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新手入門:手把手教你如何寫Makefile

  一、Makefile的規則  在講述這個Makefile之前,還是讓我們先來粗略地看一看Makefile的規則。    target ... : prerequisites ...  command  ...  ...    target也就是一個目標文件,可以是Object File,也可以是執行文件。還可以是一個標簽(Label),對於標簽這種特性,在後續的“偽目標”章節中會有敘述。    prerequisites就是,要生成那個target所需要的文件或是目標。    command也就是make需要執行的命令。(任意的Shell命令)    這是一個文件的依賴關系,也就是說,target這一個或多個的目標文件依賴於prerequisites中的文件,其生成規則定義在command中。說白一點就是說,prerequisites中如果有一個以上的文件比target文件要新的話,command所定義的命令就會被執行。這就是Makefile的規則。也就是Makefile中最核心的內容。    說到底,Makefile的東西就是這樣一點,好像我的這篇文檔也該結束了。呵呵。還不盡然,這是Makefile的主線和核心,但要寫好一個Makefile還不夠,我會以後面一點一點地結合我的工作經驗給你慢慢到來。內容還多著呢。:)    二、一個示例  正如前面所說的,如果一個工程有3個頭文件,和8個C文件,我們為了完成前面所述的那三個規則,我們的Makefile應該是下面的這個樣子的。    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 files.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    反斜槓(\)是換行符的意思。這樣比較便於Makefile的易讀。我們可以把這個內容保存在文件為“Makefile”或“makefile”的文件中,然後在該目錄下直接輸入命令“make”就可以生成執行文件edit。如果要刪除執行文件和所有的中間目標文件,那麼,只要簡單地執行一下“make clean”就可以了。    在這個makefile中,目標文件(target)包含:執行文件edit和中間目標文件(*.o),依賴文件(prerequisites)就是冒號後面的那些 .c 文件和 .h文件。每一個 .o 文件都有一組依賴文件,而這些 .o 文件又是執行文件 edit 的依賴文件。依賴關系的實質上就是說明了目標文件是由哪些文件生成的,換言之,目標文件是哪些文件更新的。    在定義好依賴關系後,後續的那一行定義了如何生成目標文件的操作系統命令,一定要以一個Tab鍵作為開頭。記住,make並不管命令是怎麼工作的,他只管執行所定義的命令。make會比較targets文件和prerequisites文件的修改日期,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,那麼,make就會執行後續定義的命令。    這裡要說明一點的是,clean不是一個文件,它只不過是一個動作名字,有點像C語言中的lable一樣,其冒號後什麼也沒有,那麼,make就不會自動去找文件的依賴性,也就不會自動執行其後所定義的命令。要執行其後的命令,就要在make命令後明顯得指出這個lable的名字。這樣的方法非常有用,我們可以在一個makefile中定義不用的編譯或是和編譯無關的命令,比如程序的打包,程序的備份,等等。    三、make是如何工作的  在默認的方式下,也就是我們只輸入make命令。那麼,    1、make會在當前目錄下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。    2、如果找到,它會找文件中的第一個目標文件(target),在上面的例子中,他會找到“edit”這個文件,並把這個文件作為最終的目標文件。    3、如果edit文件不存在,或是edit所依賴的後面的.o文件的文件修改時間要比edit這個文件新,那麼,他就會執行後面所定義的命令來生成edit這個文件。    4、如果edit所依賴的.o文件也存在,那麼make會在當前文件中找目標為.o文件的依賴性,如果找到則再根據那一個規則生成.o文件。(這有點像一個堆棧的過程)    5、當然,你的C文件和H文件是存在的啦,於是make會生成.o文件,然後再用.o文件生命make的終極任務,也就是執行文件edit了。    這就是整個make的依賴性,make會一層又一層地去找文件的依賴關系,直到最終編譯出第一個目標文件。在找尋的過程中,如果出現錯誤,比如最後被依賴的文件找不到,那麼make就會直接退出,並報錯,而對於所定義的命令的錯誤,或是編譯不成功,make根本不理。make只管文件的依賴性,即,如果在我找了依賴關系之後,冒號後面的文件還是不在,那麼對不起,我就不工作啦。    通過上述分析,我們知道,像clean這種,沒有被第一個目標文件直接或間接關聯,那麼它後面所定義的命令將不會被自動執行,不過,我們可以顯示要make執行。即命令——“make clean”,以此來清除所有的目標文件,以便重編譯。    於是在我們編程中,如果這個工程已被編譯過了,當我們修改了其中一個源文件,比如file.c,那麼根據我們的依賴性,我們的目標file.o會被重編譯(也就是在這個依性關系後面所定義的命令),於是file.o的文件也是最新的啦,於是file.o的文件修改時間要比edit要新,所以edit也會被重新鏈接了(詳見edit目標文件後定義的命令)。    而如果我們改變了“command.h”,那麼,kdb.o、command.o和files.o都會被重編譯,並且,edit會被重鏈接。    四、makefile中使用變量  在上面的例子中,先讓我們看看edit的規則:    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 files.o utils.o    我們可以看到[.o]文件的字符串被重復了兩次,如果我們的工程需要加入一個新的[.o]文件,那麼我們需要在兩個地方加(應該是三個地方,還有一個地方在clean中)。當然,我們的makefile並不復雜,所以在兩個地方加也不累,但如果makefile變得復雜,那麼我們就有可能會忘掉一個需要加入的地方,而導致編譯失敗。所以,為了makefile的易維護,在makefile中我們可以使用變量。makefile的變量也就是一個字符串,理解成C語言中的宏可能會更好。    比如,我們聲明一個變量,叫objects, OBJECTS, objs, OBJS, obj, 或是 OBJ,反正不管什麼啦,只要能夠表示obj文件就行了。我們在makefile一開始就這樣定義:    objects = main.o kbd.o command.o display.o   insert.o search.o files.o utils.o    於是,我們就可以很方便地在我們的makefile中以“$(objects)”的方式來使用這個變量了,於是我們的改良版makefile就變成下面這個樣子:    objects = main.o kbd.o command.o display.o insert.o search.o files.o utils.o    edit : $(objects)  cc -o edit $(objects)  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 $(objects)    於是如果有新的.o 文件加入,我們只需簡單地修改一下 objects 變量就可以了。    關於變量更多的話題,我會在後續給你一一道來。    五、讓make自動推導  GNU的make很強大,它可以自動推導文件以及文件依賴關系後面的命令,於是我們就沒必要去在每一個[.o]文件後都寫上類似的命令,因為,我們的make會自動識別,並自己推導命令。    只要make看到一個[.o]文件,它就會自動的把[.c]文件加在依賴關系中,如果make找到一個whatever.o,那麼whatever.c,就會是whatever.o的依賴文件。並且 cc -c whatever.c 也會被推導出來,於是,我們的makefile再也不用寫得這麼復雜。我們的是新的makefile又出爐了。    objects = main.o kbd.o command.o display.o insert.o search.o files.o utils.o    edit : $(objects)  cc -o edit $(objects)    main.o : defs.h  kbd.o : defs.h command.h  command.o : defs.h command.h  display.o : defs.h buffer.h  insert.o : defs.h buffer.h  search.o : defs.h buffer.h  files.o : defs.h buffer.h command.h  utils.o : defs.h    .PHONY : clean  clean :  rm edit $(objects)    這種方法,也就是make的“隱晦規則”。上面




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