Makefile小结_makefile ld-优快云博客

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本文主要是记录一些遇到的Makefile知识。

Makefile以韦东山老师第一期裸板视频中的 第8课LCD实验的配套代码lcd_3.5_4.3 中的Makefile为例，该工程有两个Makefile,分别位于根目录和lib目录中：
{% codeblock lang:makefile [根目录Makefile]%}
CC = arm-linux-gcc
LD = arm-linux-ld
AR = arm-linux-ar
OBJCOPY = arm-linux-objcopy
OBJDUMP = arm-linux-objdump

INCLUDEDIR := $(s h e l l p w d) / i n c l u d e C F L A G S : = - W a l l - O 2 C P P F L A G S : = - n o s t d i n c - I$ (INCLUDEDIR)

export CC LD AR OBJCOPY OBJDUMP INCLUDEDIR CFLAGS CPPFLAGS

objs := head.o init.o nand.o interrupt.o serial.o lcddrv.o/
framebuffer.o lcdlib.o main.o lib libc.a

lcd.bin: $(objs)
${LD} -Tlcd.lds -o lcd_elf $^
${OBJCOPY} -O binary -S lcd_elf $@
${OBJDUMP} -D -m arm lcd_elf > lcd.dis

.PHONY : lib/libc.a
lib/libc.a:
cd lib; make; cd …

%.o:%.c
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

%.o:%.S
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

clean:
make clean -C lib
rm -f lcd.bin lcd_elf lcd.dis *.o
{% endcodeblock %}

主Makefile总领全局的就这句:
{% codeblock lang:makefile %}
lcd.bin: $(objs)
{% endcodeblock %}
要生成lcd.bin，依赖于objs列举的一堆文件：head.o init.o nand.o interrupt.o serial.o lcddrv.o framebuffer.o lcdlib.o main.o lib libc.a，所以要先找到这些文件，几个.o，还有一个.a。

.o目标文件怎么生成？
%.o:%.c和%.o:%.S是生成规则，就是依赖于.c或.S文件，使用交叉编译命令生成。
.a目标文件怎么生成？
.a是库文件，到lib子目录里去找，在子目录里用make命令生成。

注:
**链接：**将多.o文件，或者.o文件和库文件链接成为可被操作系统执行的可执行程序（Linux环境下，可执行文件的格式为“ELF”格式）。链接器不检查函数所在的源文件，只检查所有.o文件中的定义的符号。将.o文件中使用的函数和其它.o或者库文件中的相关符号进行合并，对所有文件中的符号进行重新安排（重定位），并链接系统相关文件（程序启动文件等）最终生成可执行程序。链接过程使用GNU 的“ld”工具。
**静态库：**又称为文档文件（Archive File）。它是多个.o文件的集合。Linux中静态库文件的后缀为“.a”。静态库中的各个成员（.o文件）没有特殊的存在格式，仅仅是一个.o文件的集合。使用“ar”工具维护和管理静态库。
**共享库：**也是多个.o文件的集合，但是这些.o文件时有编译器按照一种特殊的方式生成（Linux中，共享库文件格式通常为“ELF”格式。共享库已经具备了可执行条件）。模块中各个成员的地址（变量引用和函数调用）都是相对地址。使用此共享库的程序在运行时，共享库被动态加载到内存并和主程序在内存中进行连接。多个可执行程序可共享库文件的代码段（多个程序可以共享的使用库中的某一个模块，共享代码，不共享数据）。另外共享库的成员对象可被执行（由libdl.so提供支持）。

下面进行分析：

第一至五行：
{% codeblock lang:makefile %}
CC = arm-linux-gcc
LD = arm-linux-ld
AR = arm-linux-ar
OBJCOPY = arm-linux-objcopy
OBJDUMP = arm-linux-objdump
{% endcodeblock %}

作用：将右边工具链名赋值给左边变量，为了简化书写；
分析：
1. arm-linux-gcc：编译.c或.s头的C文件或汇编程序；
2. arm-linux-ld：连接器，把多个.o文件或库文件连接成一个可执行文件；
3. arm-linux-ar：库管理器，把多个.o文件合并成一个.o文件或静态库文件（.a文件）；
4. arm-linux-objcopy：转换可执行文件的格式；
5. arm-linux-objdump：生成反汇编；

第七行：
{% codeblock lang:makefile %}
INCLUDEDIR := $(shell pwd)/include
{% endcodeblock %}

作用：将shell命令和include组成的路径立即赋值给左边变量，为了简化书写；
分析：Makefile中调用shell命令：$(shell 命令)；

‘ = ’与‘ := ’的区别注： - “ = ”：make会将整个Makefile展开后，再决定变量的值。也就是说，变量的值将会是整个,Makefile中最后被指定的值。看例子：
{% codeblock lang:makefile %}
x = foo
y = $(x) bar
x = xyz
{% endcodeblock %}
在上例中，y的值将会是 xyz bar ，而不是 foo bar 。- “ := ”表示变量的值决定于它在makefile中的位置，而不是整个makefile展开后的最终值。
{% codeblock lang:makefile %}
x := foo
y := $(x) bar
x := xyz
{% endcodeblock %}
在上例中，y的值将会是 foo bar ，而不是 xyz bar 了。

第八行：
{% codeblock lang:makefile %}
CFLAGS := -Wall -O2
{% endcodeblock %}

作用：将gcc的编译参数赋值给左边变量，为了简化书写；
分析：-Wall显示所有编译错误或警告；-O2优化选项，编译时使用2级优化

第九行：
{% codeblock lang:makefile %}
CPPFLAGS := -nostdinc -I$(INCLUDEDIR)
{% endcodeblock %}

作用：将gcc编译路径参数赋值给左边变量，为了简化书写；
分析：-nostdinc忽略系统库目录（这里我们自定义了printf等系统函数，不能再包含系统文件里的相关函数）；-I指定搜索路径；

第十一行：
{% codeblock lang:makefile %}
export CC LD AR OBJCOPY OBJDUMP INCLUDEDIR CFLAGS CPPFLAGS
{% endcodeblock %}

作用：将变量传递到下级Makefile，类似于宏；
分析：本文件中指的是生成lib/libc.a库文件时的Makefile；

第十三行：
{% codeblock lang:makefile %}
objs := head.o init.o nand.o interrupt.o serial.o lcddrv.o/
framebuffer.o lcdlib.o main.o lib libc.a
{% endcodeblock %}

作用：定义变量objs，包含了生成目标文件所需的文件，为了简化书写；
分析：一行代码写不完，使用/符号可继续在下行写；

第十六行：
{% codeblock lang:makefile %}
lcd.bin: $(objs)
{% endcodeblock %}

作用：定义生成目标lcd.bin，依赖于objs对象；
分析：执行这条命令时，先生成所有依赖文件，然后依次执行后面三条命令；

第十七行：
{% codeblock lang:makefile %}
${LD} -Tlcd.lds -o lcd_elf $^
{% endcodeblock %}

作用：根据链接脚本lcd.lds链接，输出目的文件lcd_elf,依赖全部文件；
分析：-T指定链接脚本；$^表示全部依赖文件；

第十八行：
{% codeblock lang:makefile %}
${OBJCOPY} -O binary -S lcd_elf $@
{% endcodeblock %}

作用：将lcd_elf文件转换成二进制文件；
分析：-O表示输出格式;-S表示不从源文件中复制重定位信息和符号信息到目标文件中；$@表示全部目标文件；

第十九行：
{% codeblock lang:makefile %}
${OBJDUMP} -D -m arm lcd_elf > lcd.dis
{% endcodeblock %}

作用：将lcd_elf文件反汇编为lcd.dis文件；
分析：-m后面跟的是cpu构架;>表示将这个程序的反汇编程序写入到led.dis这个文件中,在终端中不显示出来；

第二十一行：
{% codeblock lang:makefile %}
.PHONY : lib/libc.a
{% endcodeblock %}

作用：.PHONY伪目标，不要管lib/libc.a文件是否存在，都执行后面的指令；
分析：通常为了避免伪目标和文件重名的这种情况，使用特殊的记“.PHONY”来显示地指明一个目标是“伪目标”；

第二十二、二十三行：
{% codeblock lang:makefile %}
lib/libc.a:
cd lib; make; cd …
{% endcodeblock %}

作用：执行lib文件夹的Makefile，从而生成libc.a；
分析：执行shell指令，进入lib目录，make，退出；

第二十五至二十九行：
{% codeblock lang:makefile %}
%.o:%.c
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
%.o:%.S
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
{% endcodeblock %}

作用：依赖所有的.c和.S文件，生成所有的.o文件；
分析：%通配符；-c编译不链接; $@ 表示目标文件;$ <表示第一个依赖文件;

第三十一至三十三行：
{% codeblock lang:makefile %}
%.o:%.S
clean:
make clean -C lib
rm -f lcd.bin lcd_elf lcd.dis *.o
{% endcodeblock %}

作用：清理所有生成文件；
分析：-C lib即清理包括lib文件夹下生成的文件;

下面是lib目录Makefile:

{% codeblock lang:makefile [lib目录Makefile]%}
objs := div64.o lib1funcs.o ctype.o muldi3.o printf.o string.o/
vsprintf.o

libc.a: $(objs)
${AR} -r -o $@ $^

%.o:%.c
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

%.o:%.S
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

clean:
rm -f libc.a *.o

{% endcodeblock %}

第一、二行：
{% codeblock lang:makefile %}
objs := div64.o lib1funcs.o ctype.o muldi3.o printf.o string.o/
vsprintf.o
{% endcodeblock %}

作用：定义变量objs，包含了生成目标文件所需的文件，为了简化书写；
分析：一行代码写不完，使用/符号可继续在下行写；

第四、五行：
{% codeblock lang:makefile %}
libc.a: $(objs)
${AR} -r -o $@ $^
{% endcodeblock %}

作用：使用库管理器生成lib.a；
分析： $@ 表示目标文件;$ ^所有依赖文件；

第七至十一行：
{% codeblock lang:makefile %}
%.o:%.c
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
%.o:%.S
${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
{% endcodeblock %}