換個角度說makefile

作為Linux下的C/C++開發者，沒接觸過makefile一定說不過去，通常構建大型的C/C++專案都離不開makefile，也許你使用的是cmake或者其他類似的工具，但它們的本質都是類似的。

作為一個輕度使用者，應讀者要求，斗膽介紹一下makefile，不過與普通的makfile教程不同的是，本文準備從另外一個角度來介紹。如有不妥之處，歡迎指出。

makefie到底是什麼

在Linux下，對於下面這個簡單的程式

//來源：公眾號【程式設計珠璣】

//main。c

#include

#include

int

main

（）

{

int

a

=

10

；

int

b

=

4

；

int

c

=

pow

（

a

，

b

）；

printf

（

“10^4 = %d”

，

c

）；

return

0

；

}

我們通常使用gcc就可以編譯得到想要的程式了：

$ gcc -o main main。c -lm

（如果不理解為什麼要加-lm，請參考《一個奇怪的連結問題》）。

對於單個檔案的簡單程式，一條命令就可以直接搞定了（編譯+連線），但是如果是一個複雜的工程，可能有成千上萬個檔案，然後需要連結大量的動態或靜態庫。試想一下，你還想一條一條命令執行嗎？

懶惰的基因是刻在程式設計師骨子裡的。

因此你可能會想，那我寫個指令碼好了。嗯，聽起來好多了。

檔案多就多，你告訴我要編譯哪裡的檔案，我遍歷一下就好了，你再告訴我要連結哪些庫，我一一幫你連結上就好了。

然而到這裡又會想，既然編譯連結都是這麼類似的過程，能不能給它們寫一些通用的規則，搞得這麼複雜幹嘛？然後按照規則去執行就好了。

而makefile就是這樣的一個規則檔案，make是規則的解釋執行者。可以類比shell指令碼和bash解釋程式的關係。

所以，makefile並不僅僅用於編譯連結，只不過它非常適合用於編譯連結。

makefile什麼樣？

它最重要的規則語法如下：

：

［tab］

咋一看，就這麼個玩意？但是什麼意思？

target 要生成的目標檔名稱

要依賴的檔案

［tab］ 對，就是tab鍵，初學者很容易忽略這個問題，請用tab

要執行的指令

關鍵內容就這些，但是要細講會有很多內容，本文僅舉個簡單的例子。假設要將前面的main。c複製名為pow。c的檔案。

那麼我們可以得到：

target： pow。c 目標名稱

prerequisites：main。c，即得到pow。c需要有main。c

commands：cp main。c pow。c

因此我們得到我們的makefile檔案內容如下：

pow。c：main。c

cp main。c pow。c

clean：

rm pow。c

假設當前目錄下沒有main。c檔案，然後在當前目錄下執行：

$ make pow。c

make： *** No rule to make target `main。c‘， needed by `pow。c’。 Stop。

我們發現會報錯，因為你要依賴的檔案找不到，而且也沒有其他規則能夠生成它。

現在把main。c放在當前目錄下後繼續執行：

$ make

cp main。c pow。c

看見沒有，執行完make命令之後，我們的pow。c檔案終於有了。

而執行下面的命令後：

$ make clean

rm pow。c

你就會發現pow。c被刪除了。

如果當前目錄有clean檔案會發生什麼？

$ make clean

make： `clean‘ is up to date。

至於原因，後面會講到。

這裡注意，如果你的makefile檔案的檔名不是makefile，那麼就需要指定具體名字，例如假設前面的檔名為test。txt：

$ make -f test。txt

以上例子介紹了makefile使用的基本流程，生成目標，清除目標。然而實際上這裡面的門道還有很多，例如偽目標，自動推導，隱晦規則，變數定義。本文作為認識性的文章暫時不具體介紹。

總結來說就是，給規則，按照規則生成目標。

makefile做了什麼？

網上有很多教程介紹如何編寫makefile的，很多也非常不錯。不過本文換個角度來說。

既然我們要學makefile，那麼就需要知道構建C/C++專案的時候，它應該做什麼？然後再去學習如何編寫makefile。

實際上它主要做的事情也很清楚，那就是編譯和連結。這個在《helo程式是如何程式設計可執行檔案的》中已經有所介紹，還不瞭解的朋友可以簡單瞭解一下。那麼放到makefile中具體要做什麼呢？

將原始碼檔案編譯成可重定位目標檔案。o（參考《靜態庫和動態庫的區別》）

設定編譯器選項，例如是否開啟最佳化，傳遞宏，開啟警告等

連結，將靜態庫或動態庫與目標檔案連結

所以問題就變成了，如何利用makefile的語法規則快速的將成千上萬的。c編譯成。o，並且正確連結到需要的庫。

而如果用makefile應該怎麼寫才能得到我們的程式呢？為了幫助說明，我們把前面的編譯命令拆分為兩條：

$ gcc -g -Wall -c main。c -o main。o

$ gcc -o main main。o -lm

設定編譯器

由於我們使用的是gcc編譯器（套件），因此可以像下面這樣寫：

CC=gcc

為了擴充套件性考慮，常常將編譯器定義為某個變數，後面使用的時候就會方便很多。

設定編譯選項

比如我們要設定-g選項用來除錯，設定-Wall選項來輸出更多警告資訊。

CFLAGS=-g -Wall

設定連結庫

我們這裡只用到了libm。so庫

LIBS=-lm

編譯

我們的目標檔案是main。o依賴main。c，該規則應該是這樣的：

OBJ=main。o

$（OBJ）：main。c

$（CC） $（CFLAGS） -c main。c -o $（OBJ）

這樣就得到了我們的目標檔案。

連結

接下來就需要將目標檔案和庫檔案連結在一起了。

TARGET=main

$（target）：main。o

$（CC） $（CFLAGS） -o $（TARGET） $（OBJ） $（LIBS）

而為了使用make clean，即通常用於清除這些中間檔案，因此需要加一個偽目標clean：

。PHONY：clean

clean：

rm $（OBJ） $（TARGET）

偽目標的意思是，它不是一個真正的要生成的目標檔案，。PHONY：clean說明了clean是一個偽目標。在這種情況下，即使當前目錄下有clean檔案，它也仍然會執行後面的指令。

否則如果當前目錄下有clean檔案，將不會執行rm動作，而認為目標檔案已經是最新的了。

完整內容

CC=gcc

CFLAGS=-g -Wall

LIBS=-lm

OBJ=main。o

$（OBJ）：main。c

$（CC） $（CFLAGS） -c main。c -o $（OBJ）

TARGET=main

$（TARGET）：main。o

$（CC） $（CFLAGS） -o $（TARGET） $（OBJ） $（LIBS）

。PHONY：clean

clean：

rm $（OBJ） $（TARGET）

可以看到，makefile檔案中有三個目標，分別是main。o，main和clean，其中clean是一個偽目標。

注意，由於第一個目標是main。o，因此你單單執行make的時候，它只是會生成main。o而已，如果你再執行一次會發現它提示你說main。o已經是最新的了：

$ make

gcc -g -Wall -c main。c -o main。o

$ make

make： `main。o’ is up to date。

為了得到main，我們執行：

$ make main

gcc -g -Wall -c main。c -o main。o

gcc -g -Wall -o main main。o -lm

$ ls

main main。c main。o makefile

當然你也可以調整目標順序。這裡的目標檔案main依賴的是main。o，它開始會去找main。o，發現這個檔案也沒有，就會看是不是有規則會生成main。o，欸，你還別說，真有。main。o又依賴main。c，也有，最終按照規則就會先生成main。o，然後生成mian。

如果要清除這些目標檔案，那麼可以執行make clean：

$ make clean

rm main。o main

$ ls

main。c makefile

總結

本文主要介紹了兩部分內容。

makefile是什麼東西

它是一個規則檔案，裡面按照某種語法寫好了，然後使用make來解釋執行，就像shell指令碼要用bash解釋執行一樣。通常會用makefile來構建C/C++專案。

構建C/C++專案的makefile做了什麼

makefile主要做下面的事情（以C程式為例）

用變數儲存各種設定項，例如編譯選項，編譯器，宏，包含的標頭檔案等

把。c編譯成。o

把。o與庫進行連結

清除生成的檔案

安裝程式

其中最關鍵的事情就是編譯連結，即想辦法把。c變成。o（可重定位目標檔案）；。o+。so（動態庫）+。a（靜態庫）變成可執行檔案。

對於文字提到的例子，看起來實在有些笨拙，一條指令搞定，卻要寫這麼多行的makefile，但是它卻指出了通常編寫makefile的基本思路。

對於一個複雜的專案而言，makefile還有很多東西可介紹，例如如何設定變數，如何交叉編譯，如何多個目錄編譯，如何自動推導，如何分支選擇等等。這些都是後話了。

​來源：公眾號【程式設計珠璣】

作者：守望先生

ID：shouwangxiansheng

原文地址：makefile入門

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