Linux應用開發基礎知識——Makefile初級教程（九）

一、Makefile是啥？

1.1、了解幾種文件（.o 文件和.c文件）

1.2、關于Makefile的寫法

1.3、簡單使用Makefile基本指令

1.4、引入偽目標

1.5、Makefile的優點

1.6、Makefile的使用

二、Makefile創建和使用變量

2.1、創建變量的目的

2.2、自動變量的使用

2.3、Makefile即時變量、延時變量

2.3、Makefile通配符

2.4、Makefile的常用函數

一、Makefile是啥？

在 Linux 中使用?make?命令來編譯程序，特別是大程序；而 make 命令所執行的動作依賴于?Makefile?文件。最簡單的?Makefile?文件如下：
在這里插入圖片描述

1.1、了解幾種文件（.o 文件和.c文件）

.o文件是由.c文件編譯得到的，一個可執行程序里面不可能只含有一個.c文件，里面肯定包含著很多其他子文件，所以我們編譯得到的程序就是將很多個.c文件編譯得到.o文件，然后再將很多個.o文件聯合起來變成一個可執行程序！所以Makefile就是一個很好的工具！
那怎么將一個.c文件編譯成一個.o文件呢？

gcc -c f1.c -o f1.o
f1.c：想要編譯的.c文件
f1.o：想要編譯成的.o文件

那怎么將一堆.o文件聯合編譯成一個可執行程序呢？

gcc f1.o f2.o main.o -o test
將f1.o,f2.o,main.o編譯成一個可執行文件test

1.2、關于Makefile的寫法

一個文件里面想要使用make指令來編譯程序，那么里面就一定要含有一個文件（命名為Makefile或者makefile）,M大小寫都可以，我個人喜歡大寫，看起來更好看，后面提到的關于這個名詞，都會用Makefile來講。
Makefile里面的內容格式：
在這里插入圖片描述
注意：這里的TAB鍵不可以用四個空格來代替！！！
例：

f2.o:f2.cgcc -c f2.c -o f2.o

1.3、簡單使用Makefile基本指令

我們來實現一個簡單的程序，關于程序內容：
f1.c:實現簡單printf1打印函數
在這里插入圖片描述
f2.c:實現簡單printf2打印函數

head.h:聲明printf1和printf2函數

main.c:添加head頭文件，使用printf1和printf2函數

做完以上的準備工作后，我們就來編寫一個簡單的Makefile：
根據格式：

我們的Makefile：

test:f1.o f2.o main.ogcc f1.o f2.o main.o -o test
f1.o:f1.cgcc -c f1.c -o f1.o
f2.o:f2.cgcc -c f2.c -o f2.o
main.o:main.cgcc -c main.c -o main.o

然后使用make就可以編譯得到我們的可執行程序test了
然后我們就可以運行：./test
在這里插入圖片描述
假如我們不使用make指令，我們可以更有目的性的去編譯：
例：只想要編譯出f1.o文件

1.4、引入偽目標

繼續在上面的測驗來實現：
我們完善一下我們的Makefile，修改為：

test:f1.o f2.o main.ogcc f1.o f2.o main.o -o test
f1.o:f1.cgcc -c f1.c -o f1.o
f2.o:f2.cgcc -c f2.c -o f2.o
main.o:main.cgcc -c main.c -o main.oclean:rm *.o test

有前面可以知道：
make f1.o就是：
在這里插入圖片描述
那么我們make clean不就是輸入了rm *.o test指令嗎？
事實確實是這樣的！
我們看規律來看，都是make一個目標文件，假如我們的程序里面真的有一個clean文件呢？那會怎么樣呢？

我們不就用不了這個簡單的一次性刪除所有.o文件和可執行程序（或者其他便捷指令）了嗎？所以我們要引入偽目標：
在這里插入圖片描述
這樣就不會互相干擾了！

1.5、Makefile的優點

按照這樣的編譯，我們就可以寫一個Makefile然后使用make指令即可編譯，不用我們一條條去編譯，假如我們編寫了一個程序，里面有著非常復雜的代碼和繁多的文件，就算用Makefile這么牛的工具也要編譯個一個半個小時，編譯成功之后，突然想起來一個Bug，但是只需要修改一個底層文件即可，那么修改后又得重新編譯，還是要這么多時間嗎？
這就要說到Makefile的優點了，Makefile會根據文件的時間戳來發現更新過的文件，減少編譯工具量！
例：
第一次編譯時：（會把全部文件指令都執行一遍）
在這里插入圖片描述
假如我們的f1.c文件需要修改一下Bug，我們后來修改了一下f1.c文件（其實沒有修改，這里使用了touch指令更新了一下f1.c的時間戳代替f1.c被修改）：

這里只執行有關于f1.c更新的Makefile指令，可見Makefile的強大！

1.6、Makefile的使用

在這里插入圖片描述

二、Makefile創建和使用變量

2.1、創建變量的目的

創建變量的目的就是用來代替一個文本字符串。
比如：
1、用于代替系列文件的名字
2、代替傳遞個編譯器的參數
3、需要運行的程序。。。。。。。等等等等
這里就簡單來使用一下變量。（還是基于上面的Makefile來修改）
定義一個變量，以及使用變量：|

變量定義：OBJS=man.o out.o
變量使用：$(OBJS)

test:f1.o f2.o main.ogcc f1.o f2.o main.o -o test
f1.o:f1.cgcc -c f1.c -o f1.o
f2.o:f2.cgcc -c f2.c -o f2.o
main.o:main.cgcc -c main.c -o main.o.PHONY:clean
clean:rm *.o test

簡單使用變量優化Makefile：（這樣修改工具鏈的時候就很方便了！）

OBJS=f1.o f2.o main.o
CC=gcctest:$(OBJS)$(CC) f1.o f2.o main.o -o test
f1.o:f1.c$(CC)-c f1.c -o f1.o
f2.o:f2.c$(CC)-c f2.c -o f2.o
main.o:main.c$(CC)-c main.c -o main.o.PHONY:clean
clean:rm *.o test

2.2、自動變量的使用

$@：表示規則中的目標文件名。
$<：表示規則中的第一個依賴文件名。
$^：表示規則中的所有依賴文件名，以空格分隔。
$?：表示比目標文件更新的所有依賴文件名，以空格分隔。
$(@D)：表示目標文件所在的目錄名。
$(@F)：表示目標文件的文件名（不包含路徑）。
$+：表示規則中的所有依賴文件名，以空格分隔，并以出現的先后順序為序。
例：（依然是在上面的Makefile修改優化）

OBJS=f1.o f2.o main.o
CC=gcctest:$(OBJS)$(CC) $^ -o $@
f1.o:f1.cgcc -c $< -o $@
f2.o:f2.cgcc -c $^ -o $@
main.o:main.cgcc -c $^ -o $@.PHONY:clean
clean:rm *.o test

2.3、Makefile即時變量、延時變量

語法如下：

A = xxx // 延時變量
B ?= xxx // 延時變量，只有第一次定義時賦值才成功；如果曾定義過，此賦值無效
C := xxx // 立即變量
D += yyy // 如果 D 在前面是延時變量，那么現在它還是延時變量；

一個例子理解即時變量、延時變量：

A = $@
test:@echo $A

上述 Makefile 中，變量 A 的值在執行時才確定，它等于 test，是延時變量。如
果使用“A :=?@”，這是立即變量，這時@”，這是立即變量，這時@為空，所以 A 的值就是空。

OBJS=f1.o f2.o
OBJS+=main.o

此時OBJS=f1.o f2.o main.o

2.3、Makefile通配符

在 Makefile 中，通配符用于匹配文件名或文件路徑中的多個字符，以便在規則中批量處理文件。通配符常見的有以下幾種：
*：匹配零個或多個字符。
?：匹配一個任意字符。
[…]：匹配方括號內的任意一個字符。
[!..]：匹配除了方括號內的字符之外的任意一個字符。
%：%,o&%,c表示任意的.o和.c文件
在?Makefile?中，通配符通常與模式規則結合使用，以便自動化地處理一類文件。
例：

常用通配符使用：
program: *.cgcc $^ -o $@%.o:%.cgcc -c $^ -o $@

在這個?Makefile?中，==*.c ==通配符匹配當前目錄下所有以 .c 結尾的文件。$ ^表示所有匹配到的文件，$@ 表示目標文件。因此，program: *.c 規則會將所有的 .c 文件編譯鏈接成一個名為 program 的可執行文件。

2.4、Makefile的常用函數

函數調用的格式如下：
$(function arguments)

1、$(foreach var, list, text)
對 list 中的每一個元素，取出來賦給 var，然后把 var 改為 text 所描述的形式。
例：

objs := a.o b.o
dep_files := $(foreach f,?(𝑜𝑏𝑗𝑠),.(objs),.(f).d) // 最終 dep_files := .a.o.d .b.o.d

objs := a.o b.o
dep_files := $(foreach f, $(objs), $(f).s) // 最終 dep_files := a.o.s b.o.s

2、$(wildcard pattern)
pattern 所列出的文件是否存在，把存在的文件都列出來。

src_files := $( wildcard *.c) // 最終 src_files 中列出了當前目錄下的所有.c 文件

3、$(subst from,to,text)

在文本text’中使用to’替換每一處`from’。
比如：$(subst ee, EE, feet on the street)
結果為‘fEEt on the strEEt’。

4、$(patsubst pattern,replacement,text)

尋找text’中符合格式pattern’的字，用replacement’替換它們。?pattern’和`replacement’中可以使用通配符。

比如：$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)
結果為：`x.c.o bar.o’。

5、$(strip string)
去掉前導和結尾空格，并將中間的多個空格壓縮為單個空格。

比如：$(strip a b c )
結果為`a b c’。

6、$(findstring find,in)
在字符串in’中搜尋find’，如果找到，則返回值是`find’，否則返回值為空。
在這里插入圖片描述

將分別產生值a’和’(空字符串)。

7、$(filter pattern…,text)
返回在text’中由空格隔開且匹配格式pattern…’的字，去除不符合格式`pattern…’的字。

比如：$(filter %.c %.s,foo.c bar.c baz.s ugh.h)
結果為`foo.c bar.c baz.s’。

8、$(filter-out pattern…,text)
返回在text’中由空格隔開且不匹配格式pattern…’的字，去除符合格式`pattern…’的字。它是函數 filter 的反函數。

比如：$(filter %.c %.s,foo.c bar.c baz.s ugh.h)
結果為`ugh.h’。

9、$(sort list)
將‘list’中的字按字母順序排序，并去掉重復的字。輸出由單個空格隔開的字的列表。

比如：$(sort foo bar lose)
返回值是‘bar foo lose’。