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Linux - make/Makefile工具的基础使用

article 2024/9/21 5:35:49

文章目录

- 一、介绍
- 二、工作原理
- 三、使用
- - 1、make的使用
  - 2、make的常用选项
  - 3、Makefile文件
- 四、总结

一、介绍

make工具和 Makefile 文件是 Linux下非常重要的自动化构建工具， Makefile定义了项目的编译规则，指示make如何编译和链接源代码以生成可执行文件或其他输出。并且make 能够根据源文件的时间戳自动判断哪些文件需要重新编译，从而只编译那些需要更新的部分，极大地提高了开发效率。

二、工作原理

make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用touch测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明 make的终极任务，也就是执行文件hello了。
这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

三、使用

1、make的使用

语法：

make

make会从上到下扫描Makefile文件，直到找到第一个目标名。

make name

name : 目标名
make会从上到下扫描Makefile文件，直到找到name。

2、make的常用选项

make -f filename：使用指定的Makefile文件执行构建。
make -C directory：在指定的目录中执行构建。
make -n：显示执行Makefile时将执行的命令，但不实际执行。
make -B：强制重新构建目标，即使目标已经是最新的。
make -j n：使用多个并行任务进行构建，其中n是并行任务的数量（这里的 n 是你希望并行执行的任务数量，通常设置为 CPU 核心数的 1.5 到 2 倍可以获得较好的效果，但这取决于你的具体系统和构建过程中的 I/O 密集度），可以显著提高构建速度。

对于：name -j n 选项
假如你的项目包含大量的源文件，需要编译成多个目标文件（.o 文件），并最终链接成可执行文件。不使用并行任务时（即只使用单个任务），make 会按顺序编译每个源文件，然后链接它们。这可能需要很长时间，尤其是当源文件数量很多时。然而，使用 make -j 8（假设你希望利用 CPU 和可能的 I/O 超线程，这里 8 是 CPU 核心数的两倍），make 会同时启动 8 个编译任务（或者尽可能多，直到达到 8 个），这样 CPU 就可以被更充分地利用，编译过程也会更快。

all: program  
  
program: file1.o file2.o file3.o  
    gcc file1.o file2.o file3.o -o program  
  
file1.o: file1.c  
    gcc -c file1.c -o file1.o  
  
file2.o: file2.c  
    gcc -c file2.c -o file2.o  
  
file3.o: file3.c  
    gcc -c file3.c -o file3.o  
  
clean:  
    rm -f *.o program

此时make会尝试去同时编译三个.o文件。

3、Makefile文件

（1）基础元素

规则（Rules）：
目标（Target）：规则想要生成的文件名，比如可执行文件或对象文件。
依赖（Prerequisites）：生成目标所依赖的文件列表。如果依赖的文件比目标文件更新，则规则中的命令会被执行。
命令（Commands）：生成目标所需执行的命令，通常是编译器或链接器的调用。
变量（Variables）：用于存储文件名、编译器选项等，以便在多个规则中重用。
函数（Functions）：用于处理文件名、执行命令等，提供高级功能。
如: 假设VARIABLE = file.txt 函数$(VARIABLE)用途：将VARIABLE替换成file.txt
注释（Comments）：以#开头的行是注释，不会被make执行。

（2）伪目标
概念：

伪目标（也称为“伪目标”或“标签”）是指那些不代表实际文件名（如文件、目录等）的目标。伪目标主要用于执行某些命令或操作，而不是创建或更新文件名所指向的文件。由于伪目标不代表任何文件，因此每次执行make命令时，伪目标都会被视为已过期（即需要重新执行），除非使用了.PHONY声明来显式标记它们为伪目标。

定义伪目标：
伪目标在Makefile中就像普通目标一样被定义，但是通常不会对应到实际的文件。为了明确地将某个目标标记为伪目标，可以使用.PHONY特殊目标来声明它：

.PHONY: clean  
  
clean:  
    rm -f *.o my_program

在这个例子中，clean是一个伪目标，它用于删除所有的.o文件和my_program可执行文件。通过.PHONY: clean声明，make知道clean是一个伪目标，因此每次执行make clean时，都会执行rm -f *.o my_program命令，而不会去检查是否存在一个名为clean的文件来决定是否需要执行该命令。

（3）利用上面的特性写一个Makefile文件
生成一个可执行程序
代码：

  1 te = test.c                                                                                                                                                                                  
  2 t = test
  3 
  4 $(t) : $(te)
  5 #test : test.c
  6   #gcc -o test test.c             
  7   gcc -o $(t) $(te)               
  8                                   
  9 .PHONY: clean                     
 10 clean:                            
 11   #rm -rf test                    
 12   rm -rf $(t)

解析：

在这里插入图片描述
（4）Makefile的一些高级特性

1、自动变量：
$@：表示规则中的目标文件名。
$<：表示规则中的第一个依赖文件名。
$^：表示规则中的所有依赖文件列表。
2、模式规则：
使用通配符定义规则，如%.o: %.c，表示所有.o文件都由对应的.c文件生成（通过对应的.c文件生成同名的.o文件）。
条件判断：
使用ifeq、ifneq、ifdef和ifndef等关键字进行条件编译。

（5）使用一些高级特性写一个Makefile文件
生成：一个可执行程序

  1 target = test
  2 depend = test.o
  3 
  4 $(target) : $(depend)                                                                                                                                                                        
  5   gcc $^ -o $@
  6 
  7 %.o : %.c
  8   gcc -c $<
  9 
 10 .PHONY: clean
 11 clean:                            
 12   rm -rf $(depend)
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