Linux：详细解析项目自动化构建工具--make/Makefile

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背景

• 会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力

• 一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile定义了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，甚至于进行更复杂的功能操作

• makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

• 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都有这个命令，比如:Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

• make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。

make/Makefile:项目自动化构建工具

Makefile: 记录项目构建规则流程的普通文件

make: Makefile解释器，当前命令行下执行make,这时候这个解释程序会到当前路径下寻找名字叫Makefile的文件，对其内部的内容进行解释执行找到Makefile中第一个目标对象，通过依赖对象的时间关系判断是否需要重新生成，若需要则执行命令，完毕后退出；

若依赖对象也需要生成，则会在下边的生成规则中找到依赖对象的生成规则，先生成依赖对象。

C++代码

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    printf("hello Makefile!");
	return 0; 
}

Makefile文件

test:test.o
	g++ test.o -o test
test.o:test.s
	g++ -c test.s -o test.o
test.s:test.i
	g++ -S test.i -o test.s
test.i:test.cpp
	g++ -E test.cpp -o test.i

.PHONY:clean 
clean:
	rm -f hello.i hello.s hello.o hello

依赖关系

• 上面的文件 test ,它依赖 test.o
• test.o , 它依赖 test.s
• test.s , 它依赖 test.i
• hello.i , 它依赖 test.cpp

依赖方法

• g++ test.* -option test.* ,就是与之对应的依赖关系

原理

make是如何工作的，在默认的方式下，也就是只输入make命令

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

2. 如果找到，它会找文件中第一个目标文件(target)，在上述例子中，它会找到test这个文件，并将其作为最终的目标文件

3. 如果test文件不存在，或是test所依赖的后面的test.o文件的修改时间要比test这个文件新，那么，它就会执行后面所定义的命令来生成test这个文件

4. 如果test所依赖的test.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为test.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成test.o文件(这有点像一个堆栈的过程)

5. 当然，你的C文件和H文件是存在的，于是make会生成test.o文件，然后再用test.o文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello

6. 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层的去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件

7. 在寻找的过程中，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，或是make根本不理会

8. make只管文件的依赖性，即：如果在找了依赖关系后，毛好后面的文件还是不存在，那么它就不工作了

9. 工程是要被清理的

10. 像clean这种，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不会被自动执行，不过，我们可以显示要make执行，即命令：make clean，以此来清除所有目标文件，以便重新编译

11. 一般我们要clean的目标文件，我们将它设置为伪目标，用.PHONY修饰，伪目标的特性是总是被执行的

Makefile的编写规则：

1. 目标对象（要生成的文件名称）

2. 依赖对象（用于判断目标对象是否最新是否需要重新生成）

3. tab 命令（生成这个目标对象所要执行的命令，但是有时候这个命令也不一定非要生成目标对象）

预定义变量：
$< 第一个依赖文件
$^ 所有的依赖文件
[email protected] 目标文件

#[目标对象：要生成的可执行程序或者动态库或者静态库]:[依赖对象]
#     [执行的命令]gcc a.c -o a
#     [email protected]:[目标对象] $^:[所有的依赖的对象] $<:[第一个依赖的对象]

#a:a.o
#     gcc a.c -o a
#a.o:a.c
#     gcc -c a.c -o a.o
#
#a:a.c
#     gcc a.c b.c -o a
#
#a:a.c b.c
#     gcc $^ -o [email protected]

make的解释执行规则：

1. make在Makefile中只找第一个目标对象，为了生成这个目标对象，而执行命令，完毕之后直接退出（后边的对象都不会在生成了）

2. make在Makefile中找到第一个对象，这时候这个对象的依赖对象不存在，则在后续编译规则中，寻找是否可以生成这个依赖对象，当所有依赖对象生成完毕后，最终生成目标对象.

.PHONY的使用

.PHONY:$(target) 声明伪对象：使一个目标对象无论如何每次都需要重新生成

.PHONY 后面定义的是伪目标

所谓伪目标就是这样一个目标，它不代表一个真正的文件名，在执行make时可以指定这个目标来执行其所在规则定义的命令，有时我们将一个伪目标成为标签。

为什么要使用伪目标？

1. 为了避免在makefile中定义的只执行命令的目标和工作目录下的实际文件出现名字冲突
2. 为了提交执行makefile时的效率。

.PHONY配置项的主要作用在于避免指定命令和项目下的同名文件冲突，进行性能优化。.PHONY [command name] 显式指定了一个命令名称【而不是实际文件名】，是为了避免该命令名称与makefile同路径下的文件名重名冲突，以使make [command name]命令可以正确被解析、执行。 下面将举例说明。

如果编写一个规则名称为clean，不产生目标文件，那么该命令在执行make clean时规则都会被执行，makefile内容如下：

clean:
    rm -f hello.i hello.s hello.o hello

rm 命令不产生任何clean文件。

如果目录下不存在名为"clean"的文件，则运行make clean时，命令都会正常执行；
如果目录下存在名为"clean"的文件，则运行make clean时，命令规则会失效，文件"clean"没有依赖文件，始终是最新的，make clean永远不会被执行。

为了解决上述问题，可以使用.PHONY clean指明该clean命令。如下：

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

这样执行命令make clean会自动忽略名为"clean"文件的存在。已知.PHONY配置项的目标并不是其他文件生成的实际文件，make命令会自动绕过隐含规则搜索过程，因此声明**.PHONY配置项会改善性能**，并且不需要担心实际同名文件存在与否。

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