指路上一篇：C/C++编译总结 （Linux下g++、makefile、automake）
C/C++编译总结 （Linux下g++、makefile、automake）
!! 阅读前提示：
1）本文是自己的学习过程和经验的总结，和大多数人一样，不懂就搜度娘、csdn、博客园等等，内容难免有不足之处和理解不到位的情况，请见谅。所有知识来源于网络，摘录内容会指明出处。
2）本文默认读者对基本名词已经清楚，如编译，c++，linux等。
3）本文更新于2023/02/03
4）有疑问可以私信交流
2023/02/03更新
下面正文未作改动，从接触makefile到写这篇文章再到现在有小半年了，工作中几个小工程是自己写的makefile进行编译，但是体验不咋样，写makefile太麻烦了，刚学完去写会有成就感（老子牛皮🥳），时间久了（什么乱七八糟的磨磨叽叽😩），最近在搞嵌入式项目，才知道Qt有个qmake（自动生成makefile的工具），能自动生成何必手写呢🤩太香了，不想学makefile的宝子们可以去试试qmake。
Makefile笔记
先来唠叨几句，在熟悉了上面的g++命令，已经可以编译代码了，对于编译自己写的练习或者几个源文件的小项目，还能手动敲敲命令，but，真正工作了，开发项目了，一个工程中的源文件、头文件、依赖库多的是，就拿我刚工作接手的一个项目吧，vs2019打开，一个解决方案下13个项目，好几个静态库，好几个动态库，好几个组件库，每个库17、8个头文件、源文件。在Windows的vs下，配配项目属性没有语法问题项目就可以编译了，但凡拿到Linux下去编，17*13=221，200多个源文件g++命令得敲到猴年马月啊，所以makefile是非常有必要去学会的一个工具。
Makefile我是跟着“跟我一起写makefile 陈皓”这本书学的，这本书不厚就75页，满满干货，有时间推荐学一学。
提示1：学习makefile前，最好掌握一些Linux的shell命令行知识。
提示2：练习写makefile时，如果觉得执行结果莫名其妙，那就是隐晦规则的锅。
使用makefile工具，应该是这些流程：
1）编写项目代码（源文件和头文件）
2）编写makefile文件（指明要如何去编译这个工程）
3）运行makefile（没有安装make的话还有安装）
以下要讲的就是2）和3）的部分：
-
Makefile的语法（主要内容）
-
Makefile的安装和使用（make命令）
-
最后会给出几个makefile常用模板
写几个makefile中几个典型，哪里不懂点哪里
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| 看哪块 |
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%.xx : %.xx
| 隐晦规则 |
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.c.o:
CC xxxxxx
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隐晦规则
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这是老版本的语法
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.PHONY
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伪目标
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.SUFFIXES
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隐晦规则
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$@ $^...
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自动化变量
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一、makefile的语法
1 makefile的两条核心规则
在makefile中有两条核心规则，这两条核心规则是一定要先搞懂的。（放心，这不难）
1）最基本的规则
目标：依赖
「TAB」命令
看见上面这条公式别慌，聪明的你，不感觉这很眼熟吗，嘻嘻，“目标：依赖”这是啥，这不就是，二里面讲的-M那个g++生成的依赖关系的那个东西嘛，所以我才在二里面着重说了-M那个选项很重要。（上一篇文章）
目标可以是：一个文件，一个文件集，一个便签，一类文件等等。
命令指的是shell命令，所以说写makefile要懂一点shell命令行的知识
下面举几个例子：
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main.o : main.cpp
g++ -c main.cpp –o main.o
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file1.o file2.o : def.cpp
echo “this is test”
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clear:
rm –rf *.o
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*.o : *.cpp
g++编译命令
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上面四个就是常见的编译规则的形式
2）所有规则执行条件：
依赖新于目标（所谓的新，指的是文件的修改日期），或者目标不存在
好了两条核心规则说完了，不难吧，在说别的内容之前，先把makefile中的常识整理一下吧。
2 Makefile小常识
1）注释符：#
#强烈推荐在一行的起始位置写，非常不建议在依赖或者命令后面写注释，不熟练的时候可能会出现各种小问题，makefile中的注释和C++的注释很不一样。
2）makefile以制表符作为命令起始
上面的依赖关系的命令前，我写了tab，如果你在写makefile时，命令前不用tab，将会报错[*** missing separator. Stop.]，意思是“缺失分割符，停止”，一定要打tab，敲空格都不行。
3）换行符 \（反斜杠）
4）
生成第一个依赖关系，是makefile的终极任务。
第一个就是你写在makefile文件最前面的那一个
5)有特殊含义的符号
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含义
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*
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零个或多个字符
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通配符
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？
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一个字符
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通配符
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[...]
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|
通配符
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~
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代表当前用户的根目录
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%
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一个或任意个字符
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模式
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@
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不显示命令本身
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-
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忽略命令的错误
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3 makefile的组成部分：<变量定义>，<文件指示>，<显示规则>，<隐晦规则>，<注释>
3.1 makefile的变量（大多数同shell变量）
makefile同shell脚本中非常不一样的地方就是，变量定义（小声嘀咕，刚开始以为shell也能这样定义，后来发现这是makefile的专属技能）
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（makefile）
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=
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赋值，多次赋值后，变量的值为最后一次赋值的值
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:=
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定义赋值，值始终保持定义时的值，后续不会改变
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?=
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如果没有被赋值过，则赋值
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+=
|
追加赋值
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3.2 显示规则的写法
目标：依赖
「TAB」命令
或
（静态模式）
目标：模式 :依赖
「TAB」命令
用途：在目标集中可能会存在多种目标，使用模式可以从中筛选出特定的目标进行操作
第一种用于
main.o : main.cpp这种很明确的规则中
第二种用于
OBJ=fun1.cpp fun2.cpp pfun1.py pfun2.py (随便写的几个例子)
￥{OBJ} : %.cpp : def.h
这种，中间的模式对前面的目标做了筛选
3.2.1 指定文件查找路径
在你的 目标：依赖 中可能会出现不在当前目录下的文件，因此你要指定，当makefile在当前目录找不到文件了，去哪里找文件
指定方法：
VPATH = 路径名：路径2：路径3：...
！！区分：
这个不同于编译命令里的-I选项，vpath告诉makefile去哪找文件，g++的-I选项告诉g++去哪找文件看这个例子，有一个目录
-
Fdir
-
links//一个目录，存在一些公共代码
-
def.h
-
-
project
-
include
-
A.h
-
-
source
-
main.cpp
-
makefile
-
-
-
在main.o : main.cpp 这个依赖关系中，
不需要指定VPATH，所有文件都在当前目录下
而在main.o : main.cpp A.h def.h 这个依赖关系下
不指定VPATH，则会提示找不到文件
推荐使用第二种依赖关系
为什么要用第二种依赖关系？
makefile 的规则是依赖比目标新，才会去执行命令，如果你的头文件，或者说你cpp里用到的，你#include到源文件的但你没写在依赖中，一旦你改了头文件，makefile是不会知道的，哪怕你把头文件删了，makefile也只会提示你
'XXX' is up to date"
3.2.2 伪目标
.PHONY
3.3 隐晦规则(makefile的自动推导)
隐晦规则是一种惯例，例如.cpp文件编译成.o文件，makefile提前定义好了一些规则
3.3.1 已定义好的隐晦规则
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规则
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命令
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c
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x.o -> x.c
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$(CC) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)
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c++
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x.o -> x.c
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$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)
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汇编与预处理
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x.o -> x.s
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$(AS) $(ASFLAGS)
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pascal、fortran等
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略
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提示：编译-C选项是汇编哦（憋问我为什么要写这句，问就是我自己也忘了）
3.3.2 隐晦规则用到的变量与默认值
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默认值
| 说明 |
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AR
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ar
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AS
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as
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CC
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cc
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CXX
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g++
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CPP
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$(CC) -E
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RM
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rm -f
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//参数变量
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//以下参数默认均为空
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CFLAGS
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c编译参数
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CXXFLAGS
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c++编译参数
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LDFLAGS
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链接器参数
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3.3.3 定义隐晦规则的模式规则
%.后缀名1：%.后缀名2; 命令集合
3.3.4 老式的后缀规则
3.3.5 自动化变量
4 makefile中的函数
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n-1 包含其他makefile
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方法：[-]include <文件名> //减号是可选项
-
执行过程：
-
查找文件
-
文件存在则将文件包含到当前行，找不到文件则提示警告
-
makefile读取完成，再包含一遍，首次包含失败的文件（一般是文件不存在）
-
仍有文件包含失败
-
没有减号，提示错误
-
有减号，忽略错误继续执行
-
-
-
查找顺序：
-
当前目录
-
make 执行时 -I 或 --include-dir 参数指定的位置，如果有这个参数的话
-
/usr/local/bin或/usr/include
-
-
使用场景：
-
自动生成依赖性
-
[欢迎补充]
-
n-2 makefile工作流程
-
读入所有makefile
-
读入include的文件
-
如果有读入的目标的规则的话，先使用规则将目标更新，更新完再将内容包含进文件
-
初始化(展开变量、展开函数)
-
推导隐晦规则，分析所有规则
-
为所有目标创建依赖关系链
-
根据依赖关系，决定哪些目标需要重新生成（比较修改时间）
-
执行命令
n makefile的执行流程，完整版
二、makefile的使用
在shell命令行中输入make命令，自动寻找本目录下makefile文件执行
$make
结果：寻找本目录下的名为GUNmakefile、makefile或Makefile的文件
$make –f 文件名
结果：指定文件运行
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-C <dir>
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--directory=<dir>
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指定makefile的目录
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-f
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--file
|
指定文件
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-n
|
--just-print
--dry-run
--recon
|
仅显示要执行的命令序列，但不执行
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-s
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--slient
|
禁止显示命令
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|
-I <dir>
|
--include-dir=<dir>
|
被包含的include的文件的搜索路径
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-i
|
--ignore-errors
|
忽略错误
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|
-k
|
--keep-going
|
忽略错误继续执行
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|
-S
|
--no-keep-going
|
取消-k选项
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|
-w
|
--print-directory
|
|
|
-t
|
--touch
|
更新目标文件时间，假装更新目标
|
|
-q
|
--question
|
找目标
|
|
-B
|
--always-make
|
完全重新编译
|
|
-b
|
|
忽略和其他版本的兼容性
|
|
-m
|
|
忽略和其他版本的兼容性
|
|
-h
|
--help
|
显示帮助信息
|
|
-p
|
--print-data-base
|
显示makefile的所有数据
|
|
-r
|
|
禁止使用任何隐晦规则
|
|
-v
|
|
显示makefile的版本信息
|
可以参考的伪目标
|
clean
|
|
install
|
|
print
|
|
tar
|
|
tags
|
|
|
模板
总控
说明：一个项目下，可能有多个要编译的小项目，例如：
-
ParentDir
-
“总控makefile”
-
Project1
-
makefile
-
-
Project2
-
源文件
-
makefile
-
-
-
每个小项目都有每个项目的makefile
此时，可以编写一个“总控makefile”一键编译，当然也可以切换到每个小项目下手动编译
每
#写入makefile的路径，例如./Project1/ ./Project2/源文件/
SUBDIR=子路径1 子路径2 …
#make命令和编译参数
MAKE=make -C
COMPILER:
@set -e; for i in ${SURDIR}; do ${MAKE} $$i; done
.PHONY:clean
clean:
@for i in ${SUBDIR}; do ${MAKE} $$i clean; done
#如果makefile里都定义了某一个标签，你可以继续加入
标签：
@for i in ${SUBDIR}; do ${MAKE} $$i 标签; done
自动依赖性
自动依赖性根据不同的目录结构写了两个模板，不过大同小异
模版1:适用于源文件都在一起的情况
原始目录结构
-
Project
-
header
-
若干个头文件xxx.h
-
-
source
-
若干个源文件xxx.cpp
-
Makefile
-
-
编译后的目录结构
-
Project
-
header
-
若干个头文件xxx.h
-
-
source
-
deps
-
若干个对应xxx.cpp的依赖关系文件xxx.dep
-
-
objs
-
若干个对应xx.cpp的目标文件xxx.o
-
-
若干个源文件xxx.cpp
-
Makefile
-
-
#需要修改和填写的位置都使用尖括号<>标明
#最终要得到的程序，可以是可执行文件，静态库或者动态库
EXE=<文件名称>
#源文件
SRCS:=$(wildcard *.cpp)
#目标文件,通过替换函数生成
OBJS=$(SRCS:.cpp=.o)
#依赖关系文件
DEPS=$(SRCS:.cpp=.dep)
DIR_DEPS=deps
DIR_OBJS=objs
OBJS:=$(addprefix ${DIR_OBJS}/,${OBJS})
DEPS:=$(addprefix ${DIR_DEPS}/,${DEPS})
DIR=${DIR_DEPS} ${DIR_OBJS}
#以下是编译参数
CXX=<编译器>
INCLUDE=<头文件路径>
LDFLAGS=<依赖库路径和库名称>
CXXFLAGS=<编译参数> ${INCLUDE}
#指定make去哪里找文件
vpath %.h 路径1
vpath %.h 路径2
. . .
#规则
${EXE}:${DIR_OBJS} ${OBJS}
<编译命令>
-include ${DEPS}
${DIR}:
-@mkdir $@
#解释一下，这里把编译语句也写入dep文见里了，可以避免
${DIR_DEPS}/%.dep : ${DIR_DEPS} %.cpp %.h
@echo -n “${DIR_OBJ}/” > $@ \
<可以在这写提示语句> \
${CXX} -MM -E $(filter %.cpp,$^) ${INCLUDE} >> $@;
@echo ‘ $${CXX} -o $$@ -c $$(filter %.cpp,$$^) $${CXXFLAGS}’ >> $@
.PHONY:clean
clean:
rm -rf ${DIR} ${EXE}
模版2:适用于源文件被分成若干个文件夹的情况
原始目录结构
-
ProjectProject
-
header
-
folder1
-
若干头文件
-
-
folder2
-
若干头文件
-
-
-
source
-
deps
-
若干个对应xxx.cpp的依赖关系文件xxx.dep
-
-
objs
-
若干个对应xx.cpp的目标文件xxx.odeps
-
若干个对应xxx.cpp的依赖关系文件xxx.dep
-
-
objs
-
若干个对应xx.cpp的目标文件xxx.o
-
-
folder1
-
若干个源文件xxx.cpp
-
-
folder2
-
若干源文件
-
-
main.cpp
-
Makefile
-
-
header
-
folder1
-
若干头文件
-
-
folder2
-
若干头文件
-
-
-
source
-
folder1
-
若干个源文件xxx.cpp
-
folder2
-
若干源文件
-
-
main.cpp
-
Makefile
-
-
编译后的目录结构
-
Project
-
header
-
folder1
-
若干头文件
-
-
folder2
-
若干头文件
-
-
-
source
-
deps
-
若干个对应xxx.cpp的依赖关系文件xxx.dep
-
-
objs
-
若干个对应xx.cpp的目标文件xxx.o
-
-
folder1
-
若干个源文件xxx.cpp
-
-
folder2
-
若干源文件
-
-
main.cpp
-
Makefile
-
-
#需要修改和填写的位置都使用尖括号<>标明
#最终要得到的程序，可以是可执行文件，静态库或者动态库
EXE=<文件名称>
#源文件
SOURCE:=$(wildcard *.cpp 路径/*.cpp 路径2/*.cpp)
#去掉前缀，拿到文件名
SRCS=$(notdir ${SOURCE})
#目标文件,通过替换函数生成
OBJS=$(SRCS:.cpp=.o)
#依赖关系文件
DEPS=$(SRCS:.cpp=.dep)
DIR_DEPS=deps
DIR_OBJS=objs
OBJS:=$(addprefix ${DIR_OBJS}/,${OBJS})
DEPS:=$(addprefix ${DIR_DEPS}/,${DEPS})
DIR=${DIR_DEPS} ${DIR_OBJS}
#以下是编译参数
CXX=<编译器>
INCLUDE=<头文件路径>
LDFLAGS=<依赖库路径和库名称>
CXXFLAGS=<编译参数> ${INCLUDE}
#指定make去哪里找文件
vpath %.h 路径1
vpath %.h 路径2
. . .
#这里和模板1有区别，因为.cpp文件在不同的文件夹，这里要把所有文件夹列一下才行
vpath %.cpp 路径1
vpath %.cpp 路径2
. . .
vpath %.cpp 路径n
#规则
${EXE}:${DIR_OBJS} ${OBJS}
<编译命令>
-include ${DEPS}
${DIR}:
-@mkdir $@
#解释一下，这里把编译语句也写入dep文见里了，可以避免
${DIR_DEPS}/%.dep : ${DIR_DEPS} %.cpp %.h
@echo -n “${DIR_OBJ}/” > $@ \
<可以在这写提示语句> \
${CXX} -MM -E $(filter %.cpp,$^) ${INCLUDE} >> $@;
@echo ‘ $${CXX} -o $$@ -c $$(filter %.cpp,$$^) $${CXXFLAGS}’ >> $@
#这个模式是给没有头文件的源文件使用的，例如main.cpp
${DIR_DEPS}/%.dep : ${DIR_DEPS} %.cpp
@echo -n “${DIR_OBJ}/” > $@ \
<可以在这写提示语句> \
${CXX} -MM -E $(filter %.cpp,$^) ${INCLUDE} >> $@;
@echo ‘ $${CXX} -o $$@ -c $$(filter %.cpp,$$^) $${CXXFLAGS}’ >> $@
.PHONY:clean
clean:
rm -rf ${DIR} ${EXE}
这里解释一下，为什么${DIR_DEPS}/%.dep : ${DIR_DEPS} %.cpp %.h，这里我要加上头文件。
这里不加%.h完全可以使用，我加头文件的原因，是因为一个源文件依赖的文件，绝大部分都在cpp文件最上面include或者在对应的头文件里include，因此头文件的改动对源文件的影响是比其他文件大的多，所以才加上。
参考资料：
-
跟我一起写makefile 陈皓
-
GNU make（make的官方文档，以我浅薄的英语只能看个目录，需要自取）
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