【Linux操作系统】makefile入门：一个规则-两个函数-三个变量

ゞ浴缸里的玫瑰 2024-03-23 19:21 76阅读 0赞

> 在Linux中，makefile是一种非常重要的工具，用于自动化构建和管理项目。它可以帮助开发人员轻松地编译和链接程序，同时还可以处理依赖关系和增量构建等问题。在makefile中，我们将重点介绍makefile中的一个规则，两个函数和三个自动变量。  
> ![在这里插入图片描述][cf79c443ebdb4b7e81ae186ae510a7f9.png]

#### 文章目录 ####

*   *  1. 一个规则
     *   *  1.1 规则解释
         *  1.2 规则举例
         *  1.3 代码解释
     *  2. 两个函数
     *   *  2.1 $(wildcard pattern)
         *  2.2 $(patsubst pattern,replacement,text)
     *  3. 三个变量
     *   *  3.1 $@
         *  3.2 $<
         *  3.3 $^
     *  总结

--------------------

### 1. 一个规则 ###

#### 1.1 规则解释 ####

Makefile由一系列规则组成，每个规则定义了一个**目标（target）**，以及生成该目标所需的**依赖项（dependencies）和生成命令（recipe）**。

当目标的依赖项发生变化时，Makefile会根据规则自动执行生成命令，更新目标。

Makefile规则的基本格式如下：

target: dependencies
        recipe

*  `target`是规则的目标，即要生成的文件或执行的操作。可以是一个文件名、一个标签（例如`all`），或者一个伪目标（以`.PHONY`声明）。
 *  `dependencies`是目标所依赖的文件或目标。当任何一个依赖项发生变化时，Make工具会重新构建目标。
 *  `recipe`是生成目标的命令序列。每个命令都必须以Tab键开头，并且在同一行上。可以是编译、链接、复制文件等任何Shell命令。

Makefile中可以有多个规则，每个规则独占一行。Make工具会根据规则的依赖关系自动确定构建顺序。

另外，Makefile还支持一些特殊的目标和变量：

*  `.PHONY`：声明一个伪目标，表示该目标不对应任何实际的文件。通常用于定义一些特殊的操作，如`clean`。
 *  `.DEFAULT_GOAL`：定义默认的目标。如果没有指定目标，则默认构建该目标。
 *  `$(CC)`：定义变量。可以在Makefile中使用变量来代替常用的命令和选项，方便管理和修改。

需要注意的是，Makefile中的规则和命令必须严格遵循缩进规则，命令必须以Tab键开头。否则，Make工具可能无法正确解析和执行。

--------------------

#### 1.2 规则举例 ####

下面是一个简单的Makefile示例：

CC = gcc
    CFLAGS = -Wall -g
    
    all: hello
    
    hello: main.o hello.o
        $(CC) $(CFLAGS) -o hello main.o hello.o
    
    main.o: main.c
        $(CC) $(CFLAGS) -c main.c
    
    hello.o: hello.c
        $(CC) $(CFLAGS) -c hello.c
    
    clean:
        rm -f hello *.o

--------------------

#### 1.3 代码解释 ####

这个Makefile定义了一个目标`all`，它依赖于目标`hello`。目标`hello`又依赖于目标`main.o`和`hello.o`。这些目标之间的依赖关系告诉Make工具在构建目标`hello`之前需要先构建`main.o`和`hello.o`。

每个目标下面的生成命令使用Tab键缩进，这是Makefile的语法要求。在这个例子中，生成命令使用`$(CC)`和`$(CFLAGS)`变量来指定编译器和编译选项。

除了上面的规则外，还定义了一个目标`clean`，用于清理生成的目标文件和可执行文件。

使用这个Makefile，可以在终端中执行以下命令：

*  `make`：构建所有目标，默认会构建`all`目标，即`hello`。
 *  `make hello`：构建`hello`目标。
 *  `make clean`：清理生成的目标文件和可执行文件。

执行`make`命令时，Make工具会根据目标和依赖关系判断哪些文件需要重新编译，然后执行相应的生成命令。如果目标已经是最新的，Make工具会跳过它的构建。

当执行`make`命令后，如果源文件没有修改，Make工具会输出类似于以下的结果：

make: 'hello' is up to date.

这表示目标已经是最新的，没有需要重新构建的文件。

如果执行`make clean`命令，Make工具会执行清理操作，删除生成的目标文件和可执行文件。

--------------------

### 2. 两个函数 ###

在Makefile中，除了`$(wildcard pattern)`函数，还有一个常用的函数`$(patsubst pattern,replacement,text)`。它用于将指定文本中符合模式的部分替换为指定的字符串。

下面分别介绍`$(wildcard pattern)`和`$(patsubst pattern,replacement,text)`函数的用法和示例：

#### 2.1 $(wildcard pattern) ####

`$(wildcard pattern)`函数用于匹配文件名模式，返回符合模式的文件列表。

例如，假设当前目录下有以下文件：`file1.txt`、`file2.txt`、`file3.dat`。

FILES := $(wildcard *.txt)
    all:
        @echo $(FILES)

运行`make`命令后，输出结果为：

file1.txt file2.txt

**解释**：`$(wildcard *.txt)`匹配当前目录下所有以`.txt`结尾的文件，返回文件列表`file1.txt`和`file2.txt`。然后，`$(FILES)`将文件列表赋值给变量`FILES`，最后在`all`目标中使用`@echo`命令输出变量`FILES`的值。

--------------------

#### 2.2 $(patsubst pattern,replacement,text) ####

`$(patsubst pattern,replacement,text)`函数用于将指定文本中符合模式的部分替换为指定的字符串。

例如，假设有一个包含文件名的列表`FILES`，需要将其中的`.txt`替换为`.o`。

FILES := file1.txt file2.txt file3.dat
    TARGETS := $(patsubst %.txt,%.o,$(FILES))
    
    all: $(TARGETS)
    
    %.o: %.txt
        @echo Generating $@ from $<
        @touch $@

运行`make`命令后，输出结果为：

Generating file1.o from file1.txt
    Generating file2.o from file2.txt

**解释**：`$(patsubst %.txt,%.o,$(FILES))`将列表`$(FILES)`中以`.txt`结尾的文件名替换为以`.o`结尾的文件名，生成一个新的文件列表`TARGETS`，即`file1.o`、`file2.o`、`file3.dat`。然后，在`all`目标中使用`$(TARGETS)`作为依赖项，为每个`.txt`文件生成一个`.o`文件。

--------------------

### 3. 三个变量 ###

在Makefile中，有三个常用的变量：`$@`、`$<`和`$^`。它们分别表示目标文件、第一个依赖文件和所有依赖文件的列表。

下面分别介绍这三个变量的用法和示例：

#### 3.1 $@ ####

`$@`表示目标文件，即当前规则中的目标。

例如，假设有一个规则如下所示：

all: main.o utils.o
        gcc $^ -o $@

运行`make`命令后，输出结果为：

gcc main.o utils.o -o all

解释：`$^`表示所有的依赖文件，即`main.o`和`utils.o`。`$@`表示目标文件，即`all`。在这个规则中，`gcc $^ -o $@`命令将所有的依赖文件编译链接成一个可执行文件`all`。

--------------------