Linxu自动化构建工具make/Makefile究竟时什么？

约定不等于承诺〃 2024-04-06 15:32 29阅读 0赞

#### Linxu自动化构建工具make/Makefile究竟时什么？ ####

*  一、简介
 *  二、makefile文件制作（简洁版）
 *   *  2.1 源文件
     *  2.2 makefile如何制作
     *   *  2.2.1 依赖关系、依赖方法
         *  2.2.3 伪目标（清理文件资源）
 *  三、make/Makefile自动化原理
 *   *  3.1 伪目标为什么可以重复执行？
     *  3.2 make如何工作？
 *  四、Makefile简介版本
 *   *  4.1 版本一
     *  4.2 版本二
     *  4,3 版本三

## 一、简介 ##

在一个大型工程中，源文件不计其数。按照文件类型、功能、模块不同，放在不同的目录下。但哪些文件先编译，哪些文件后编译，哪些文件需冲重新编译，甚至更为复杂的功能操作，如果依靠程序员自身来控制，不仅效率低下，而且极其容易出错！为此，自动化构建工具诞生 —— make/Makefile  
 Makefile(或makefile)是一个脚本文件；而make是一个命令工具，用于解释Makefile中的指令，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。当我们在Makefile中一旦写好了编译方式，只需要一个make命令就可完成整个工程的自动化编译。

## 二、makefile文件制作（简洁版） ##

### 2.1 源文件 ###

这里我们给出一段各位都记忆深刻的代码：（存在于`code.c源文件`中）

#include <stdio.h>  
      
    int main()  
    {
          
        printf("hello world\n");
        printf("hello world\n");
        printf("hello world\n");
        return 0;                                                                                                                                                                          
    }

### 2.2 makefile如何制作 ###

在工程中，最重要的就是通过源文件通过某种方式来形成可执行文件，以及项目资源的清理。现在的问题是如何通过makefile来达到上述目的呢？  
我们只需要在`Makefile文件`中输入以下程序即可：（后续还会在修改）

mybin:code.c  #如果有多个源文件，code.c后可继续田间源文件 
    	gcc code.c -o mybin #前面的空格只能按Tab键，不能输入4个空格（语法）
    .PHONY:clean #伪目标                                                                                                                                                                   
    clean:                         
    	rm -f mybin

接下来我们来一一分析每段代码是什么意思，以及如何编写！

#### 2.2.1 依赖关系、依赖方法 ####

第一行`mybin:code.c`称为`依赖关系`，`冒号左边为目标文件；冒号左边为源文件`（可以是多个）。  
 第二行`gcc code.c -o mybin`称为依赖关系，及源文件通过何种方式来形成目标文件。需要特别注意的是：依赖关系前的空格只能通过Tab键实现，不可以是4空格或其他！！！

比如假设我们需要通过`main.c、code.c、test.c`三个源文件通过gcc来编译形成mybin目标文件，所以代码为：

mybin:main.c code.c test.c 
    	gcc main.c code.c test.c -o mybin

或

mybin:main.c code.c test.c 
    	gcc -o mybin main.c code.c test.c  //（只需保证-o后紧跟的是目标文件即可）

#### 2.2.3 伪目标（清理文件资源） ####

在上述代码中`.PHONY:xxx文件名`表示该目标文件为伪目标，表示该文件`不需要依赖关系，并且总是被执行`。  
现在我们分别运行伪目标文件和普通文件看看会发生什么？

【普通目标文件】：

![请添加图片描述][178c654e1aa642ee801e505cf673ce26.gif]

【伪目标文件】：  
![请添加图片描述][62c6f3f5b3a64f5782934a7793394a8a.gif]

我们发现对于普通目标文件，一旦我们编译后就不能重复编译，否则会报`make: ‘mybin' is up to date.`；但对于伪目标文件来说可以重复执行。  
 为什么会这样呢？

## 三、make/Makefile自动化原理 ##

### 3.1 伪目标为什么可以重复执行？ ###

**在解决这个问题之前，我们需要先了解为什么普通目标文件不可以重复执行！**

在实际工程中，一个大型项目存在众多的源文件，我们需要对这些源文件进行编译形成可执行文件。但一旦编译好后，在下一次执行该文件时，我们只需要重新编译某些内容被修改过的源文件即可。如果每次执行都需要重新编译所有的源文件，不仅意义不大，还会导致效率大大降低！

**那程序如何发现代码别修改过，需要重新编译了？**

`在Linux中，每个文件有3种时间：Access、Modify、change三种时间，分别代表文件被打开的时间、文件内容内修改的时间、文件属性被修改的时间`。我们可以通过`stat 文件名`来查看文件的3种时间。  
 其中，Access时间比较特殊。一般而言，一个文件被访问是非常频繁的。由于文件存在磁盘中，如果每次进入文件都修改文件的Access时间，这也意味着存在大量的访问磁盘的IO操作，变形的降低了操作系统的效率。为此，`当代计算机一般都对更改Access时间做了次数限制，不同机器平台存在差异。只有达到一定次数时，才会修改Access时间`。  
 由于我们最终目的是得到相应的可执行程序，所以我们可以通过对比源文件和可执行文件的Modify来判断哪些文件被修改过，需要重新编译。即源文件第一次形成可执行文件时，可执行文件的Modify > 源文件的Modify。一旦源文件内容被修改后，此时源文件Modify被修改为最新时间，此时源文件Modify > 可执行文件的Modify。而make如果识别到源文件Modify > 可执行文件的Modify，便会对源文件进行重新编译。

**伪目标为什么可以重复执行？**  
 前面博主替代过，一旦文件通过`.PHONY:文件名`成为伪目标，此时该文件不在需要依赖关系。这也意味这该文件不需要对比任何时间，直接执行。即可以重复执行。

### 3.2 make如何工作？ ###

在默认情况下，只要我们输入`make`命令，此时make会在当前目录下查找名为Makefile或makefile的文件。如果找到，则它会将第一个目标文件作为最终的目标文件。  
 如果第一个目标文件文件不存在，或是第一个目标文件所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比第一个目标文件新，那么，他就会执行后面所定义的命令来生成这个文件。如果第一个目标文件所依赖的.o文件也不存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。  
 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。在找寻的过程中，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，make根本不理。make只管文件的依赖性，即，如果在找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么就不工作了。

## 四、Makefile简介版本 ##

比如假设我们需要通过`main.c、code.c、test.c`三个源文件通过gcc来编译形成mybin目标文件，这里有3个版本。各位自行选择。

### 4.1 版本一 ###

这个就是最简单版本，就不多说了。

mybin:code.c  
    	gcc main.c、code.c、test.c -o mybin #前面的空格只能按Tab键，不能输入4个空格（语法）
    .PHONY:clean #伪目标                                                                                                                                                                   
    clean:                         
       rm -f main.c、code.c、test.c

### 4.2 版本二 ###

在Makefile中，我们可以在指令前加上`@`符号，可以不在显示屏上回显文件执行的指令。同时`$@`表示冒号左边的目标文件，`$^`来表示冒号右边的所有源文件。  
所以上述代码可修改如下：

mybin:main.c、code.c、test.c 
    	gcc $^ -o $@ #前面的空格只能按Tab键，不能输入4个空格（语法）
    .PHONY:clean #伪目标                                                                                                                                                                   
    clean:                         
       rm -f target

### 4,3 版本三 ###

在make/Makefile中，支持`变量化处理`。有点类似于宏替换，具体如下：

cc=gcc
    target=mybin.exe
    src=main.c code.c test.c
    #使用上述变量时，我们仅需通过$(变量)即可使用
    
    $(target):$(src)  
    	$(cc) $^ -o $@ #前面的空格只能按Tab键，不能输入4个空格（语法）
    .PHONY:clean #伪目标                                                                                                                                                                   
    clean:                         
       rm -f target

[178c654e1aa642ee801e505cf673ce26.gif]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/06/8c04214b1ce441e99b07a0a28e1e10f7.gif
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