Makefile入门

Makefile是什么？

• 可以自动将项目涉及的所有源文件编译成可执行文件的工具
• makefile写好之后，一键make就可以全部自动编译，非常的快捷和方便
• make是一个命令工具，用来解释和执行makefile
• 基本上所有的编译工具链都自带make命令

源文件如何变成可执行文件？

1. 源文件 ------（预处理）------.i文件
2. .i文件 ------（编 译）------.S文件
3. .S文件 ------（汇 编）------.o文件
4. .o文件 ------（链 接）------.elf文件(elf文件只能在OS下运行，由操作系统解析成bin文件然后运行)
5. .elf文件------（objcopy）------.bin文件（bin文件比elf文件更小）

Makefile都包含什么内容？

• 规则：

target : prerequisites...
	command
	...
	...

　　target：目标，最终需要生成的文件

　　prerequisites：依赖，生成最终文件需要的依赖文件

　　command：命令，在依赖文件的基础上，执行命令，生成目标文件

• Makefile是如何工作：
  • make会在当前目录下寻找名称为“makefile”和“Makefile”的文件
  • 找到文件中的第一个目标，并把这个文件作为最终的目标
  • 使用command将依赖变成目标，如果依赖不存在，就先生成依赖，递归执行
• 综述：
  • 规则(显式规则和隐式规则)
  • 变量
  • 条件判断
  • 函数
  • 注释
  • 命令

 变量

• 在 Makefile 中的定义的变量，就像是 C/C++语言中的宏一样，直接展开，其与 C/C++所不同的是，你可以在 Makefile 中改变其值
• 变量在声明时需要给予初值，而在使用时，需要给在变量名前加上“$”符号，但最好用小括号“ （） ”或是大括号“{}”把变量给包括起来。如果你要使用真实的“$”字符，那么你需要用“$$”来表示
• 几种赋值符号的差别
  • = 是最基本的赋值，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
  • := 是覆盖之前的值，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
  • ?= 是如果没有被赋值过就赋予等号后面的值
  • += 是添加等号后面的值(类似字符串的接续)
• 变量值的替换

foo := a.o b.o c.o 
bar := $(foo:.o=.c) # 以“.o”字串“结尾”全部替换成“.c”

foo := a.o b.o c.o  
bar := $(foo:%.o=%.c) # 以“.o”字串“结尾”全部替换成“.c”

• “把变量的值再当成变量”

x = y 
y = z 
a := $($(x))
#在这个例子中，$(x)的值是“y” ，所以$($(x))就是$(y)，于是$(a)的值就是“z”

　　

条件判断

• 类似C语言中的条件判断

<conditional-directive> 
    <text-if-true> 
else 
    <text-if-false> 
endif

• conditional-directive表示关键字，共四种
• ifeq，参数值是否相同
  
• ifneq，参数值是否不同
• ifdef，参数是否非空
• ifndef，参数是否为空
• 例子

#判断$(CC)变量是否“gcc”，如果是的话，则使用GNU函数编译目标

libs_for_gcc = -lgnu
normal_libs =
foo: $(objects)
ifeq ($(CC),gcc)
    $(CC) -o foo $(objects) $(libs_for_gcc)
else
    $(CC) -o foo $(objects) $(normal_libs)
endif

#判断变量的值是否为空
bar =
foo = $(bar)
ifdef foo
    frobozz = yes
else
    frobozz = no
endif

　　

函数

• 在 Makefile 中可以使用函数来处理变量，从而让我们的命令或是规则更为的灵活和具有智能
• 函数调用后，函数的返回值可以当做变量来使用
• 函数调用语法：
• $(<function> <arguments>)
• <function>就是函数名，make 支持的函数不多
• <arguments>是函数的参数，参数间以逗号“,”分隔
• 函数名和参数之间以“空格”分隔，函数调用以“$”开头，以圆括号或花括号把函数名和参数括起。
• 字符串处理函数：
• $(subst <from>,<to>,<text>)  把字串<text>中的<from>字符串替换成<to>。

#将"feet on the street"中的"ee"替换成"EE"，结果是"fEEt on the strEEt"

$(subst ee,EE,feet on the street)

• $(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)  模式字符串替换函数，将符合模式的字符串替换掉。

#把字串“x.c.c bar.c”符合模式[%.c]的单词替换成[%.o]，返回结果是“x.c.o bar.o”

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)

• • $(strip <string>)  去掉<string>字串中开头和结尾的空字符。
  • $(findstring <find>,<in>)  在字串<in>中查找<find>字串，如果找到，那么返回<find>，否则返回空字符串。

#第一个函数返回“a”字符串，第二个返回“”字符串（空字符串）

$(findstring a,a b c)

$(findstring a,b c)

• $(filter <pattern...>,<text>)  以<pattern>模式过滤<text>字符串中的单词，保留符合模<pattern>的单词。可以有多个模式，返回符合模式<pattern>的字串。

#保留符合格式的字符串

sources := foo.c bar.c baz.s ugh.h
foo: $(sources)
cc $(filter %.c %.s,$(sources)) -o foo
$(filter %.c %.s,$(sources))返回的值是“foo.c bar.c baz.s”

• $(filter-out <pattern...>,<text>)  反过滤函数，和filter 相反。
• $(sort <list>)  给字符串<list>中的单词排序（升序） ，$(sort foo bar lose)返回“bar foo lose”，备注：sort函数会去掉<list>中相同的单词。
• $(word <n>,<text>)  取字符串<text>中第<n>个单词。（从一开始） 示例：$(word 2, foo bar baz)返回值是“bar”。
• $(wordlist <s>,<e>,<text>) 从字符串<text>中取从<s>开始到<e>的单词串。<s>和<e>是一个数字，示例： $(wordlist 2, 3, foo bar baz)返回值是“bar baz”。
• $(words <text>)  统计<text>中字符串中的单词个数，$(words, foo bar baz)返回值是“3”。
• $(firstword <text>) 取字符串<text>中的第一个单词。
• 文件名操作函数
• $(dir <names...>) 从文件名序列<names>中取出目录部分。目录部分是指最后一个反斜杠（ “/”）之前的部分。如果没有反斜杠，那么返回“./”。示例： $(dir src/foo.c hacks)返回值是“src/ ./”。
• $(notdir <names...>) 从文件名序列<names>中取出非目录部分。非目录部分是指最后一个反斜（“/”）之后的部分
• $(suffix <names...>) 从文件名序列<names>中取出各个文件名的后缀，示例：$(suffix src/foo.c src-1.0/bar.c hacks)返回值是“.c .c”。
• $(basename <names...>) 从文件名序列<names>中取出各个文件名的前缀部分，示例：$(basename src/foo.c src-1.0/bar.c hacks)返回值是“src/foo src-1.0/bar hacks”。
• $(addsuffix <suffix>,<names...>) 把后缀<suffix>加到<names>中的每个单词后面，示例：$(addsuffix .c,foo bar)返回值是“foo.c bar.c”。
• $(addprefix <prefix>,<names...>) 把前缀<prefix>加到<names>中的每个单词前面，示例：$(addprefix src/,foo bar)返回值是“src/foo src/bar”。
• $(join <list1>,<list2>) 把<list2>中的单词对应地加到<list1>的单词后面。如果<list1>的单个数要比<list2>的多，那么，<list1>中的多出来的单词将保持原样。如果<list2>的单词个数要比<list1>多，那么，<list2>多出来的单词将被复制到<list2>中。
• $(foreach <var>,<list>,<text>)  这个函数的意思是，把参数<list>中的单词逐一取出放到参数<var>所指定的变量中，然后再执行<text>所包含的表达式。每一次<text>会返回一个字符串，循环过程中，<text>的所返回的每个字符串会以空格分隔，最后当整个循环结束时，<text>所返回的每个字符串所组成的整个字符串（以空格分隔）将会是foreach函数的返回值

#$(files)的值是“a.o b.o c.o d.o”

names := a b c d
files := $(foreach n,$(names),$(n).o)

• $(if <condition>,<then-part>) 和ifeq很像
• $(if <condition>,<then-part>,<else-part>)
• $(call <expression>,<parm1>,<parm2>,<parm3>...)  唯一一个可以用来创建新的参数化的函数

reverse =  $(1) $(2) 
foo = $(call reverse,a,b)
#foo的值就是“a b”

reverse =  $(2) $(1) 
foo = $(call reverse,a,b)
#foo的值就是“b a”

• 调试打印函数
  • $(error <text ...>) 打印信息 make会停止
  • $(warning <text ...>) 打印信息 make不会停止
  • $(info <text ...>) 和waring类似，级别更低

注释

　　Makefile没有多行注释，只有单行注释，注释标记是：#

命令

• 所有的shell命令都可以在Makefile中使用
• 命令必须是以tab开头
• 同事急需要执行多条命令时，需要写在同一行，使用接续符 链接

总结

　　Makefile只是帮助编译大型工程的工具，有自己独特的语法(可以将Makefile理解为一种小型的脚本语言)，通常工程中使用的Makefile都很类似，参考已有的Makfile就可以写出自己需要的Makefile，难度不是很大，需要的就是熟练使用，如果要写出通用性很强，且高效的Makfile就需要一定的技术积累。