【C编程基础】make命令和makefile文件

1.关于程序的编译和链接

一般来说，无论是C、C++首先要把源文件编译成中间目标文件即 Object File（windows为.obj文件，unix为.o文件），这个动作叫做编译（compile）。然后再把大量的Object File合成执行文件，这个动作叫作链接（link）。

1.1编译

编译时编译器只检查语法是否正确，函数与变量的声明是否正确。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。一般来说，每个源文件都应该对应于一个中间目标文件（O文件或是OBJ文件）。

cc -c foobar.c         ==>将源文件编译但不链接，成目标文件foobar.o
cc foobar.c -o foobar  ==>将源文件编译并链接，生成可执行文件foobar

1.2链接

链接时主要是链接函数和全局变量。链接器会在所有的Object File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）。

cc -o foobar foobar.c  ==>链接生成可执行文件foobar

1.3自定义函数库（打包中间目标文件）ar命令

如果需要链接中间目标文件太多，链接时需要明显地指出所有中间目标文件名，十分不便。可以给中间目标文件打个包，在Windows下这种包叫“库文件”（Library File)，也就是 .lib 文件，在UNIX下，是Archive File，也就是 .a 文件静态库。

PS：我们可以使用中间目标文件（O文件或是OBJ文件）或静态库文件来链接我们的应用程序。

ar crv libtest.a *.o  ==>将该目录下的所有目标文件打包生成了libtest.a文件静态库

2.make命令

make是一个命令工具，是一个解释Makefile中指令的命令工具。在命令行输入make命令后，会查找当前目录下的Makefile文件来执行，根据Makefile文件编译源代码生成中间目标文件、链接后生成可执行文件。

一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。使用示例（其中all、install和clean均为Makefile文件中定义的伪目标）：

make          ==>默认找到Makefile中第一个目标，进行编译链接
make all
make clean

3.Makefile文件

make命令执行时，需要一个 Makefile 文件，告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序。Makefile带来的好处就是“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

Makefile中除了编译链接目标外，还可以使用伪目标。通常情况下，为了规范和统一，会参考Linux源码的Makefile规则来书写我们的Makefile中的伪目标，这些伪目标都是GNU开源软件定义和采用的。

“all”—— 这个伪目标是所有目标的目标，其功能一般是编译所有的目标。
“clean” —— 这个伪目标功能是删除所有被make创建的文件。
“install” —— 这个伪目标功能是安装已编译好的程序，其实就是把目标执行文件拷贝到指定的目标中去。
“print” —— 这个伪目标的功能是例出改变过的源文件。
“tar” —— 这个伪目标功能是把源程序打包备份。也就是一个tar文件。
“dist” —— 这个伪目标功能是创建一个压缩文件，一般是把tar文件压成Z文件，或是gz文件。
“TAGS” —— 这个伪目标功能是更新所有的目标，以备完整地重编译使用。
“check”和“test” —— 这两个伪目标一般用来测试makefile的流程。

3.1 Makefile规则

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

target：是一个目标，可以是目标文件Object File，也可以是执行文件，还可以是一个标签（伪目标）。

prerequisites：是要生成那个target所需要的文件或目标。

command：也就是make需要执行的命令（任意的Shell命令，一定要以Tab键开头）。

3.2 Makefile规则示例

仅做编译：main.o是我们的第一个目标，main.c和defs.h是目标所依赖的源文件，而执行命令为“cc -c main.c”

编译链接：main是我们的第二个目标，main.c和defs.h是目标所依赖的源文件，而执行命令为“cc  main.c -o main”

main.o : main.c defs.h
        cc -c -o main.o main.c
main: main.c defs.h
        cc main.c -o main

3.3 Makefile规则示例（自动推导）

GNU的make很强大，它可以自动推导依赖c文件以及编译命令。以main.c为例

仅做编译：make看到一个[main.o]目标，它会自动的把[main.c]文件加在依赖关系中，并自动推导出cc -c -o  main.o main.c

编译链接：make看到一个[main]目标，它会自动把[main.c]文件加在依赖关系中，并自动推导出cc  main.c -o main

Makefile中如下定义

main.o: defs.h
main: defs.h

等同于

main.o : main.c defs.h
        cc -c -o main.o main.c
main: main.c defs.h
        cc main.c -o main

3.4 清空目标文件规则示例

每个Makefile中都应该写一个清空目标文件（执行文件和.o目标文件）的规则，这不仅便于重编译，也很利于保持文件的清洁。规矩：使用clean伪目标，且永远放在Makefile文件的最后。

目标：清理可执行文件main和目标文件mian.o

一般常用写法：

clean :
      rm main main.o

更健壮写法：

.PHONY : clean
clean :
      -rm main main.o 

.PHONY表示clean是一个“伪目标”。在rm命令前面加了一个小减号，标识忽略文件出现的问题，继续执行。

3.5 Makefile变量定义示例

目标：生成可执行文件main，引用多个目标文件

objects = main.o kbd.o \
           insert.o search.o files.o utils.o
 main: $(objects)
     cc -o main $(objects)

定义变量objects后，引用变量使用$(objects) 。.反斜杠（\）是换行符的意思，这样比较便于Makefile的易读。

3.6 Makefile经典示例

目标：一个工程包含有3个头文件和8个C文件，需要编译链接成可执行文件edit。

objects = main.o kbd.o command.o display.o \
             insert.o search.o files.o utils.o
   .PHONY : all
   all: $(objects)
           cc -o edit $(objects)

   main.o : defs.h
   kbd.o : defs.h command.h
   command.o : defs.h command.h
   display.o : defs.h buffer.h
   insert.o : defs.h buffer.h
   search.o : defs.h buffer.h
   files.o : defs.h buffer.h command.h
   utils.o : defs.h

   .PHONY : clean
   clean :
           -rm edit $(objects)

3.7 测试使用源文件main.c

#include <stdio.h>
int main(void)
{
    printf("Hello world/n");
    return ;
}

参考文档：

make all、make clean、make install 等命令的来源

Makefile经典教程

Linux 如何使用GCC编译器将一个文件夹下的100个.o文件打包成一个静态库文件(.a)

cc,gcc命令解释

gcc的使用简介与命令行参数说明