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      使用make编译

      本章介绍make编译的一些基本知识,并通过示例进行实际演示。更多的make知识请通过make --help命令查询,或者查看GNU官方文档

      简介

      GNU make实用程序(通常缩写为make)是一种用于控制从源文件生成可执行文件的工具。 make会自动确定复杂程序的哪些部分已更改并需要重新编译。 make使用称为Makefile的配置文件来控制程序的构建方式。

      基本规则

      文件类型

      makefile文件中可能用到的文件类型如表1所示。

      表 1 文件类型

      扩展名(后缀)

      说明

      .c

      C语言源代码文件。

      .C,.cc或.cxx

      C++源代码文件。

      .m

      Objective-C源代码文件。

      .s

      汇编语言源代码文件。

      .i

      已经预处理的C源代码文件。

      .ii

      已经预处理的C++源代码文件。

      .S

      已经预处理的汇编语言源代码文件。

      .h

      程序所包含的头文件。

      .o

      编译后的目标文件。

      .so

      动态链接库,它是一种特殊的目标文件。

      .a

      静态链接库。

      .out

      可执行文件,但可执行文件没有统一的后缀,系统从文件的属性来区分可执行文件和不可执行文件。如果没有给出可执行文件的名字,GCC将生成一个名为a.out的文件。

      make工作流程

      使用make由源代码文件生成可执行文件,需要经过如下步骤:

      1. make命令会读入Makefile文件,包括当前目录下命名为“GNUmakefile” 、“makefile” 、“Makefile”的文件、被include的makefile文件、参数-f、--file、--makefile指定的规则文件。
      2. 初始化变量。
      3. 推导隐含规则,分析依赖关系,并创建依赖关系链。
      4. 根据依赖关系链,决定哪些目标需要重新生成。
      5. 执行生成命令,最终输出终极文件。

      make选项

      make命令格式为:make [option]... [target]...

      其中:

      option :参数选项。

      target :Makefile中指定的目标。

      常用make的 option 取值如表2所示。

      表 2 常用的make选项

      options取值

      说明

      -C dir,--directory=dir

      指定make在开始运行后的工作目录为dir

      当存在多个 -C 选项的时候,make 的最终工作目录是第一个目录的相对路径。

      -d

      make在执行的过程中打印出所有的调试信息。使用-d选项可以显示make构造依赖关系链、重建目标过程中的所有信息。

      -e,--environment-overrides

      使用环境变量定义覆盖Makefile中的同名变量定义。

      -f file,--file=file--makefile=file

      指定file文件为make 执行的Makefile文件。

      -h,--help

      打印帮助信息。

      -i,--ignore-errors

      执行过程中忽略规则命令执行的错误。

      -k,--keep-going

      执行命令错误时不终止make的执行,make 尽最大可能执行所有的命令,直至出现致命的错误才终止。

      -n,--just-print,--dry-run

      按实际运行时的执行顺序模拟执行命令(包括用@开头的命令),没有实际执行效果,仅仅用于显示执行过程。

      -o file,--old-file=file,--assume-old=file

      指定file文件不需要重建,即使它的依赖已经过期,同时不重建此依赖文件的任何目标。

      -p,--print-data-base

      命令执行之前,打印出make读取的Makefile的所有数据,同时打印出 make的版本信息。如果只需要打印这些数据信息,可以使用 “make -qp”命令,查看 make 执行之前预设的规则和变量,可使用命令“make -p -f /dev/null”。

      -r,--no-builtin-rules

      忽略内嵌的隐含规则的使用,同时忽略所有后缀规则的隐含后缀列表。

      -R,--no-builtin-variables

      忽略内嵌的隐含变量。

      -s,--silent,--quiet

      取消命令执行过程中的打印。

      -S,--no-keep-going,--stop

      取消 "-k" 的选项在递归的 make 过程中子 make 通过 "MAKEFLAGS" 变量继承了上层的命令行选项那个。我们可以在子 make 中使用“-S”选项取消上层传递的 "-k" 选项,或者取消系统环境变量 "MAKEFLAGS" 中 "-k"选项。

      -t,--touch

      更新所有的目标文件的时间戳到当前系统时间。防止 make 对所有过时目标文件的重建。

      -v,--version

      查看make的版本信息。

      Makefile

      make是通过Makefile文件获取如何编译、链接和安装、清理的方法,从而实现将源代码文件生成可执行文件和其他相关文件的工具。因此,Makefile中描述了整个工程的编译和链接等规则,其中包含了哪些文件需要编译,哪些文件不需要编译,哪些文件需要先编译,哪些文件需要后编译,哪些文件需要重建等等。Makefile文件让工程编译实现了自动化,不需要每次都手动输入一堆源文件和参数。

      本章简单介绍Makefile文件的结构和主要内容,更多Makefile的内容请通过info make命令查询。

      Makefile结构

      Makefile文件结构如下所示:

      targets:prerequisites

      command

      或者是:

      targets:prerequisites;command

      command

      其中:

      • targets :目标,可以是目标文件、可执行文件或标签。
      • prerequisites :依赖文件,生成targets需要的文件或者是目标。可以是多个,也可以没有。
      • command :make需要执行的命令(任意的 shell 命令)。可以有多条命令,每一条命令占一行。
      • 目标和依赖文件之间要使用“:”分隔,命令的开始一定要按“Tab”。

      Makefile文件结构表明了输出的目标,输出目标的依赖对象和生成目标需要执行的命令。

      Makefile主要内容

      一个Makefile文件主要由以下内容组成:

      • 显式规则

        明确写出来的依赖关系,如要生成的文件,文件的依赖文件,生成的命令。

      • 隐含规则

        由make自动推导的规则,make命令支持自动推导功能。

      • 变量的定义

      • 文件指示

        文件指示包括三部分:

        • include 其他 Makefile,如include xx.md。
        • 选择执行,如#ifdef。
        • 定义多行命令,如define...endef。
      • 注释

        以 “#” 开头。

      示例

      使用Makefile实现编译的示例

      1. cd到代码目录,以目录“~/code”进行举例。

        $ cd ~/code
        
      2. 创建1个头文件hello.h和2个函数hello.c、main.c。

        $ vi hello.h
        $ vi hello.c
        $ vi main.c
        

        hello.h代码内容示例:

        #pragma once
        #include <stdio.h>
        void hello();
        

        hello.c代码内容示例:

        #include "hello.h"
        void hello()
        {
                int i=1;
                while(i<5)
                {
                        printf("The %dth say hello.\n", i);
                        i++;
                }
        }
        

        main.c代码内容示例:

        #include "hello.h"
        #include <stdio.h>
        int main()
        {
                hello();
                return 0;
        }
        
      3. 创建Makefile文件。

        $ vi Makefile
        

        Makefile文件内容示例:

        main:main.o hello.o
                gcc -o main main.o hello.o
        main.o:main.c
                gcc -c main.c
        hello.o:hello.c
                gcc -c hello.c
        clean:
                rm -f hello.o main.o main
        
      4. 执行make命令。

        $ make
        

        命令执行后,会打印Makefile中执行的命令。如果不需要打印该信息,可以在执行make命令时加上参数-s。

        gcc -c main.c

        gcc -c hello.c

        gcc -o main main.o hello.o

      5. 执行./main目标。

        $ ./main
        

        命令执行后,打印如下信息:

        The 1th say hello.

        The 2th say hello.

        The 3th say hello.

        The 4th say hello.

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