Makefile 的使用
在 Linux 中使用 make 命令來編譯程式，特別是大程式；而 make 命令所執行的動作依賴於 Makefile 檔案。最簡單的 Makefile 檔案如下：
hello： hello。c
gcc -o hello hello。c
clean：
rm -f hello
將上述 4 行存為 Makefile 檔案（注意必須以 Tab 鍵縮排第 2、4 行，不能以空格鍵縮排），放入 01_hello目錄下，然後直接執行 make 命令即可編譯程式，執行“make clean”即可清除編譯出來的結果。
make 命令根據檔案更新的時間戳來決定哪些檔案需要重新編譯，這使得可以避免編譯已經編譯過的、沒有變化的程式，可以大大提高編譯效率。
要想完整地瞭解 Makefile 的規則，請參考《GNU Make 使用手冊》，以下僅粗略介紹。
3。1 配套影片內容大綱
3。1。1 Makefile 規則與示例
參考文件：gunmake。htm
① 為什麼需要 Makefile
怎麼高效地編譯程式？
想達到什麼樣的效果？請參考 Visual Studio：修改原始檔或標頭檔案，只需要重新編譯牽涉到的檔案，
就可以重新生成 APP
② Makefile 其實挺簡單
一個簡單的 Makefile 檔案包含一系列的“規則”，其樣式如下：
目標（target）…： 依賴（prerequiries）…
如果“依賴檔案”比“目標檔案”更加新，那麼執行“命令”來重新生成“目標檔案”。命令被執行的 2 個條件：依賴檔案比目標檔案新，或是 目標檔案還沒生成。
③ 先介紹 Makefile 的 2 個函式
A。 $（foreach var，list，text）
簡單地說，就是 for each var in list， change it to text。 對 list 中的每一個元素，取出來賦給 var，然後把 var 改為 text 所描述的形式。
例子：
objs ：= a。o b。o
dep_files ：= $（foreach f， $（objs）， 。$（f）。d） // 最終 dep_files ：= 。a。o。d 。b。o。d
B。 $（wildcard pattern）
pattern 所列出的檔案是否存在，把存在的檔案都列出來。
例子：
src_files ：= $（ wildcard *。c） // 最終 src_files 中列出了當前目錄下的所有。c` 檔案
④ 一步一步完善 Makefile
第 1 個 Makefile，簡單粗暴，效率低：
test ： main。c sub。c sub。h
gcc -o test main。c sub。c
第 2 個 Makefile，效率高，相似規則太多太囉嗦，不支援檢測標頭檔案：
test ： main。o sub。o
gcc -o test main。o sub。o
main。o ： main。c
gcc -c -o main。o main。c
sub。o ： sub。c
gcc -c -o sub。o sub。c
clean：
rm *。o test -f
第 3 個 Makefile，效率高，精煉，不支援檢測標頭檔案：
test ： main。o sub。o
gcc -o test main。o sub。o
%。o ： %。c
gcc -c -o $@ $<
clean：
rm *。o test -f
第 4 個 Makefile，效率高，精煉，支援檢測標頭檔案（但是需要手工新增標頭檔案規則）：
test ： main。o sub。o
gcc -o test main。o sub。o
%。o ： %。c
gcc -c -o $@ $<
sub。o ： sub。h
clean：
rm *。o test -f
第 5 個 Makefile，效率高，精煉，支援自動檢測標頭檔案：
objs ：= main。o sub。o
test ： $（objs）
gcc -o test $^
# 需要判斷是否存在依賴檔案
# 。main。o。d 。sub。o。d
dep_files ：= $（foreach f， $（objs）， 。$（f）。d）
dep_files ：= $（wildcard $（dep_files））
# 把依賴檔案包含進來
ifneq （$（dep_files），）
include $（dep_files）
endif
%。o ： %。c
gcc -Wp，-MD，。$@。d -c -o $@ $<
clean：
rm *。o test -f
distclean：
rm $（dep_files） *。o test -f
3。1。2 通用 Makefile 的使用
我參考 Linux 核心的 Makefile 編寫了一個通用的 Makefile，它可以用來編譯應用程式：
① 支援多個目錄、多層目錄、多個檔案；
② 支援給所有檔案設定編譯選項；
③ 支援給某個目錄設定編譯選項；
④ 支援給某個檔案單獨設定編譯選項；
⑤ 簡單、好用。
使用 git 下載本教程的文件後，下列目錄中就有說明和示例：
01_all_series_quickstart\
04_嵌入式 Linux 應用開發基礎知識\source\05_general_Makefile
3。1。3 通用 Makefile 的解析
① 零星知識點
A。 make 命令的使用：
執行 make 命令時，它會去當前目錄下查詢名為“Makefile”的檔案，並根據它的指示去執行操作，生成第一個目標。
我們可以使用“-f”選項指定檔案，不再使用名為“Makefile”的檔案，比如：
make -f Makefile。build
我們可以使用“-C”選項指定目錄，切換到其他目錄裡去，比如：
make -C a/ -f Makefile。build
我們可以指定目標，不再預設生成第一個目標：
make -C a/ -f Makefile。build other_target
B。 即時變數、延時變數：
變數的定義語法形式如下：
A = xxx // 延時變數
B ？= xxx // 延時變數，只有第一次定義時賦值才成功；如果曾定義過，此賦值無效
C ：= xxx // 立即變數
D += yyy // 如果 D 在前面是延時變數，那麼現在它還是延時變數；
// 如果 D 在前面是立即變數，那麼現在它還是立即變數
在 GNU make 中對變數的賦值有兩種方式：延時變數、立即變數。
上圖中，變數 A 是延時變數，它的值在使用時才展開、才確定。比如：
A = $@
test：
@echo $A
上述 Makefile 中，變數 A 的值在執行時才確定，它等於 test，是延時變數。
如果使用“A ：= @ ” ， 這 是 立 即 變 量 ， 這 時 @”，這是立即變數，這時@”，這是立即變數，這時@為空，所以 A 的值就是空。
C。 變數的匯出（export）：
在編譯程式時，我們會不斷地使用“make -C dir”切換到其他目錄，執行其他目錄裡的 Makefile。如果想讓某個變數的值在所有目錄中都可見，要把它 export 出來。
比如“CC = $（CROSS_COMPILE）gcc”，這個 CC 變量表示編譯器，在整個過程中都是一樣的。定義它之後，要使用“export CC”把它匯出來。
D。 Makefile 中可以使用 shell 命令：
比如：
TOPDIR ：= $（shell pwd）
這是個立即變數，TOPDIR 等於 shell 命令 pwd 的結果。
E。 在 Makefile 中怎麼放置第 1 個目標：
執行 make 命令時如果不指定目標，那麼它預設是去生成第 1 個目標。
所以“第 1 個目標”，位置很重要。有時候不太方便把第 1 個目標完整地放在檔案前面，這時可以在檔案的前面直接放置目標，在後面再完善它的依賴與命令。比如：
First_target： // 這句話放在前面
．．．． // 其他程式碼，比如 include 其他檔案得到後面的 xxx 變數
First_target ： $（xxx） $（yyy） // 在檔案的後面再來完善
command
F。 假想目標：
我們的 Makefile 中有這樣的目標：
clean：
rm -f $（shell find -name “*。o”）
rm -f $（TARGET）
如果當前目錄下恰好有名為“clean”的檔案，那麼執行“make clean”時它就不會執行那些刪除命令。
這時我們需要把“clean”這個目標，設定為“假想目標”，這樣可以確保執行“make clean”時那些刪除命令肯定可以得到執行。
使用下面的語句把“clean”設定為假想目標：
。PHONY ： clean
G。 常用的函式：
i. $(foreach var,list,text)
簡單地說，就是 for each var in list， change it to text。 對 list 中的每一個元素，取出來賦給 var，然後把 var 改為 text 所描述的形式。
例子：
objs ：= a。o b。o
dep_files ：= $（foreach f， $（objs）， 。$（f）。d） // 最終 dep_files ：= 。a。o。d 。b。o。d
ii. $(wildcard pattern)
pattern 所列出的檔案是否存在，把存在的檔案都列出來。
例子：
src_files ：= $（ wildcard *。c） // 最終 src_files 中列出了當前目錄下的所有。c 檔案
iii. $(filter pattern…,text)
把 text 中符合 pattern 格式的內容，filter（過濾）出來、留下來。
例子：
obj-y ：= a。o b。o c/ d/
DIR ：= $（filter %/， $（obj-y）） //結果為：c/ d/
iv. $(filter-out pattern…,text)
把 text 中符合 pattern 格式的內容，filter-out（過濾）出來、扔掉。
例子：
obj-y ：= a。o b。o c/ d/
DIR ：= $（filter-out %/， $（obj-y）） //結果為：a。o b。o
vi. $(patsubst pattern,replacement,text)
尋找
text’中符合格式
pattern’的字，用
replacement’替換它們。
pattern’和`replacement’中可以使用萬用字元。
比如：
subdir-y ：= c/ d/
subdir-y ：= $（patsubst %/， %， $（subdir-y）） // 結果為：c d
② 通用 Makefile 的設計思想
A。 在 Makefile 檔案中確定要編譯的檔案、目錄，比如：
obj-y += main。o
obj-y += a/
“Makefile”檔案總是被“Makefile。build”包含的。
B。 在 Makefile。build 中設定編譯規則，有 3 條編譯規則：
i。 怎麼編譯子目錄？ 進入子目錄編譯：
$（subdir-y）：
make -C $@ -f $（TOPDIR）/Makefile。build
ii。 怎麼編譯當前目錄中的檔案？
%。o ： %。c
$（CC） $（CFLAGS） $（EXTRA_CFLAGS） $（CFLAGS_$@） -Wp，-MD，$（dep_file） -c -o $@ $<
iii。 當前目錄下的。o 和子目錄下的 built-in。o 要打包起來：
built-in。o ： $（cur_objs） $（subdir_objs）
$（LD） -r -o $@ $^
C。 頂層 Makefile 中把頂層目錄的 built-in。o 連結成 APP：
$（TARGET） ： built-in。o
$（CC） $（LDFLAGS） -o $（TARGET） built-in。o
③ 情景演繹
本節下面的內容中不需要看，這是為寫書《嵌入式 Linux 應用開發完全手冊 升級版》而準備的。結合3。0 節看影片就可以了。
3。2 Makefile 規則
一個簡單的 Makefile 檔案包含一系列的“規則”，其樣式如下：
目標（target）…： 依賴（prerequiries）…
目標（target）通常是要生成的檔案的名稱，可以是可執行檔案或 OBJ 檔案，也可以是一個執行的動作名稱，諸如
clean
。
依賴是用來產生目標的材料（比如原始檔），一個目標經常有幾個依賴。
命令是生成目標時執行的動作，一個規則可以含有幾個命令，每個命令佔一行。
注意：每個命令列前面必須是一個 Tab 字元，即命令列第一個字元是 Tab。這是容易出錯的地方。
通常，如果一個依賴發生了變化，就需要規則呼叫命令以更新或建立目標。但是並非所有的目標都有依賴，例如，目標“clean”的作用是清除檔案，它沒有依賴。
規則一般是用於解釋怎樣和何時重建目標。make 首先呼叫命令處理依賴，進而才能建立或更新目標。
當然，一個規則也可以是用於解釋怎樣和何時執行一個動作，即列印提示資訊。
一個 Makefile 檔案可以包含規則以外的其他文字，但一個簡單的 Makefile 檔案僅僅需要包含規則。雖然真正的規則比這裡展示的例子複雜，但格式是完全一樣的。
對於上面的 Makefile，執行“make”命令時，僅當 hello。c 檔案比 hello 檔案新，才會執行命令“armlinux-gcc –o hello hello。c”生成可執行檔案 hello；如果還沒有 hello 檔案，這個命令也會執行。
執行“make clean”時，由於目標 clean 沒有依賴，它的命令“rm -f hello”將被強制執行。
3。3 Makefile 檔案裡的賦值方法
變數的定義語法形式如下：
immediate = deferred
immediate ？= deferred
immediate ：= immediate
immediate += deferred or immediate
define immediate
deferred
endef
在 GNU make 中對變數的賦值有兩種方式：延時變數、立即變數。區別在於它們的定義方式和擴充套件時的方式不同，前者在這個變數使用時才擴充套件開，意即當真正使用時這個變數的值才確定；後者在定義時它的值就已經確定了。使用
=
，
？=
定義或使用 define 指令定義的變數是延時變數；使用
：=
定義的變數是立即變數。需要注意的一點是，
？=
僅僅在變數還沒有定義的情況下有效，即
？=
被用來定義第一次出現的延時變數。
對於附加運算子
+=
，右邊變數如果在前面使用（：=）定義為立即變數則它也是立即變數，否則均為延時變數。
3。4 Makefile 常用函式
函式呼叫的格式如下：
$（function arguments）
這裡
function
是函式名，
arguments
是該函式的引數。引數和函式名之間是用空格或 Tab 隔開，
如果有多個引數，它們之間用逗號隔開。這些空格和逗號不是引數值的一部分。
核心的 Makefile 中用到大量的函式，現在介紹一些常用的。
3。4。1 字串替換和分析函式
（1）$（subst from，to，text）
在文字
text
中使用
to
替換每一處
from
。
比如：
$（subst ee，EE，feet on the street）
結果為
fEEt on the strEEt
。
（2）$（patsubst pattern，replacement，text）
尋找
text
中符合格式
pattern
的字，用
replacement
替換它們。
pattern
和
replacement
中可以使用萬用字元。
比如：
$（patsubst %。c，%。o，x。c。c bar。c）
結果為：
x。c。o bar。o
。
（3）$（strip string）
去掉前導和結尾空格，並將中間的多個空格壓縮為單個空格。
比如：
$（strip a b c ）
結果為
a b c
。
（4）$（findstring find，in）
在字串
in
中搜尋
find
，如果找到，則返回值是
find
，否則返回值為空。
比如：
$（findstring a，a b c）
$（findstring a，b c）
將分別產生值
a
和``（空字串）。
（5）$（filter pattern…，text）
返回在
text
中由空格隔開且匹配格式
pattern。。。
的字，去除不符合格式
pattern。。。
的字。
比如：
$（filter %。c %。s，foo。c bar。c baz。s ugh。h）
結果為
foo。c bar。c baz。s
。
（6）$（filter-out pattern…，text）
返回在
text
中由空格隔開且不匹配格式
pattern。。。
的字，去除符合格式
pattern。。。
的字。它 是函式 filter 的反函式。
比如：
$（filter %。c %。s，foo。c bar。c baz。s ugh。h）
結果為
ugh。h
。
（7）$（sort list）
將
list
中的字按字母順序排序，並去掉重複的字。輸出由單個空格隔開的字的列表。
比如：
$（sort foo bar lose）
返回值是
bar foo lose
。
3。4。2 檔名函式
（1）$（dir names…）
抽取
names。。。
中每一個檔名的路徑部分，檔名的路徑部分包括從檔名的首字元到最後一個斜
槓（含斜槓）之前的一切字元。
比如：
$（dir src/foo。c hacks）
結果為
src/ 。/
。
（2）$（notdir names…）
抽取
names。。。
中每一個檔名中除路徑部分外一切字元（真正的檔名）。
比如：
$（notdir src/foo。c hacks）
結果為
foo。c hacks
。
（3）$（suffix names…）
抽取
names。。。
中每一個檔名的字尾。
比如：
$（suffix src/foo。c src-1。0/bar。c hacks）
結果為
。c 。c
。
（4）$（basename names…）
抽取
names。。。
中每一個檔名中除字尾外一切字元。
比如：
$（basename src/foo。c src-1。0/bar hacks）
結果為
src/foo src-1。0/bar hacks
。
（5）$（addsuffix suffix，names…）
引數
names。。。
是一系列的檔名，檔名之間用空格隔開；suffix 是一個字尾名。將 suffix（字尾） 的值附加在每一個獨立檔名的後面，完成後將檔名串聯起來，它們之間用單個空格隔開。
比如：
$（addsuffix 。c，foo bar）
結果為
foo。c bar。c
。
（6）$（addprefix prefix，names…）
引數
names
是一系列的檔名，檔名之間用空格隔開；prefix 是一個字首名。將 preffix（字首）
的值附加在每一個獨立檔名的前面，完成後將檔名串聯起來，它們之間用單個空格隔開。
比如：
$（addprefix src/，foo bar）
結果為
src/foo src/bar
。
（7）$（wildcard pattern）
引數
pattern
是一個檔名格式，包含有萬用字元（萬用字元和 shell 中的用法一樣）。函式 wildcard 的
結果是一列和格式匹配的且真實存在的檔案的名稱，檔名之間用一個空格隔開。
比如若當前目錄下有檔案 1。c、2。c、1。h、2。h，則：
c_src ：= $（wildcard *。c）
結果為
1。c 2。c
。
3。4。3 其他函式
（1）$（foreach var，list，text）
前兩個引數，
var
和
list
將首先擴充套件，注意最後一個引數
text
此時不擴充套件；接著，
list
擴充套件所得的每個字，都賦給
var
變數；然後
text
引用該變數進行擴充套件，因此
text
每次擴充套件都不 相同。
函式的結果是由空格隔開的
text
在
list
中多次擴充套件後，得到的新
list
，就是說：
text
多次擴充套件的字串聯起來，字與字之間由空格隔開，如此就產生了函式 foreach 的返回值。
下面是一個簡單的例子，將變數
files
的值設定為
dirs
中的所有目錄下的所有檔案的列表：
dirs ：= a b c d
files ：= $（foreach dir，$（dirs），$（wildcard $（dir）/*））
這裡
text
是
$（wildcard $（dir）/*）
，它的擴充套件過程如下：
① 第一個賦給變數 dir 的值是
a
，擴充套件結果為
$（wildcard a/*）
；
② 第二個賦給變數 dir 的值是
b
，擴充套件結果為
$（wildcard b/*）
；
③ 第三個賦給變數 dir 的值是
c
，擴充套件結果為
$（wildcard c/*）
；
④ 如此繼續擴充套件。
這個例子和下面的例有共同的結果：
files ：= $（wildcard a/* b/* c/* d/*）
（2）$（if condition，then-part［，else-part］）
首先把第一個引數‘condition’的前導空格、結尾空格去掉，然後擴充套件。如果擴充套件為非空字串，則條件‘condition’為‘真’；如果擴充套件為空字串，則條件‘condition’為‘假’。
如果條件‘condition’為‘真’，那麼計算第二個引數‘then-part’的值，並將該值作為整個函式 if的值。
如果條件‘condition’為‘假’，並且第三個引數存在，則計算第三個引數‘else-part’的值，並將該值作為整個函式 if 的值；如果第三個引數不存在，函式 if 將什麼也不計算，返回空值。
注意：僅能計算‘then-part’和‘else-part’二者之一，不能同時計算。這樣有可能產生副作用（例如函式 shell 的呼叫）。
（3）（ o r i g i n v a r i a b l e ） 變 量 ‘ v a r i a b l e ’ 是 一 個 查 詢 變 量 的 名 稱 ， 不 是 對 該 變 量 的 引 用 。 所 以 ， 不 能 採 用 ‘ （origin variable） 變數‘variable’是一個查詢變數的名稱，不是對該變數的引用。所以，不能採用‘（
originvariable
）變數‘
variable
’是一個查詢變數的名稱，不是對該變數的引用。所以，不能採用‘’和圓括號的格式書寫該變數，當然，如果需要使用非常量的檔名，可以在檔名中使用變數引用。
函式 origin 的結果是一個字串，該字串變數是這樣定義的：
‘undefined’ ：如果變數‘variable’從沒有定義；
‘default’ ：變數‘variable’是預設定義；
‘environment’ ：變數‘variable’作為環境變數定義，選項‘-e’沒有開啟；
‘environment override’：變數‘variable’作為環境變數定義，選項‘-e’已開啟；
‘file’ ：變數‘variable’在 Makefile 中定義；
‘command line’ ：變數‘variable’在命令列中定義；
‘override’ ：變數‘variable’在Makefile 中用 override 指令定義；
‘automatic’ ：變數‘variable’是自動變數
（4）$（shell command arguments）
函式 shell 是 make 與外部環境的通訊工具。函式 shell 的執行結果和在控制檯上執行‘command arguments’的結果相似。不過如果‘command arguments’的結果含有換行符（和回車符），則在函式 shell的返回結果中將把它們處理為單個空格，若返回結果最後是換行符（和回車符）則被去掉。
比如當前目錄下有檔案 1。c、2。c、1。h、2。h，則：
c_src ：= $（shell ls *。c）
結果為‘1。c 2。c’
《Makefile 介紹》這小節可以在閱讀核心、bootloader、應用程式的 Makefile 檔案時，作為手冊來查詢。下面以 options 程式的 Makefile 作為例子進行演示，Makefile 的內容如下：
File： Makefile
01 src ：= $（shell ls *。c）
02 objs ：= $（patsubst %。c，%。o，$（src））
03
04 test： $（objs）
05 gcc -o $@ $^
06
07 %。o：%。c
08 gcc -c -o $@ $<
09
10 clean：
11 rm -f test *。o
上述 Makefile 中@ 、 @、@、^、< 稱 為 自 動 變 量 。 <稱為自動變數。<稱為自動變數。@表示規則的目標檔名；表 示 所 有 依 賴 的 名 字 ， 名 字 之 間 用 空 格 隔 開 ； ^表示所有依賴的名字，名字之間用空格隔開；表示所有依賴的名字，名字之間用空格隔開；<表示第一個依賴的檔名。‘%’是萬用字元，它和一個字串中任意個數的字元相匹配。
options 目錄下所有的檔案為 main。c，Makefile，sub。c 和 sub。h，下面一行行地分析：
① 第 1 行 src 變數的值為‘main。c sub。c’。
② 第 2 行 objs 變數的值為‘main。o sub。o’，是 src 變數經過 patsubst 函式處理後得到的。
③ 第 4 行實際上就是：
test ： main。o sub。o
目標 test 的依賴有二：main。o 和 sub。o。開始時這兩個檔案還沒有生成，在執行生成 test 的命令之前先將 main。o、sub。o 作為目標查詢到合適的規則，以生成 main。o、sub。o。
④ 第 7、8 行就是用來生成 main。o、sub。o 的規則：
對於 main。o 這個規則就是：
main。o：main。c
gcc -c -o main。o main。c
對於 sub。o 這個規則就是：
sub。o：sub。c
gcc -c -o sub。o sub。c
這樣，test 的依賴 main。o 和 sub。o 就生成了。
⑤ 第 5 行的命令在生成 main。o、sub。o 後得以執行。
在 options 目錄下第一次執行 make 命令可以看到如下資訊：
gcc -c -o main。o main。c
gcc -c -o sub。o sub。c
gcc -o test main。o sub。o
然後修改 sub。c 檔案，再次執行 make 命令，可以看到如下資訊：
gcc -c -o sub。o sub。c
gcc -o test main。o sub。o
可見，只編譯了更新過的 sub。c 檔案，對 main。c 檔案不用再次編譯，節省了編譯的時間。
-end-
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