Linux系統程式設計（四）Makefile編寫

阿新 • • 發佈：2020-12-10

Linux系統程式設計（四）Makefile編寫

4.1 Makefile 檔案介紹

在Winows 下，一般使用Visual Studio 進行編譯除錯，而在 Linux 的 C++ 工程中，編譯器一般使用 makefile 來編譯，如 Netbeans 編譯器。所以在 Linux 開發時，不可避免會對工程檔案的 Makefile 檔案進行修改，本文介紹 Makefile

的用法，學會使用並編寫Makefile 檔案。
在大型工程中，檔案會根據其型別、實現功能、實現模組的不同放在不同的目錄中，Makefile 檔案可以指定哪些檔案需要先編譯，也可執行 shell 命令。其優勢為 自動化編譯 ，使得整個工程自動編譯，提高開發效率。

4.2 Makefile 命名與規則

Makefile 檔案一般命名為 makefile 或者 Makefile。編寫規則如下

target ... : dependence ... 
	shell command
	...

目標（target）：編譯目標，最終要生成的檔案
依賴（dependence）：所需要的依賴目標，生成目標所需的檔案或目標

命令（command）：shell命令，通過執行命令對依賴操作生成目標（命令前必須有 tab）

下面舉個栗子，編寫 Makefile 編譯運算庫工程。

準備工作：Linux系統程式設計（三）靜態庫與動態庫製作與使用 3.2 運算庫靜態庫例項
6個原始檔add.c ，sub.c，mult.c，div.c，head.h，main.c

開始編寫Makefile的 第一個版本，檔案如下

app: main.c add.c sub.c mult.c div.c
        gcc main.c add.c sub.c mult.c div.c -o app

執行 make 命令，make 會執行我們編寫好的 gcc

命令，生成可執行檔案 app
編譯結果

4.3 Makefile 工作原理

下面簡單分析下 Makefile 檔案的工作原理，在編寫或者修改 Makefile 也能更清楚其編譯過程。
規則一：Makefile 執行時，首先會查詢依賴是否存在，如果存在，則繼續執行命令。如果不存在，則向下檢查其他規則，檢視是否有其他規則來生成依賴，如果找到，則執行該規則中的命令。如上面所寫的 Makefile 版本一，首先檢查.c 檔案是否存在，如果存在，則執行 gcc 命令。

下面在改寫下之前的Makefile 檔案，更清楚看出依賴關係。

app: main.o add.o sub.o mult.o div.o
        gcc main.o add.o sub.o mult.o div.o -o app

sub.o: sub.c
        gcc -c sub.c -o sub.o

add.o: add.c
        gcc -c add.c -o add.o

mult.o: mult.c
        gcc -c mult.c -o mult.o

div.o: div.c
        gcc -c div.c -o div.o

main.o: main.c
        gcc -c main.c -o main.o

使用make 來編譯檔案，得到可執行檔案 app
makefile-2
規則二：Makefile 檔案會檢查更新。在執行依賴時，會比較目標與依賴檔案的時間。如果生成依賴的時間比目標檔案的時間晚，則需要重新生成目標。如果依賴的時間比目標早，則目標不需要更新，對應的規則不需要執行。

版本二與版本一相比，對於修改的檔案才進行重新編譯，減少編譯的時間。

4.4 Makefile 變數

Makefile 中變數分為兩種：自定義變數，預定義變數。可以通過 $[變數名] 獲取變數值。

自定義變數：變數名 = 變數值
預定義變數：Makefile 定義的變數，可以直接使用。
- AR：歸檔維護程式的名稱，預設值為 ar
- CC：C編譯器的名稱，預設值為 cc
- CXX：C++ 編譯器的名稱，預設值為 g++
- [email protected]：目標的完整名稱
- $<：第一個依賴檔案的名稱
- $^：所有依賴檔案

下面修改 Makefile ，使用變數來編譯工程。

src=main.o add.o sub.o mult.o div.o
target=app

$(target):$(src)
        $(CC) $(src) -o $(target)

sub.o: sub.c
        gcc -c sub.c -o sub.o

add.o: add.c
        gcc -c add.c -o add.o

mult.o: mult.c
        gcc -c mult.c -o mult.o

div.o: div.c
        gcc -c div.c -o div.o

main.o: main.c
        gcc -c main.c -o main.o

4.5 模式匹配

在 Makefile 中，使用模式匹配符% 進行匹配字串。修改Makefile 檔案得到版本三。

src=main.o add.o sub.o mult.o div.o
target=app

$(target):$(src)
        $(CC) $(src) -o $(target)

%.o: %.c
        $(CC) -c $< -o [email protected]

4.6 函式用法

下面介紹兩個常用的函式：

$(wildcard PATTERN ...)

功能：獲取指定目錄下的指定型別的檔案列表
引數：
- PATTERN ：指多個或多個目錄下對應的某種型別的檔案，多個目錄用空格隔開
返回值：得到若干個檔案的檔案列表，檔名之間用空格間隔

$(wildcard *.c ./sub/*.c)

$(patsubst <pattern>, <replacement>, <text>)

功能：查詢 text 中單詞是否符合模式 pattern ，如果匹配，以 replacement 替換
引數：
- <pattern> ：可以包含萬用字元% ，表示任意長度字串
- <replacement> ：當包含萬用字元 % 時，代表<pattern> 中% 匹配的字元
返回值：函式返回被替換後的字串

使用萬用字元模式匹配修改Makefile ，如下

src=$(wildcard ./*.c)
objs=$(patsubst %.c, %.o, $(src))

target=app

$(target):$(objs)
        $(CC) $(objs) -o $(target)

%.o: %.c
        $(CC) -c $< -o [email protected]

編譯結果與上面的版本相同，如下所示

在 Makefile 中新增目標 clean ，刪除中間生成檔案

src=$(wildcard ./*.c)
objs=$(patsubst %.c, %.o, $(src))

target=app

$(target):$(objs)
        $(CC) $(objs) -o $(target)

%.o: %.c
        $(CC) -c $< -o [email protected]

clean: 
        rm -f $(objs)

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