Simple makefile：Linux C

概述

编写Linux C程序，Makefile文件是无法绕过去的。简单记录一下Makefile的知识，留作备忘。

原理

Linux C程序，是经过编辑、预处理、编译、链接等阶段会生成最终的可执行程序。

简单开发Linux C程序，可以使用gcc命令直接编译程序文件生成可执行文件或静态/动态链接库。

但复杂项目有较多的源文件，每次手动敲gcc编译命令容易出错，也较为浪费时间，故此时需要使用makefile文件，来帮助我们编译程序。

makefile文件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，因为 makefile就像一个Shell脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。

makefile文件编写完成：

• 可在同级目录下执行 make 命令，直接执行makefile中的脚本（若直接使用make命令，则同级目录下makefile文件必须名为makefile或Makefile）；
• 也可以使用-f 来执行makefile文件，如 make -f /home/src/makefile（借助-f 参数时，makefile文件可任意命名）；

测试代码

• head.h

void func1();
void func2();
void sum( int a, int b );

• func1.c

#include 
void func1()
{
  printf( "this is funcion-1...\n" );
}

• func2.c

#include 
void func2()
{
  printf( "this is funcion-2...\n" );
}

• sum.c

#include 
void sum(int a, int b)
{
  printf( "Sum( %d, %d ) = %d\n", a, b, a+b );
}

• main.c

#include 
#include "head.h"

int main()
{
  printf( "start main function...\n" );
  func1();
  func2();
  sum( 1, 2 );
  printf( "end main function...\n" );

  return 0;
}

makefile 版本1

makefile规则：makefile由一组规则组成，如下所示：

目标: 依赖

(tab)命令

解释：

makefile规则三要素：

• 目标：要生成的目标文件（可执行文件、库文件、中间文件等）
• 依赖：目标文件由哪些文件生成
• 命令：通过执行该命令由依赖文件生成目标文件

例如：

main: main.c func1.c func2.c sum.c
  gcc -o main main.c func1.c func2.c sum.c

makefile 版本2

改进：目标文件可一次生成，也可先将中间文件生成，然后再生成目标文件，减少出错率。

例如：

main: main.o func1.o func2.o sum.o
  gcc -o main main.o func1.o func2.o sum.o

main.o: main.c
  gcc -c main.c -I./

func1.o: func1.c
  gcc -c func1.c

func2.o: func2.c
  gcc -c func2.c

sum.o: sum.c
  gcc -c sum.c

makefile 版本3

改进：项目中可能存在多个源文件，且makefile文件中同样的文件名称出现多次，不利于高效率编写makefile文件，故可使用makefile提供的变量来优化makefile的编写过程。

makefile变量类似于C语言中的宏定义，可以使用变量进行内容替换，提升makefile编写效率，且使之更容易维护。

makefile变量分为三种：

• 普通变量
• 自带变量
• 自动变量

普通变量：

• 变量定义使用 =
• 使用变量值 $(变量名)

自带变量：

• CC: gcc
• CPPFLAGS: C预处理的选项 -I
• CFLAGS: C编译器的选项 -Wall -g -c
• LDFLAGS: 链接器选项 -L -I

自动变量：

• $@: 表示规则中的目标
• $<: 表示规则中的第一个条件
• $^: 表示规则中的所有条件，组成一个列表，以空格隔开，若这个列表中有重复的项，则消除重复项

例如：

target = main
objects = main.o func1.o func2.o sum.o
CC = gcc
CPPFLAGS = -I./

$(target): $(objects)
  $(CC) -o $@ $^

%.o : %.c
  $(CC) -c $< $(CPPFLAGS)

makefile 版本4

改进：项目中有众多的源文件，虽然上一版本中自定义的普通变量objects列出了所有的目标文件所需的中间文件，但依然容易出错，此时可使用makefile提供的函数，以一定的规则查找所有源文件和进行查找结果的字符替换。

• ​src =$(wildcard *.c)：使用wildcard函数，可查找某路径下所有*.c文件；
• ​objects = $(patsubst %.c, %.o, $(src))：使用patsubst函数可以将src变量值中所有的后缀为.c的字符串替换为后缀为.o的字符串；

例如：

target = main

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

CC = gcc
CPPFLAGS = -I./

$(target): $(objects)
  $(CC) -o $@ $^

%.o : %.c
  $(CC) -c $< $(CPPFLAGS)

此时，便得到了一个仅需要修改target变量和src中源文件路径的makefile文件，具有普适性。

makefile 最终版本

改进：上一版本随具有普适性，但每次执行完makefile生成的文件（目标文件、中间文件等），还需手动删除，此时可使用makefile提供的伪目标，来达到一键删除makefile生成的文件的目的。

• .PHONY: 伪目标名称： 可在makefile文件中声明伪目标，执行"make 伪目标名称"命令(如下示例中：make clean)，即可跳过前面版本中要生成目标文件的命令，只执行伪目标；

如下所示：

target = main

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

CC = gcc
CPPFLAGS = -I./

$(target): $(objects)
  $(CC) -o $@ $^

%.o : %.c
  $(CC) -c $< $(CPPFLAGS)


.PHONY: clean
clean:
  rm -f $(target) $(objects)