Linux友人帐之自动化构建工具make/Makefile

短命女 2024-04-17 13:35 73阅读 0赞

## 一、背景 ##

### 1.1概述 ###

> 代码编程可执行文件，叫做编译（compile）；在一个项目中，先编译这个，还是先编译那个（即编译的安排），叫做构建（build）。
> 
> make是最常用的构建工具，诞生于1977年，主要用于C语言想项目。
> 
> 实际上，任何只要某个文件发生变化，就要重现构建的项目都可以用make构建。

### 1.2介绍 ###

>  *  会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完成大型工程的能力
>  *  一个工程中的源文件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若干个目录中，makefile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
>  *  makefile带来的好处就是——**“自动化编译”**，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。
>  *  make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，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。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。
>  *  make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建。

### 1.3 make的概念 ###

> make: 制作。比如，要做出文件a.txt，就可以执行：
> 
>     $ make a.txt
> 
> make本身不知道如何做出a.txt，需要告知make如何调用其它命令完成这个目标。
> 
> 比如，假设文件a.txt依赖于b.txt和c.txt，是后面两个文件连接（cat命令）的产物。那么，make需要知道下面的规则：
> 
>     a.txt: b.txt c.txt
>     
>         cat b.txt c.txt > a.txt
> 
> 也就是，make a.txt这条命令的背后实际分为两步：
> 
> 确认b.txt和c.txt必须已经存在；
> 
> 使用cat命令将两个文件进行合并，输出为新的文件。
> 
> 像这样的规则，需要写在一个名为Makefile的文件中，make命令依赖这个文件进行构建。
> 
> Makefile也可以写成makefile，或者用命令行参数指定为其它文件名:
> 
>     $ make -f rules.txt
>     
>     $ make --file=rules.txt
> 
> make只是一个根据指定的Shell命令进行构建的工具。

### 1.4 Makefile的文件格式 ###

Makefile文件由一系列规则构成。每条规则的形式如下：

目标: 前置条件

\[必须有个table键\] <命令>

“目标”是必须的；“前置条件”和“命令”是可选的，但两者必存其一。

明确：构建目标的前置条件是什么，以及如何构建。

**第一行是依赖关系，第二行必须以Tab键开头！！！，第二行写的是依赖方法  
依赖关系可以为空**

![15a8daf808ac40ce85d4e1a0e0139059.png][]

#### ![5808ad3911404879b9454e6f78f241a5.png][] 目标(target) ####

一个目标（target）构成一个规则。目标通常是文件名，指明命令所要构建的对象，比如a.txt。

目标可以是一个文件名，也可以是多个文件名，之间用空格分隔。

除了文件名，目标还可以是某个操作的名字，这称之为“伪目标”（phony target）。

clean：
    
        rm *.o

上面代码的目标是clean，不是一个文件名，是一个操作的名字，属于“伪目标”，作用是删除文件。

$ make clean

为了避免这种情况，可以声明clean是“伪目标”:

.PHONY: clean
    
    clean:
    
        rm *.o

声明clean是“伪目标”之后，make不会去检查是否存在一个叫做clean的文件，而是每次运行都执行对应的命令。

如果make命令运行时没有指定目标，默认会执行Makefile文件的第一个目标。

#### 前置条件(prerequisites) ####

前置条件通常是一组文件名，之间用空格分隔。它指定了“目标”是否重新构建的判断标准: 只要一个前置文件不存在，或者更新过，“目标”就需要重新构建。

result.txt: source.txt
    
        cp source.txt result.txt

构建result.txt的前置条件时source.txt。如果当前路径下，source.txt已经存在，那么make result.txt可以正常运行；否则必须再写一条规则，用以生成source.txt。

source.txt:
    
        echo “this is the source” > source.txt

source.txt没有前置条件，意味着跟其它文件无关，只要source.txt不存在，每次调用make source.txt，都会生成source.txt。

连续执行两次make result.txt。

第一次会先创建source.txt，再创建result.txt。

第二次执行，make发现source.txt没有更新，就会不执行任何操作。

#### 命令(command) ####

命令(command)表示如何更新目标文件，由一行或多行Shell命令组成；

是构建“目标”的具体指令；

结果通常是生成目标文件。

每行命令之前必须有一个tab键。如果想用其它键，可以用内置变量.RECIPEPREFIX声明。

.RECIPEPREFIX=>
    
    all:
    
    >echo 123

用.RECIPEPREFIX指定大于号(>)替代tab键。

每行命令都是在一个单独运行的Shell中执行的，这些Shell间没有继承关系。

var:
    
        export foo=bar
    
        echo “foo=[$$foo]”

解决方法：

1.  **;**
2.  **\\**
3.  **.ONESHELL**

#### 补充：gcc如何得知，源文件不需要再编译了呢？ ####

> Modify代表文件内容被修改的时间，Change代表文件属性被修改的时间，Access代表最后一次访问文件的时间，值得注意的是，文件大小也算文件的属性
> 
> 有时候访问文件的时间Access被更新的不是很灵敏，以前老的操作系统内核，对于这件事的原则就是，只要你访问了，就立马更新时间，但现在的操作系统内核，过一段时间之后才会更新我们的访问文件时间。  
> 原因：文件操作的时候，改文件就一定会访问文件，但访问文件不一定该文件，所以访问文件的次数太多了，要进行更多次的IO，并且文件访问的时间基本没有人关心。

### 1.5示例 ###

![9957e799f42a4bab85bd3697d4704ac5.png][]

改进

#### ![92ccb5b9619c4e1dbbff4eb13bd8f981.png][]cc 命令 ####

> 在 Linux 的 makefile 中，cc 命令通常用于编译 C 语言程序。cc 命令可以使用以下选项：
> 
> \- \`-c\`：编译源文件，生成目标文件。  
> \- \`-o\`：指定编译生成的目标文件名。  
> \- \`-Wall\`：显示所有警告信息。  
> \- \`-g\`：生成调试信息，用于 gdb 调试。  
> \- \`-I\`：指定头文件路径。  
> \- \`-L\`：指定库文件路径。  
> \- \`-l\`：指定要链接的库文件名。
> 
> 例如，假设有一个名为 \`main.c\` 的源文件，需要编译生成可执行文件，可以使用以下 makefile：
> 
>     CC = cc
>     CFLAGS = -Wall -g -I./include
>     LDFLAGS = -L./lib -lm
>     OBJS = main.o foo.o bar.o
>     
>     program: $(OBJS)
>         $(CC) -o $@ $(LDFLAGS) $(OBJS)
>     
>     %.o: %.c
>         $(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
>     
>     clean:
>         rm -rf *.o program
> 
> 在上面的 makefile 中，\`CC\` 定义了编译器为 \`cc\`，\`CFLAGS\` 定义了编译选项，\`LDFLAGS\` 定义了链接选项，\`OBJS\` 定义了需要编译的目标文件。\`program\` 是最终生成的可执行文件名，它依赖于 \`$(OBJS)\` 中的目标文件，通过 \`$(CC)\` 命令进行链接生成。\`%.o: %.c\` 表示根据 \`.c\` 文件生成 \`.o\` 文件。\`clean\` 是清理编译过程中生成的目标文件和可执行文件。

## 二、Linux的第一个小程序-进度条 ##

### 2.1缓冲区概念 ###

1 #include <stdio.h>
      2 #include <unistd.h>
      3 
      4 int main()
      5 {
      6     printf("you can see me ........\n");
      7     sleep(2);                                                                                                                                                         
      8     return 0;
      9 }
      
    	// 可以利用fflush(stdout)语句来刷新缓冲区，这样数据就会立马显示出来
    	
    
      1 #include <stdio.h>
      2 #include <unistd.h>
      3 
      4 int main()
      5 {
      6     printf("you can see me ........");
      7     sleep(2);                                                                                                                                                         
      8     return 0;
      9 }

![55b8e830b9534cbdbb0cd39eda3ee358.png][]

> 如果加上\\n那就会先显示you can see me然后停下来2秒钟，如果没有\\n的话，那就会先停下来2秒，然后才显示出you can see me。  
>   
> 第一种拥有\\n可以立即输出的原因是因为，\\n是行缓冲，只要遇到\\n就会立马将这一行的内容输出到显示器上面
> 
>   
> 针对第二种没有\\n的情况，首先printf语句肯定是要先执行的，唯一的可能性就是，这个you can see me没有被立即显示出来，等到走完sleep语句，它才显示出来，在未显示的这段时间里面，you can see me一直被存储在行缓冲区里面

### 2.2\\r && \\n ###

> 理论上，回车和换行不是一个概念，换行是回到当前行的最开始，换行是将光标挪到下一行相同的光标位置，\\r是回车\\n是换行，\\r\\n合起来我们称之为回车换行。
> 
> 语言层面上，\\n就是回车换行，因为编译器在内部对于\\n做了特殊处理，回车换行其实分成两步，先换行，再回车。

我们看一下回车\\r

![d4998256cebb4518ba93d80b385a1566.png][]

> 不显示的原因就是我们的回车\\r将之前的内容给覆盖掉了，并且在缓冲区中回到了这一行的起始位置，因此程序结束也并没有打印。

### 2.3[fflush][](stdout) ###

因此为了解决上面的问题，可以用刷新缓冲区的办法实现

### ![13c279d184ad44f98d5c68f787c59a6d.png][] 2.4 [倒计时][Link 1]实现 ###

显示器能够显示各种符号，包括数字，汉字，字母等等，这些都被计算机看作符号，只不过人把它分为数字还是汉字，字母等，能够显示这么多符号是因为显示器面板上有各种像素点，点亮对应显示器上的像素点，就可以给人类显示出来各种各样的符号了，并且凡是能够显示到显示器上的，其实都是字符

![37bcc017c4b9478f9077d8c483119efb.png][]

通过上面的了解，大家已经知道了缓冲区的概念，因此为了下面的进度条实现，在这里我们先通过上面的知识实现一下倒计时：

![b9fcd66f154d4191947e984f1adc9135.png][]

上述实际上有一定的细节，我们知道/r只是回到起始位置，但如果不控制格式2d，就会出现打印10,90,80……的情况，因为我们每次只覆盖了第一个位置，因此在这里要控制格式，并且fflush(stdout)。

### 2.5进度条 ###

对于进度条来说，通过最上面的航缓冲的知识，我们已经知道应该如何去规避了，因此在这里直接展示进度条，我将程序分成三个部分，即经典的main.c/process.c/process.h，并且将makefile中的依赖对象也改变，对于依赖对象来说，只要-o后面最靠近的是要生成的即可。

![624773463897441c82e86625e141ba8b.png][]

接下来我们看看代码，并将其执行：（主程序）

![1ffa3d4214d3471f912dd9792925e4ae.png][]

[15a8daf808ac40ce85d4e1a0e0139059.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/7762dccc480d432bb063ab50aa27c670.png
[5808ad3911404879b9454e6f78f241a5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/902892e234b84dfb80830b4a51681ba8.png
[9957e799f42a4bab85bd3697d4704ac5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/dae2aa04e7bc4cb0b28e172012758f21.png
[92ccb5b9619c4e1dbbff4eb13bd8f981.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/29894954745744c1a35fa8bc0e556d23.png
[55b8e830b9534cbdbb0cd39eda3ee358.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/f9c6d44e76934bf5a884d55516e42f3f.png
[d4998256cebb4518ba93d80b385a1566.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/56fc8d9b413545879adf771e91c0af19.png
[fflush]: https://so.csdn.net/so/search?q=fflush&spm=1001.2101.3001.7020
[13c279d184ad44f98d5c68f787c59a6d.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/55c7c750f9d64954bfffe205fd742302.png
[Link 1]: https://so.csdn.net/so/search?q=%E5%80%92%E8%AE%A1%E6%97%B6&spm=1001.2101.3001.7020
[37bcc017c4b9478f9077d8c483119efb.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/12/dea102ad1c7147aa80b9b28e4a9cbbe0.png
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