一文手把手教你寫一個 Makefile 文件
如果我們是在Linux下開發(fā)，那Makefile肯定要知道，不懂Makefile，面對較大的工程項目的時候就會比較麻煩，懂得利用開發(fā)工具將會大大提高我們的開發(fā)效率，也可以說Makefile是必須掌握的一項技能。
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一、了解什么是 Makefile
一個大型工程中的源文件不計其數(shù)，各個功能或者模塊分別放在不同的目錄下，手動敲命令去編譯就帶來很大的麻煩，那么Makefile可以定義一系列的編譯規(guī)則，哪些文件需要先編譯，哪些文件需要后編譯，哪些文件需要重新編譯，甚至進行更復(fù)雜的功能操作，Makefile帶來的好處就是——“自動化編譯”，一旦寫好，只需要一個make命令，整個工程完全自動編譯，極大的提高軟件開發(fā)的效率。
make?是一個命令工具，是一個解釋Makefile中指令的命令工具，一般來說，大多數(shù)的IDE都有這個命令，比如：Linux下GNU的make、Visual C++的nmake、Delphi的make?？梢?，Makefile都成為了一種在工程方面的編譯方法。當(dāng)然，不同產(chǎn)商的make各不相同，也有不同的語法，但其本質(zhì)都是在 “文件依賴性” 上做文章。
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二、明白編譯鏈接過程
在編寫Makefile之前，還是要先了解清楚程序編譯鏈接過程，無論是c、c++，首先要把源文件編譯成中間代碼文件，在Windows下也就是 .obj 文件，Unix/Linux下是 .o 文件，即 Object File，這個動作叫做編譯（compile）。然后再把大量的Object File合成執(zhí)行文件，這個動作叫作鏈接（link）。
編譯時，編譯器需要的是語法的正確，函數(shù)與變量的聲明的正確。對于后者，通常是你需要告訴編譯器頭文件的所在位置（頭文件中應(yīng)該只是聲明，而定義應(yīng)該放在C/C++文件中），只要所有的語法正確，編譯器就可以編譯出中間目標文件。一般來說，每個源文件都應(yīng)該對應(yīng)于一個中間目標文件（O文件或是OBJ文件）。
鏈接時，主要是鏈接函數(shù)和全局變量，所以，我們可以使用這些中間目標文件（O文件或是OBJ文件）來鏈接我們的應(yīng)用程序。鏈接器并不管函數(shù)所在的源文件，只管函數(shù)的中間目標文件（Object File），在大多數(shù)時候，由于源文件太多，編譯生成的中間目標文件太多，而在鏈接時需要明顯地指出中間目標文件名，這對于編譯很不方便，所以，我們要給中間目標文件打個包，在Windows下這種包叫“庫文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，在Unix/Linux下是Archive File，也就是 .a 文件，也叫靜態(tài)庫文件。
總結(jié)一下，編譯鏈接的過程如下：
源文件首先會生成中間目標文件，再由中間目標文件生成執(zhí)行文件。
在編譯時，編譯器只檢測程序語法，和函數(shù)、變量是否被聲明。如果函數(shù)未被聲明，編譯器會給出一個警告，但可以生成Object File。
在鏈接程序時，鏈接器會在所有的Object File中找尋函數(shù)的實現(xiàn)，如果找不到，那就會報鏈接錯誤碼（Linker Error），在VC下，這種錯誤一般是：Link 2001錯誤，意思是說，鏈接器未能找到函數(shù)的實現(xiàn)。你需要指定函數(shù)的Object File。
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三、編寫一個簡單的 Makefile
1. Makefile?的基本語法規(guī)則：
目標(target)：就是一個目標文件，可以是Object 文件，也可以是執(zhí)行文件，還可以是一個標簽(Label)；
依賴(prerequisites)：就是要生成那個target所需要的文件或是目標；
命令(command)：Shell命令，也就是make工具需要執(zhí)行的命令。
【總結(jié)】：通過依賴(prerequisites)中的一些文件生成目標(target)文件，目標文件要按照命令(command)中定義的規(guī)則來生成。
2.?來看一個簡單的示例代碼
簡單寫三個方法文件(openFile.c、readFile.c、writeFile.c)、一個頭文件(operateFile.h)和一個主函數(shù)文件(main.c)，代碼如下：
3. 根據(jù)上面的語法規(guī)則及編譯鏈接過程編寫一個Makefile文件
注意：Makefile的注釋符號是 ‘#’。
4. 編寫完成后，執(zhí)行make命令，make會在當(dāng)前目錄下找到名字為Makefile或makefile的文件，程序就會自動運行，產(chǎn)生相應(yīng)的中間文件和可執(zhí)行文件
a. 如果執(zhí)行make出現(xiàn)如下信息，那就是命令行(makefile中的gcc或者rm)前面沒有用tab鍵縮進，不能用空格：
b. 如果執(zhí)行make出現(xiàn)如下信息，那就是你的代碼沒有修改過，Makefile拒絕你的請求：
這里還會有一種情況就是如果只修改過其中一個文件，那么重新編譯就可以看到只編譯修改的那個文件，沒有編譯其他未修改的文件，避免了重復(fù)編譯。這里可以想象在一個大型源碼的工程或者一個內(nèi)核源碼，里面的源文件上千或上萬個，如果只修改了一個小問題，就要全部重新編譯，就會花費大量編譯的過程，Makefile就可以避免這個問題，而且支持多線程并發(fā)操作，可以減少很多編譯的時間，提高工作效率。
那么Makefile是如何判斷文件是否有修改過呢？?
Makefile是通過對比時間戳，當(dāng)我們生成中間文件或可執(zhí)行文件之后，他們的創(chuàng)建時間肯定要比 .c文件最后修改的時間晚，如果某個 .c文件有新修改過，它的時間戳肯定會比原來生成中間文件或可執(zhí)行文件的時間戳晚，這樣就判斷這個 .c文件有被更新過，就會重新編譯它。
5. 正常運行后，執(zhí)行可執(zhí)行文件輸入 ./main 即可，就能看到代碼執(zhí)行的結(jié)果
6. 在makefile文件的最后可以看到有個clean，這個clean就是前面所說的標簽，它不是一個文件，所以make無法生成它的依賴關(guān)系和決定它是否要執(zhí)行，只能通過顯示指定這個目標才可以 ，通過make clean的指令就可以執(zhí)行clean下面的命令。
到這里，一個基礎(chǔ)版的Makefile就完成了。
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四、Makefile的優(yōu)化
學(xué)會了編寫基礎(chǔ)版的Makefile后，就可以對剛剛寫的Makefile進行優(yōu)化。
優(yōu)化1：省略命令
我們將上面寫的基礎(chǔ)版Makefile改成下面這樣的省略版：
執(zhí)行make后的結(jié)果：
可以看到，這些文件都在同一目錄下的時候，省略版和基礎(chǔ)版的結(jié)果是一樣的，省略版的makefile中去掉了生成main.o、openFile.o、readFile.o和writeFile.o這些目標的依賴和生成命令，這就是make的隱含規(guī)則，make會試圖去自動推導(dǎo)產(chǎn)生這些目標的依賴和生成命令，這個行為就是隱含規(guī)則的自動推導(dǎo)。
優(yōu)化2：引入變量
這里引入變量的意思有點像使用宏替換，改成$(變量名)，$是格式：
優(yōu)化3：引入函數(shù)格式：$(函數(shù)名? 實參列表)
引入函數(shù)后的Makefile版本可以改寫成：
優(yōu)化4：對文件進行分類管理在一個實際工程項目中程序文件比較多，我們就會對文件按照文件類型進行分類，分為頭文件、源文件、目標文件和可執(zhí)行文件，分別放在不同的目錄中，由Makefile統(tǒng)一管理這些文件，將生產(chǎn)的目標文件放在目標目錄下，可執(zhí)行文件放到可執(zhí)行目錄下，分類目錄如下圖：
bin目錄：放可執(zhí)行文件
include目錄：放頭文件
obj目錄：放中間目標文件
src目錄：放源文件
可見原來那些文件都不在同一目錄下了，那么這時候如果還用之前的Makefile，make就沒法處理了，自動推導(dǎo)也會無法進行，就需要改成如下：
在Makefile中，最終要生成可執(zhí)行文件main我們把它叫做終極目標，其它所有的 .o 文件本身也是一個目標，也需要編譯生成，工程里面許多的 .c 就會生成許多的 .o，每一個 .c 都寫一遍目標依賴命令顯然是不可行的，于是就有了類似for循環(huán)的東西，把所有目標變成一個集合，但不是真正用for循環(huán)，而是使用一些抽象的符號表示，解釋如下：
%.o：所有 .o 結(jié)尾的文件
%.c：所有 .c 結(jié)尾的文件
$@：表示目標文件
$<：表示第一個依賴文件，也叫初級依賴
$^：表示所有的依賴文件，也叫終極依賴
當(dāng)然，不止只有這些符號，只是列舉了上面出現(xiàn)的或者常見的。
執(zhí)行make后的結(jié)果：
make執(zhí)行后bin目錄里面已經(jīng)生成了可執(zhí)行文件main，obj目錄里面已經(jīng)生成了中間目標文件 main.o、openFile.o、readFile.o、writeFile.o，最后執(zhí)行main后的結(jié)果也是和前面基礎(chǔ)版的Makefile的結(jié)果是一樣的。
原文作者：混說Linux
