【Linux笔记】make工程管理工具（二）

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上一篇笔记分享了使用make工具编译C程序的方法（【Linux笔记】make工程管理工具（一）），但是还未分享make工具是什么，本篇笔记就来看一下make工具是什么吧。

make和Makefile（或者makefile）文件提供了一种简单有效的工程管理方式。Makefile文件是一个决定着如何编译工程的文本，有一定的书写规则。make是一个GNU命令工具，用来解释Makefile文件中的命令来编译我们的工程。

make工具

make 是一个命令工具，是一个解释 Makefile 中指令的命令工具，一般来说，大多数的 IDE（集成开发环境） 都有这个命令，比如：Delphi 的 make，Visual C++的 nmake。但是在Linux 下一般不具有IDE，所以我们需要学会如何使用make工具来编译。

Makefile文件的书写规范

Makefile文件中最重要的是规则。规则的格式如下：

target:prerequisites
    command

其中，target 为目标，prerequisites 为依赖。command 为make需要执行的命令。

• 目标：往往是程序的中间或者最终生成的文件名，比如目标文件、可执行文件等。

• 依赖：是指用来产生目标文件的输入文件名，一个目标往往依赖于一个或多个文件。

• 命令：是指任何一个文件发生改动之后，需要重新生成目标文件需要执行的命令，这里可以有多条命令，但是每个命令必须单独占一行，且需要注意的是，每个命令的前面必须有一个<tab键>，因为make是用过<tab>来识别命令行的，进而完成相应的动作。

例如，上一篇我们的笔记中为编译hello.c书写的Makefile文件如下：

其中，第1、2行为一条规则，第4、5行为一条规则，第7、8行为一条规则，第10、11行为一条规则，第13、14行为一条规则。

拿第1、2行这一条规则来举例说明， hello 为目标文件， hello.o 为依赖文件， gcc hello.o -o hello 为命令。除此之外，这个文件中， # 符号后面是注释， clean 是一个特殊的目标，它没有依赖，称为“伪目标”。

规则是Makefile文件中的最基本的、也是最核心的部分。Makefile中还有其他内容。

Makefile文件主要包含5个方面内容：显示规则、隐式规则、变量、文件指示、注释、实目标与伪目标等。

（1）显式规则。显式规则说明了，如何生成一个或多的的目标文件。这是由 Makefile 的书写者明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。如

hello:hello.o
    gcc hello.o -o hello

这就是一条显示规则。

（2）隐式规则。隐含规则是系统或用户预先定义好的一些特殊规则，主要是一些常用的依赖关系和更新命令。一般规则使用文件的全名，而隐含规则中出现的目标文件和依赖文件都只使用文件的扩展名。

如果Makefile 文件里面没有显式给出文件的依赖关系的时候，make 就会根据文件的扩展名找到相应的隐含规则，然后按照隐含规则来更新目标。隐式规则的例子是：

hello:hello.o
    $(CC) $^ -o $@

（3）变量定义。在 Makefile 中我们要定义一系列的变量，变量一般都是字符串，这个有点像 C 语言中的宏，当 Makefile 被执行时，其中的变量都会被扩展到相应的引用位置上。如：

其中 CC 为变量的定义， $(CC) 为变量的调用。 $^ 、 $@ 也是变量的调用，这两个变量是Makefile文件中最常用的变量（不需要自己定义）， $^ 代表当前规则中所有的依赖文件， $@ 代表当前规则的目标文件。

（4）文件指示。其包括了三个部分，一个是在一个 Makefile 中引用另一个 Makefile，就像 C 语言中的 include 一样；另一个是指根据某些情况指定 Makefile 中的有效部分，就像 C 语言中的预编译#if 一样；还有就是定义一个多行的命令。

（5）注释。Makefile 中只有行注释，和 UNIX 的 Shell 脚本一样，其注释是用 “#” 字符，这个就像 C/C++中的“//”一样。如果你要在你的Makefile 中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：“\#”。

（6）实目标与伪目标。Makefile 文件中的目标分为两类：实目标和伪目标。

实目标是真正要生成的以文件形式存放在磁盘上的目标。如：

hello:hello.o
    $(CC) $^ -o $@ # 链接

其中， hello 文件就是实目标；

而伪目标不要求生成实际的文件，它主要是用于完成一些辅助操作。如：

clean:
    rm -rf hello.i hello.s hello.o hello # 删除编译生成文件

其中的 clean 就是一个伪目标。我们在命令里面输入命令： make clean 就可以执行删除操作： rm -rf hello.i hello.s hello.o hello 。

但是这种书写形式不是很严谨，因为可能在当前目录下面存在文件名为 clean 的文件，因为这时候， 后面没有依赖文件，所以make 就认为这个文件是最新的，所以就不会执行 rm -rf hello.i hello.s hello.o hello 。所以为了避免这种情况的发生，所以建议使用这种写法：

.PHONY:clean
clean:
    rm -rf hello.i hello.s hello.o hello # 删除编译生成文件

使用 .PHONY 说明clean是一个伪目标。

make是如何工作的？

当我们只输入 make 命令。那么：

（1）make 会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。

（2）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，它会找到“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件 。

（3）如果 hello 文件不存在，或是 hello 所依赖的后面的 .o 文件，的文件修改时间要比 hello 这个文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成 hello 这个文件。
（4）如果 hello 所依赖的 .o 文件也存在，那么 make 会在当前文件中找目标为.o 文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o 文件。（这有点像一个堆栈的过程）
（5）当然，我们的 c 文件和 h 文件是存在的啦，于是 make 会生成 .o 文件，然后再用 .o 文件生命 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。

像clean 这种伪目标，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行。

以上就是本次的笔记分享，主要介绍make工具、Makefile文件大概有哪些内容、make是如何工作的。如有错误，欢迎指出！

参考资料：

《嵌入式Linux上的C语言编程实践》、
https://segmentfault.com/a/1190000003756084#articleHeader4、
https://blog.csdn.net/haoel/article/details/2886

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