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深入解析Linux下的Makefile文件
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Makefile是Linux系統(tǒng)中常用的構(gòu)建工具之一，它可以幫助開發(fā)者自動(dòng)化完成代碼編譯、鏈接等繁瑣的構(gòu)建任務(wù)。Makefile文件的編寫是程序員需要掌握的基本技能，對(duì)于程序的開發(fā)、調(diào)試以及維護(hù)都有著非常重要的作用。本文將深入解析Linux下的Makefile文件，介紹其基本語法以及常用命令，幫助程序員更加高效地進(jìn)行代碼開發(fā)。
一、Makefile文件的基本構(gòu)成
Makefile文件通常由多個(gè)規(guī)則組成，每個(gè)規(guī)則包含一個(gè)或多個(gè)命令，用于指定如何編譯和鏈接源文件。在編寫Makefile文件時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面：
1. 文件命名規(guī)范
在Linux系統(tǒng)下，Makefile文件通常命名為Makefile或makefile。如果同時(shí)存在這兩個(gè)文件，則默認(rèn)讀取Makefile文件。
2. 文件的格式
Makefile文件格式通常是文本格式，使用文本編輯器編寫。建議不要使用Windows下的編輯器編寫，因?yàn)閃indows下的編輯器很可能會(huì)自動(dòng)添加一些不可見的字符，導(dǎo)致Makefile文件無法正常工作。
3. 語法格式
Makefile的語法格式比較嚴(yán)格，必須按照一定的規(guī)則進(jìn)行編寫。Makefile文件中主要包括兩個(gè)元素：目標(biāo)（target）和依賴關(guān)系（dependence）。Makefile的基本語法格式如下：
target : dependence
command
其中，target表示要生成的目標(biāo)文件，可以是二進(jìn)制可執(zhí)行文件、靜態(tài)鏈接庫或動(dòng)態(tài)鏈接庫等；dependence是指生成目標(biāo)文件所依賴的源文件或其他目標(biāo)文件；command表示生成目標(biāo)文件的具體命令。
二、Makefile中常用的命令
1. gcc命令
gcc是Linux系統(tǒng)中最常用的編譯器之一，用于編譯C語言程序。在Makefile文件中，可以使用gcc命令對(duì)源文件進(jìn)行編譯。gcc命令的基本語法如下：
gcc -c source_file.c -o object_file.o
其中，-c參數(shù)表示只編譯源文件，不進(jìn)行鏈接；source_file.c表示要編譯的源文件；-o參數(shù)指定生成的目標(biāo)文件的名稱；object_file.o表示生成的目標(biāo)文件名。
2. ld命令
ld是Linux系統(tǒng)中常用的鏈接器，用于將目標(biāo)文件進(jìn)行鏈接生成可執(zhí)行文件或庫文件等。ld命令的基本語法如下：
ld -o output_file input_file1.o input_file2.o …
其中，-o參數(shù)指定生成的目標(biāo)文件名；input_file1.o、input_file2.o等表示要鏈接的目標(biāo)文件。
3. rm命令
rm是Linux系統(tǒng)中刪除文件的命令，可以用來刪除不需要的目標(biāo)文件。在Makefile文件中，可以使用rm命令刪除生成的中間文件。rm命令的基本語法如下：
rm object_file
其中，object_file表示要?jiǎng)h除的文件名。
三、實(shí)例演示
為了更好地了解Makefile文件的編寫過程，我們可以通過一個(gè)簡單的實(shí)例來演示。假設(shè)我們有一個(gè)C語言程序，包含以下兩個(gè)源文件：mn.c和add.c。其中，mn.c文件調(diào)用了add.c文件中的函數(shù)。我們需要編寫一個(gè)Makefile文件來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化編譯和鏈接。
1. 編寫Makefile文件
在程序的源代碼所在目錄下，創(chuàng)建一個(gè)Makefile文件，文件名大小寫不敏感。打開編輯器，輸入以下內(nèi)容：
all: mn
mn: mn.o add.o
gcc -o mn mn.o add.o
mn.o: mn.c
gcc -c mn.c -o mn.o
add.o: add.c
gcc -c add.c -o add.o
clean:
rm -rf *.o mn
該Makefile文件包括三個(gè)目標(biāo)：all、mn和clean。其中：
– all是默認(rèn)目標(biāo)，也就是當(dāng)使用命令行輸入make命令時(shí)，Makefile文件默認(rèn)執(zhí)行的目標(biāo)；
– mn是目標(biāo)文件，它生成了可執(zhí)行文件mn；
– clean是用來刪除中間文件（.o文件）和可執(zhí)行文件的目標(biāo)，用來清理工作目錄。
2. 執(zhí)行Makefile文件
保存Makefile文件后，在終端里進(jìn)入該文件所在的目錄，執(zhí)行以下命令：
$ make
執(zhí)行make命令后，Makefile會(huì)自動(dòng)編譯、鏈接源代碼，生成可執(zhí)行文件。如果Makefile中配置了多個(gè)目標(biāo)，則需要明確指定要執(zhí)行哪個(gè)目標(biāo)。例如，執(zhí)行clean目標(biāo)可以使用以下命令：
$ make clean
四、
Makefile是程序開發(fā)中很重要的一環(huán)，是編寫可重復(fù)、可維護(hù)和可擴(kuò)展代碼的關(guān)鍵工具之一。其語法格式和命令操作的熟練掌握，對(duì)程序員的代碼開發(fā)能力和工作效率都具有很大的幫助。本文從Makefile文件的基本構(gòu)成、常用命令和一個(gè)簡單實(shí)例的編寫出發(fā)，深入解析了Linux下的Makefile文件，希望可以對(duì)程序員們進(jìn)行有效的指導(dǎo)和幫助。
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目的：
基本掌握了 make 的用法，能在Linux系統(tǒng)上編程。
環(huán)境：
Linux系統(tǒng)，或者有一臺(tái)Linux服務(wù)器，通過終端連接。一句話：有Linux編譯環(huán)境。
準(zhǔn)備：
準(zhǔn)備三個(gè)文件：file1.c, file2.c, file2.h
file1.c:
#include
#include “file2.h”
int main()
{
printf(“print file1$$$$$$$$$$$$ “);
File2Print();
return 0;
}
file2.h:
#ifndef FILE2_H_
#define FILE2_H_
#ifdef __cplusplus
extern “C” {
#endif
void File2Print();
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif
file2.c:
#include “file2.h”
void File2Print()
{
printf(“Print file2********************** “);
}
基礎(chǔ)：
先來個(gè)例子：
有這么個(gè)Makefile文件。（文件和Makefile在同一目錄）
=== makefile 開始 ===
helloworld:file1.o file2.o
gcc file1.o file2.o -o helloworld
file1.o:file1.c file2.h
gcc -c file1.c -o file1.o
file2.o:file2.c file2.h
gcc -c file2.c -o file2.o
clean:
rm -rf *.o helloworld
=== makefile 結(jié)束 ===
一個(gè) makefile 主要含有一系列的規(guī)則，如下絕棗：
A: B
(tab)
(tab)
每個(gè)命令行前都必須有tab符號(hào)。
上面的makefile文件目的就是要編譯一個(gè)helloworld的可執(zhí)行文件。讓我們一句一句來解釋：
helloworld : file1.o file2.o： helloworld依賴file1.o file2.o兩個(gè)目標(biāo)文件。
gcc File1.o File2.o -o helloworld： 編譯出helloworld可執(zhí)行文件。-o表示你指定 的目標(biāo)文件名。
file1.o : file1.c： file1.o依賴file1.c文件。
gcc -c file1.c -o file1.o： 編譯出file1.o文件。-c表示gcc 只把給它的文件編譯成目標(biāo)文件， 用源碼慧梁文件的文件名命名但把其后綴由“.c”或“.cc”變成“.o”。在這句中，可以省略-o file1.o，編譯器默認(rèn)生成file1.o文件，這就是-c的作用。
file2.o : file2.c file2.h
gcc -c file2.c -o file2.o
這兩句和上兩句相同。
clean:
rm -rf *.o helloworld
當(dāng)用戶鍵入make clean命令時(shí)，會(huì)并碧拆刪除*.o 和helloworld文件。
如果要編譯cpp文件，只要把gcc改成g++就行了。
寫好Makefile文件，在命令行中直接鍵入make命令，就會(huì)執(zhí)行Makefile中的內(nèi)容了。
到這步我想你能編一個(gè)Helloworld程序了。
上一層樓：使用變量
上面提到一句，如果要編譯cpp文件，只要把gcc改成g++就行了。但如果Makefile中有很多gcc，那不就很麻煩了。
第二個(gè)例子：
=== makefile 開始 ===
OB = file1.o file2.o
CC = gcc
CFLAGS = -Wall -O -g
helloworld : $(OB)
$(CC) $(OB) -o helloworld
file1.o : file1.c file2.h
$(CC) $(CFLAGS) -c file1.c -o file1.o
file2.o : file2.c file2.h
$(CC) $(CFLAGS) -c file2.c -o file2.o
clean:
rm -rf *.o helloworld
=== makefile 結(jié)束 ===
這里我們應(yīng)用到了變量。要設(shè)定一個(gè)變量，你只要在一行的開始寫下這個(gè)變量的名字，后 面跟一個(gè) = 號(hào)，后面跟你要設(shè)定的這個(gè)變量的值。以后你要引用 這個(gè)變量，寫一個(gè) $ 符號(hào)，后面是圍在括號(hào)里的變量名。
CFLAGS = -Wall -O –g，解釋一下。這是配置編譯器設(shè)置，并把它賦值給CFFLAGS變量。
-Wall： 輸出所有的警告信息。
-O： 在編譯時(shí)進(jìn)行優(yōu)化。
-g： 表示編譯debug版本。
這樣寫的Makefile文件比較簡單，但很容易就會(huì)發(fā)現(xiàn)缺點(diǎn)，那就是要列出所有的c文件。如果你添加一個(gè)c文件，那就需要修改Makefile文件，這在項(xiàng)目開發(fā)中還是比較麻煩的。
再上一層樓：使用函數(shù)
學(xué)到這里，你也許會(huì)說，這就好像編程序嗎？有變量，也有函數(shù)。其實(shí)這就是編程序，只不過用的語言不同而已。
第三個(gè)例子：
=== makefile 開始 ===
CC = gcc
XX = g++
CFLAGS = -Wall -O –g
TARGET = ./helloworld
%.o: %.c
$(CC) $(CFLAGS) -c lt; -o
%.o:%.cpp
$(XX) $(CFLAGS) -c lt; -o
SOURCES = $(wildcard *.c *.cpp)
OB = $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cpp,%.o,$(SOURCES)))
$(TARGET) : $(OB)
$(XX) $(OB) -o $(TARGET)
chmod a+x $(TARGET)
clean:
rm -rf *.o helloworld
=== makefile 結(jié)束 ===
函數(shù)1：wildcard
產(chǎn)生一個(gè)所有以 ‘.c’ 結(jié)尾的文件的列表。
SOURCES = $(wildcard *.c *.cpp)表示產(chǎn)生一個(gè)所有以 .c，.cpp結(jié)尾的文件的列表，然后存入變量 SOURCES 里。
函數(shù)2：patsubst
匹配替換，有三個(gè)參數(shù)。之一個(gè)是一個(gè)需要匹配的式樣，第二個(gè)表示用什么來替換它，第三個(gè)是一個(gè)需要被處理的由空格分隔的列表。
OB = $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cc,%.o,$(SOURCES)))表示把文件列表中所有的.c,.cpp字符變成.o，形成一個(gè)新的文件列表，然后存入OB變量中。
%.o: %.c
$(CC) $(CFLAGS) -c lt; -o
%.o:%.cpp
$(XX) $(CFLAGS) -c lt; -o
這幾句命令表示把所有的.c,.cpp編譯成.o文件。
這里有三個(gè)比較有用的內(nèi)部變量。 擴(kuò)展成當(dāng)前規(guī)則的目的文件名， lt; 擴(kuò)展成依靠 列表中的之一個(gè)依靠文件，而 $^ 擴(kuò)展成整個(gè)依靠的列表（除掉了里面所有重 復(fù)的文件名）。
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