Linux学习-用 make 进行宏编译

为什么要用 make

先来想象一个案例，假设我的执行档里面包含了四个原始码文件，分别是 main.c haha.c sin_value.c cos_value.c 这四个文件，这四个文件的目的是:

• main.c :主要的目的是让用户输入角度数据与呼叫其他三支子程序
• haha.c :输出一堆有的没有的讯息而已;
• sin_value.c :计算使用者输入的角度(360) sin 数值;
• cos_value.c :计算使用者输入的角度(360) cos 数值。

# 1. 先进行目标文件的编译，最终会有四个 *.o 的档名出现:
[root@study ~]# gcc -c main.c
[root@study ~]# gcc -c haha.c
[root@study ~]# gcc -c sin_value.c
[root@study ~]# gcc -c cos_value.c

# 2. 再进行连结成为执行档，并加入 libm 的数学函式，以产生 main 执行档:
[root@study ~]# gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm

# 3. 本程序的执行结果，必须输入姓名、360 度角的角度值来计算
[root@study ~]# ./main 
Please input your name: VBird  <==这里先输入名字
Please enter the degree angle (ex> 90): 30   <==输入以 360 度角为主的角度
Hi, Dear VBird, nice to meet you.   <==这三行为输出的结果喔!
The Sin is:  0.50
The Cos is:  0.87

编译的过程需要进行好多动作啊!而且如果要重新编译，则上述的流程得要重新来一遍，光是找出这 些指令就够烦人的了! 如果可以的话，能不能一个步骤就给他完成上面所有的动作呢?那就利用 make 这个工具吧! 先试看看在这个目录下建立一个名为 makefile 的文件，内容如下:

# 1. 先编辑 makefile 这个规则文件，内容只要作出 main 这个执行档
[root@study ~]# vim makefile
main: main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
	gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
# 注意:第二行的 gcc 之前是 <tab> 按键产生的空格喔!

# 2. 尝试使用 makefile 制订的规则进行编译的行为:
[root@study ~]# rm -f main *.o   <==先将之前的目标文件去除
[root@study ~]# make
cc    -c -o main.o main.c
cc    -c -o haha.o haha.c
cc    -c -o sin_value.o sin_value.c
cc    -c -o cos_value.o cos_value.c
gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
# 此时 make 会去读取 makefile 的内容，并根据内容直接去给他编译相关的文件啰!

# 3. 在不删除任何文件的情况下，重新执行一次编译的动作:
[root@study ~]# make
make: `main' is up to date.
# 看到了吧!是否很方便呢!只会进行更新 (update) 的动作而已。

或许你会说:『如果我建立一个 shell script 来将上面的所有动作都集结在一起，不是具有同样的效 果吗?』效果当然不一样，以上面的测试为例，我们仅写出 main 需要的目标文件，结果 make会主动的去判断每个目标文件相关的原始码文件，并直接予以编译，最后再直接进行连结的动作!真 的是很方便啊!此外，如果我们更动过某些原始码文件，则 make 也可以主动的判断哪一个原始码 与相关的目标文件文件有更新过， 并仅更新该文件，如此一来，将可大大的节省很多编译的时间呢!所以说， make 有这些好处:

• 简化编译时所需要下达的指令;
• 若在编译完成之后，修改了某个原始码文件，则 make 仅会针对被修改了的文件进行编译，其他的 object file不会被更动;
• 最后可以依照相依性来更新 (update) 执行档。

既然 make 有这么多的优点，那么我们当然就得好好的了解一下 make 这个令人关心的家伙啦!而 make 里面最需要注意的大概就是那个规则文件，也就是 makefile 这个文件的语法啦!所以底下我 们就针对 makefile 的语法来加以介绍啰。

makefile 的基本语法与变量

make 的语法可是相当的多而复杂的，这里 仅列出一些基本的规则，基本的 makefile 规则是这样的:

目标(target): 目标文件 1 目标文件 2
<tab> gcc -o 欲建立的执行文件 目标文件 1 目标文件 2

那个目标 (target) 就是我们想要建立的信息，而目标文件就是具有相关性的 object files ，那建立执 行文件的语法就是以 按键开头的那一行!特别给他留意喔，『命令行必须要以 tab 按键作为
开头』才行!他的规则基本上是这样的:

• 在 makefile 当中的 # 代表批注;
• 需要在命令行 (例如 gcc 这个编译程序指令) 的第一个字符;
• 目标 (target) 与相依文件(就是目标文件)之间需以『:』隔开。

同样的，我们以刚刚上一个小节的范例进一步说明，如果我想要有两个以上的执行动作时， 例如下 达一个指令就直接清除掉所有的目标文件与执行文件，该如何制作呢?

# 1. 先编辑 makefile 来建立新的规则，此规则的目标名称为 clean :
[root@study ~]# vi makefile
[root@study ~]# vi makefile
main: main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
	gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm
clean:
	rm -f main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o

# 2. 以新的目标 (clean) 测试看看执行 make 的结果:
[root@study ~]# make clean <==就是这里!透过 make 以 clean 为目标
rm -rf main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o

如此一来，我们的 makefile 里面就具有至少两个目标，分别是 main 与 clean ，如果我们想要建立 main 的话，输入『make main』，如果想要清除有的没的，输入『make clean』即可啊!而如果想要 先清除目标文件再编译 main 这个程序的话，就可以这样输入:『make clean main』，如下所示:

[root@study ~]# make clean main
rm -rf main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
cc    -c -o main.o main.c
cc    -c -o haha.o haha.c
cc    -c -o sin_value.o sin_value.c
cc    -c -o cos_value.o cos_value.c
gcc -o main main.o haha.o sin_value.o cos_value.o -lm

这样就很清楚了吧!但是，你是否会觉得，咦! makefile 里面怎么重复的数据这么多啊!没错!所 以我们可以再藉由 shell script 那时学到的『变数』来更简化 makefile 喔:

[root@study ~]# vi makefile
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
main: ${OBJS}
        gcc -o main ${OBJS} ${LIBS}
clean:
        rm -f main ${OBJS}

与 bash shell script 的语法有点不太相同，变量的基本语法为:

1. 变量与变量内容以『=』隔开，同时两边可以具有空格;
2. 变量左边不可以有 ，例如上面范例的第一行 LIBS 左边不可以是 ;
3. 变量与变量内容在『=』两边不能具有『:』;
4. 在习惯上，变数最好是以『大写字母』为主;
5. 运用变量时，以 ${变量} 或 $(变量) 使用;
6. 在该 shell 的环境变量是可以被套用的，例如提到的 CFLAGS 这个变数!
7. 在指令列模式也可以给予变量。

由于gcc 在进行编译的行为时，会主动的去读取 CFLAGS 这个环境变量，所以，你可以直接在 shell 定义出这个环境变量，也可以在 makefile 文件里面去定义，更可以在指令列当中给予这个咚咚呢! 例如:

[root@study ~]# CFLAGS="-Wall" make clean main
# 这个动作在上 make 进行编译时，会去取用 CFLAGS 的变量内容!

也可以这样:

[root@study ~]# vi makefile
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
CFLAGS = -Wall
main: ${OBJS}
	gcc -o main ${OBJS} ${LIBS}
clean:
	rm -f main ${OBJS}

我可以利用指令列进行环境变量的输入，也可以在文件内直接指定环境变量，那万一这个 CFLAGS 的内容在指令列与 makefile 里面并不相同时，以那个方式输入的为主?呵呵!问了个好问 题啊! 环境变量取用的规则是这样的:

1. make 指令列后面加上的环境变量为优先;
2. makefile 里面指定的环境变量第二;
3. shell 原本具有的环境变量第三。

此外，还有一些特殊的变量需要了解的喔:

• $@:代表目前的目标(target)

所以也可以将 makefile 改成:

[root@study ~]# vi makefile
LIBS = -lm
OBJS = main.o haha.o sin_value.o cos_value.o
CFLAGS = -Wall
main: ${OBJS}
	gcc -o $@ ${OBJS} ${LIBS}   <==那个 $@ 就是 main !
clean:
	rm -f main ${OBJS}