代替了gcc的很多选项，比如-w -i等，将这些值定义成一个变量，主要是为了方便书写和管理，如果每次使用相同配置的gcc都要输入一长串的参数值，很容易出现错误。CFLAGS出现的一些常用的值如下：
- -W/-Wall：-W，在编译中开启一些额外的warning信息。-Wall，将所有的警告信息全开
- -w：禁止输出warning消息
- -I： 指定头文件所在的文件夹，使用示例：-I/path/inc
- -L：指定函数库所在的文件夹，使用示例：-L/path/lib
- -l：指定所使用到的函数库，使用示例-llibxxx.a
- -D：打开宏，使用示例：-DLOW_POWER，相当于在所有的文件前面加上#define LOW_POWER 1; -DLOW_POWER=5,相当于#define LOW_POWER 5;
- -U：关闭宏，使用示例：-ULOW_POWER，相当于在所有文件前面加上#undef LOW_POWER
- Wl option：传递option给连接程序
- -share：尽量使用动态库
- -x：设定文件所使用的语言,使后缀名无效,对以后的多个有效.也就是根据约定C语言的后缀名称是.c的，而c++的后缀名是.c或者.cpp，使用示例：-x c filename

参考文档

《跟我一起写Makefile-陈皓》
《GNU+Make项目管理(第三版)》
gcc编译参数