深入了解Linux —— make和makefile自动化构建工具
什么是make/makefile
在之前写代码的过程中，我们都是对一个文件进行编译链接（
gcc编译)，但是如果一个项目中，源代码文件非常的多，我们总不能一个一个的进行编译链接，这也太麻烦了；所以现在就来学习make/makefile实现自动化构建
make是一个命令工具，是一个解释makefile在指令的命令工具，大多数的IDE都存在这个命令。
makefile成为一种在工程方面的编译方法。
makefile是一个文件，make是一个命令；二者搭配使用来完成项目的自动化构建makefile的好处就是自动化构建，写好makefile文件以后就只需make命令就可以完成项目工程的自动化构建，提点高了软件开发的效率
其实会不会写makefile文件，也侧面反映了其是否具备完成大型工程的能力
在一个工程中源代码文件，按照类型、功能、模块分别放到了若干个目录下，makefile定义一系列的规则来指定哪些文件需要先编译、哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至进行更加复杂的操作。
makefile基本使用
首先先来看一个makefile如何使用（以及如何编写）
现在有一个已经写好的makefile文件（这里简单使用一下）
我们在当前目录下编写一个code.c文件，并且写上一个简单的代码
现在就来使用make命令
我们看到，使用make命令就自动编译code.c文件形成code可执行程序了。
现在就来看一下makefile中内容有和含义呢?
code:code.c
gcc code.c -o code
.PHONY:clean
clean:
rm -f code
1. 依赖关系和依赖方法
对于上述makefile文件，在介绍之前我们先来想要个问题，就是依赖关系和依赖方法
- 依赖关系：所谓依赖关系就表明两个事物（这里指目标文件和依赖文件）之间关系（就像现实生活中两个人之间的关系一样）
- 依赖方法：有了依赖关系，那应该做什么呢？，依赖方法就表明（这里表示要如何生成目标文件）；（就像现实生活中，你需要向朋友寻求帮助，有了你们是朋友这一关系，接下来就要表明你要做什么了）
了解了依赖关系和依赖方法，接下来看目标文件和依赖文件
目标文件和依赖文件，其实就是两个有着依赖关系的文件（依赖文件可以有多个），如上图就表示
code依赖code.c文件而依赖关系就表明了，如何由依赖文件列表生成
目标文件。
这样我们就很好理解了，上述makefile文件中，code作为目标文件、code.c作为依赖文件、通过依赖关系gcc code.c -o code来生成目标文件。
2. 伪目标.PHONY
对于上述makefile，我们连续执行多次make就会发现，不能执行
但是我们如果连续指向多次make clean，它并没有出错
到这里一个可能想到是.PHONY的作用了；那这到底是什么呢？又为什么被称为伪目标呢？
伪目标：
.PHONY修饰，伪目标它总是被执行的；像clean这种的目标文件，一般都设置成伪目标
对于这个，可以解释为：
伪目标
clean不依赖于任何文件，执行make clean生成clean目标文件就会执行依赖方法rm -f code；但是依赖方法并没有生成clean文件，而是删除code文件，做清理工作。
这里虽然说clean是一个目标文件，但在依赖方法中并没有生成clean文件。（也许是因为没有生成clean目标文件，才称为伪目标）
3. ACM时间
对于上述的伪目标能够一直被执行，而其他就不能够连续执行；又是如何实现的呢？
先来了解什么是ACM时间
Access：文件最近访问的时间Modify：文件内容最近修改的时间Change：文件属性最近修改的时间
那我们如果想要看一个文件的ACM时间，就要用到新的指令stat了。
那又是根据哪个时间来判断是否执行呢？ 答案是Modify文件内容修改时间
我们可以看到上图中
目标文件的Modify时间是晚于依赖文件的，所以就不能为执行。
仔细观察可以看出来，上图Change时间目标文件也晚于依赖文件啊，这样不能说明比较的是Modify时间啊
现在接着来看
我们可以看到，依赖文件code.c的Change时间晚于目标文件code的Change时间还是不能够执行；
那现在我们就能够得出结论，只有当依赖文件的Modify时间晚于目标文件的Modify时间时（在编译过后，依赖文件内容有所修改），才能够被执行。
这里.PHONY之所以能一直被执行，其原因就是它忽视了对比时间。
4. 推导过程
在上述过程中，我们写的依赖文件都是在当前目录中直接存在的；拿如果依赖文件并没有直接存在，而是依赖于其他依赖文件呢？
这里就根据编译过程，生成编译过程中所有的临时文件，来写makefile
code:code.o
gcc code.o -o code
code.o:code.s
gcc -c code.s -o code.o
code.s:code.i
gcc -S code.i -o code.s
code.i:code.c
gcc -E code.c -o code.i
.PHONY:clean
clean:
rm -f *.i *.s *.o code
如上述，code依赖于code.o、code.o依赖于code.s、code.s依赖于code.i、code.i依赖于code.c。这些除了code.c以为的文件都没有直接存在于当前目录下。
这样依然可以运行，并且都生成了这些文件；这足以说明应该存在可以推导的过程。
扩展语法——更加通用的makefile
上面所描述的
makefile它只能适用于应该文件，拿对于多个文件也是无济于事（还要重新写makefile）这就一点太麻烦了，现在就来学习更多
makefile语法，让makefile变得更加适用。
1. 创建变量
在
makefile中也可以创建变量，和C语言中指针那样
BIN=code
SRC=cpde.c
OBJ=code.o
CC=gcc
RM=rm -f
$(BIN):$(OBJ)
gcc $(OBJ) -o $(BIN)
$(OBJ):$(SRC)
gcc -c $(SRC) -o $(OBJ)
.PHONY:clean
clean:
$(RM) $(OBJ) $(BIN)
上述中例如BIN=code、SRC=code.c这样的就是创建了变量，（它们就像`C语言中的指针）；
在需要访问这些变量的值的时候需要用到$()（就比如$(BIN)访问BIN变量的值）
这里还有优化一下，使用$^和$@
$^：在依赖方法中使用，指依赖关系中的依赖文件
$@：在依赖方法中使用，指依赖关系在的目标文件
所有就可以这样来写：
BIN=code
SRC=cpde.c
OBJ=code.o
CC=gcc
RM=rm -f
$(BIN):$(OBJ)
gcc $^ -o $@
$(OBJ):$(SRC)
gcc -c $^ -o $@
.PHONY:clean
clean:
$(RM) $(OBJ) $(BIN)
2. 编译当前目录下的多个文件
说了这么多，这还是只能编译一个文件，现在就来看如何编译当前目录下的多个文件
要想编译多个文件，那我们就不能给变量这样赋值了
SRC=code.c
这样就写死了，只能操作一个文件；现在我们需要的是，识别到当前目录下所以的.c文件
获取当前目录下所有的.c文件
方法有两种：
$(shell ls *.c)：在makefile中执行shell命令，获取当前目录所有的.c文件。$(wildcard *.c)：使用wildcard函数，获取所有的.c文件。
将所有的.c修改成.o
这里，我们并不是直接生成code可执行程序的，而是生成对应的.o文件，再链接形成的可执行程序；所以我们就需要获取所有.c文件对于的.o文件名；（使用makefile语法即可）
OBJ=$(SRC:.c=.o)
这个语法就是将SRC（获取当前目录下所有.c文件）中的.c替换成.o；这样我们就获取到了所有.c文件对应的.o文件名。
通配符%和逐个执行$<
上面经常写到*.c，它就表示所有以.c结尾的文件；那在写makefile的使用，有时候也要用到通配符，但是我们没有使用*，而是使用%。
我们想要让它编译多个文件就不能像之前那样写了，（因为这里我们要生成所有.c文件对应的.o文件。
这样我们在写由
.c生成.o文件时，就能直接使用通配符%，这样就可以自动匹配
在匹配结束之后，目标文件依赖多个文件；就不能使用$^直接取依赖文件列表了，而是使用%<将依赖文件列表中多个文件一个一个执行。
到这里，我们就能基本完成编译当前目录下所有.c文件的makefile了。
BIN=code
SRC=cpde.c
OBJ=code.o
CC=gcc
RM=rm -f
$(BIN):$(OBJ)
gcc $^ -o $@
$(OBJ):$(SRC)
gcc -c $^ -o $@
.PHONY:clean
clean:
$(RM) $(OBJ) $(BIN)
3. 测试和优化makefile
对于上述的makefile，我们进行一些优化
BIN=code
SRC=cpde.c
OBJ=code.o
CC=gcc
RM=rm -f
COM=-c
LINK=-o
$(BIN):$(OBJ)
$(CC) $^ $(LINK) $@
%.o:%.c
$(CC) $(COM) $<
.PHONY:clean
clean:
$(RM) $(OBJ) $(BIN)
这里优化，新增了
COM编译选项、LINK链接选项；并且都使用变量，更将通用。
在进行测试之前，我们要先让当前目录有多个文件，这里介绍应该语法
touch code{1..20}.c
该指令作用是创建
code1.c、code2.c、code3.c......code20.c（20个文件）。
现在该目录下新建了20个文件，运行一试
可以看到，它会显示出来编译的过程，如果不想要看到可以在语句前加上@。
BIN=code
SRC=cpde.c
OBJ=code.o
CC=gcc
RM=rm -f
COM=-c
LINK=-o
$(BIN):$(OBJ)
@$(CC) $^ $(LINK) $@
%.o:%.c
@$(CC) $(COM) $<
.PHONY:clean
clean:
$(RM) $(OBJ) $(BIN)
这样我们不知道它编译的进度了，我们就可以手动回显一些内容（在依赖关系中直接添加输出到显示器文件的语句即可）
BIN=code
SRC=cpde.c
OBJ=code.o
CC=gcc
RM=rm -f
COM=-c
LINK=-o
$(BIN):$(OBJ)
@$(CC) $^ $(LINK) $@
@echo "link...$^"
%.o:%.c
@$(CC) $(COM) $<
@echo "compile...$^"
.PHONY:clean
clean:
$(RM) $(OBJ) $(BIN)
注意：这里在
echo语句前也要加@不让它回显，否则就会回显出来echo语句的内容。
执行结果展示
到这里makefile部分就结束了，后续有要深入了解的语法知识，在后续过程在继续学习。
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