Linux-Makefile简单入门（基于Ubuntu）

一、Makefile的概述

初步理解

按照我的理解，学会Makefile之后就是一键编译。一旦写好，只需要在控制台输入make，整个工程就能完全自动编译，可以极大地提高软件开发的效率。其中，make是一个解释Makefile中指令的命令工具。它解释Makefile 中的指令（应该说是规则）。在Makefile文件中描述了整个工程所有文件的编译顺序、编译规则。Makefile 有自己的书写格式、关键字、函数。像C 语言有自己的格式、关键字和函数一样。而且在Makefile 中可以使用系统shell所提供的任何命令来完成想要的工作。
如果不用Makefile，你就很可能会是这样：

gcc helloworld.c -o helloworld
gcc hahah.c -o hahah
...

如果就几个文件的话其实这样也可以，但是如果多起来了呢，假设100个源程序，如果按照这样一个一个去编译的话，工作量太大了！所以我们程序员就推出了一个很好的工具make去帮我们完成这件事。

编译过程

源文件.c ->.o文件，再有.o文件->可执行文件。
在编译时，编译器只检测程序语法，和函数、变量是否被声明。如果函数未被声明，编译器会给出一个警告，但可以生成Object File。而在链接程序时，链接器会在所有的.o文件中找寻函数的实现，如果找不到，那到就会报链接错误码**（Linker Error）**

二、Makefile的基本知识

Makefile是如何编写的

在Makefile中最重要的就是描述文件的依赖关系说明。一般的格式为：

##
Target：Components #表示依赖关系
  rule #表示规则
即
目标：依赖
    规则（命令）  
#Example#
main:main.o #main.o是main所依赖的源文件
  gcc -o main main.o #这个规则说明：
  					 #1.文件的依赖关系：main依赖于main.o，
                     #如果main.o的文件日期要比main文件日期要新，或者main不存                                 
                     #在，那么依赖关系就发生了。当依赖的对象在目标修改后修改的
                     #话，就要去执行规则一行所指定的命令。
                     #2.如何生成（或更新）main文件。也就是gcc命令，其说明了如    
                     #何生成main这个文件

Makefile是怎么执行的

1. make会在当前的目录下找名字“Makefile”或者“makefile”的文件。

2. 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“main”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。

3. 如果main文件不存在，或是main所依赖的后面的 .o 文件的文件修改时间要比main这个文件新，那么，它就会执行后面所定义的命令来生成main这个文件。

4. 如果main所依赖的.o文件也不存在，那么make会在当前文件中找目标为.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）

5. 当然，现在你的c文件和h文件是存在的啦，于是make会生成 .o 文件，然后执行文件main。

这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。在寻找的过程中，如果出现了错误，比如最后被依赖的文件找不到了，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不会去理会。make管的是文件的依赖性，就是如果我找到了依赖关系之后，目标后面的依赖的文件不在，那么make就不会执行。

Makefile的编写规则

• Makefile中常见预定义变量
  
• Makefile 中常见的自动变量
  

三、Makefile的简化

从前面的例子来看，我们每写一个依赖关系就需要写一个形如gcc x.c -o x.o生成命令，当遇到较大的项目工程的时候，这样未免太麻烦了，
所以又存在着更为简洁的方式，就是利用下面的几个符号：
$^ 代表所有的依赖文件
$@ 代表所有的目标文件
$< 代表第一个依赖文件（注意$<代表的是依赖关系表中的第一项（如果我们想引用的是整个关系表，那么就应该使用$^），具体到我们这里
就是%.c。而$@代表的是当前语句的目标，即%.o。）

由于链接依赖的是中间目标文件.o ,如果makefile变得复杂，那么我们就有可能会少写一个依赖关系，得到.o文件不完整，从而导致编译失败。
所以，为了makefile的易维护，在makefile中我们可以使用常量（这里看到很多人都把它说成变量，个人认为 它在后面并没有被改变，因次叫
常量更好）。定义一个常量OBJS来表示所有的.o文件，于是便还可将Makefile写成这样:

.PHONY:clean  #这里的.PHONY是一个伪目标，可以防止在Makefile中定义的只执行命令的目标和工作目录下的实际文件出现名字冲突，
			   另一种是提交执行makefile时的效率。
OBJS = main.o\
       xx.o\
       x.o
main:$(OBJS)
%.o:%.c
    gcc -c $^ -o $@
clean:
      -rm -rf $(OBJS)

四、Makefile的其他规则

Makefile文件中隐含规则

“隐含规则”为make提供了重建一类目标文件通用方法，不需要在Makefile中明确地给出重建特定目标文件所需要的细节描述。例如：典型地；make对C文件的编译过程是由.c源文件编译生成.o目标文件。当Makefile中出现一个.o文件目标时，make会使用这个通用的方式将后缀为.c的文件编译称为目标的.o文件。使用make内嵌的隐含规则，在Makefile中就不需要明确给出重建某一个目标的命令，甚至可以不需要规则。make会自动根据已存在（或者可以被创建）的源文件类型来启动相应的隐含规则。
下面是Makefile中常用的隐含规则：

1）编译C程序：“N.o”自动由“N.c” 生成，执行命令为：
$(CC) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)

2）编译C++程序:“N.o”自动由“N.cc”或者“N.C” 生成，执行命令为：
$(CXX) -c $(CPPFLAGS) $(CFLAGS)
建议使用“.cc”作为C++源文件的后缀，而不是“.C”

3）汇编和需要预处理的汇编程序:“N.s”是不需要预处理的汇编源文件，“N.S”是需要预处理的汇编源文件。汇编器为“as”。

“N.o”可自动由“N.s”生成，执行命令是：
$(AS) $(ASFLAGS)

“N.s” 可由“N.S”生成，C预编译器“cpp”，执行命令是：
$(CPP) $(CPPFLAGS)

4）链接单一的object文件:“N”自动由“N.o”生成，通过C编译器使用链接器（GUN ld），执行命令是：
$(CC) $(LDFLAGS) N.o $(LOADLIBES) $(LDLIBS)

五、Makefile的使用

在工作目录下创建并编写好Makefile文件后（需要编译的文件也在同目录下），在终端输入make（确保make已经安装）即可生成目标文件以及最终的可执行程序。
如果没有安装make可以使用：sudo apt install make 命令进行安装。