【Linux】自动化构建工具--make/Makefile

⼀个⼯程中的源⽂件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若⼲个⽬录中，makefile定义了⼀系列的规则来指定，哪些⽂件需要先编译，哪些⽂件需要后编译，哪些⽂件需要重新编译，甚⾄于进⾏更复杂的功能操作。make是一个命令行工具，运行时会读取当前目录的 makefile，根据规则自动执行编译、链接等命令.。

📖简单来说， make是⼀条命令，makefile是⼀个⽂件，两个搭配使⽤，完成项⽬⾃动化构建。

makefile带来的好处：

"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。

使用make和makefile:

1.创建makefile文件并进行文本编辑：

makefile中的m大小写都可以。

2.定义依赖关系和依赖方法：

3.执行make命令：

依赖关系：

test:test.c #:左边表示的是目标文件，：右边表示目标文件所依赖的文件列表。

依赖关系是指一个事物的存在或运行必须以另一个事物为前提，比如test可执行文件依赖test.c源文件，因为必须通过test.c翻译才能生成可执行文件。

依赖方法：

gcc -o test test.c

依赖方法是指当存在依赖关系时，如何按顺序、按规则处理这些依赖，先确保test.c存在，再执行程序的翻译过程。

💡 依赖关系和依赖方法在生活中的例子：

比如你今天要做一份宫保鸡丁：

依赖关系：宫保鸡丁依赖 "炒好的鸡丁""炒好的花生""切好的黄瓜丁"；"炒好的鸡丁" 依赖 "切好的鸡丁" 和 "调好的料汁"；"切好的鸡丁" 依赖 "完整的鸡胸肉" 和 "菜刀"。这是一条依赖链。
依赖方法：先处理最底层依赖（用菜刀把鸡胸肉切成丁），再处理中间依赖（用切好的鸡丁和料汁炒鸡丁），最后处理最终依赖（把炒好的鸡丁、花生、黄瓜丁混合翻炒，做出宫保鸡丁）。

对应的makefile就是：

复制代码

宫保鸡丁: 炒鸡丁 炒花生 切黄瓜丁
    把所有食材混合翻炒出锅

炒鸡丁: 切鸡丁 料汁
    用鸡丁和料汁翻炒

切鸡丁: 鸡胸肉 菜刀
    用菜刀把鸡胸肉切丁

二、make的工作原理

2.1 make的自动化推导过程：

观察上图可以发现，执行make指令时，实际运行的命令顺序与makefile中的编写顺序相反。这种反向执行机制源于文件间的依赖关系：要生成test需要test.o，但该文件不存在；而makefile中提供了生成test.o的方法，不过这又需要先有test.s文件。同样地，生成test.s又依赖于test.i文件。因此，完整的构建流程必须从test.i开始，依次生成test.s、test.o，最终才能得到test目标文件。这种依赖关系实质上构成了一个栈式结构，决定了命令的执行顺序与编写顺序相反的特性。

🌟注意：

由于是自动化推导，makefile文件中的依赖方法可以是任意顺序，但是不能缺少。还可以这样：

上面只是为例演示make的自动化推导过程，平时我们编译源文件不会这样定义。

2.2 项目清理

我们有时候需要清理文件，如果使用rm +要清理的文件名，如果要清理很多的文件，难道我们每次都要自己手动敲一遍吗？那就太麻烦了，同样可以使用自动化工具make与makefile,帮助我们清理。

同样需要定义依赖关系和依赖方法，清理文件这个操作，不需要依赖任何其他文件，所以:右边的依赖关系什么也没写，直接执行对应的操作，也就是执行依赖方法，依赖方法可以自己指定删除哪些文件。clean是自己命名的，表示清理的意思，大家也可以根据自己的喜好，取其他的名字。有了上面的依赖关系和依赖方法，此时只需要在命令行中执行make clean指令，就可以把自己指定要删除的文件删除。

📖为什么删除时make后面要加clean？

因为make会自顶向下扫描makefile，单独的make指令，会默认执行第一个依赖方法。

2.3 .PHONY伪目标：

.PHONY 用于声明 "伪目标" （Phony Target）。这些目标不是实际的文件，而是代表一组命令（比如清理文件、编译全部、运行程序等）。如果要想让makefile文件中对应的依赖方法总是被执行，可以用.PHONY对相应的标签进行修饰。

比如：

bash 复制代码

.PHONY:clean                                                                                                                                                                            
clean:
	rm -rf test.i test.s test.o test

📖总是被执行意思：

强制让目标被执行，即使该目录下存在同名文件。如果目录中没有与目标重名的文件 ，即使不加**.PHONY**，make clean 也会每次都执行对应的命令.

test目标文件没有被.PHONY修饰，只能执行一次test对应的gcc命令。

📖为什么不能连续编译源文件：

如下图，当执行完一次make，对源代码编译后，再去执行make，就不会对源代码重新编译。

对于一个源代码，进行一次编译，得到一个可执行文件后，如果没有对源代码做任何修改，再去对源代码进行编译，make会觉得没必要，不会重新编译，另外如果有1000个源文件需要编译，而我们只对其中的几个做了修改，编译器只对修改了的源文件重新编译，而对没改的源文件，编译器不做处理，这也是为了提升编译的效率。而加上.PHONY修饰test,make可以执行无数次，也就是强制make执行编译，即使该目录下存在test可执行文件了，但是这样是没有必要的。

🌟 结论：

一般情况下，对编译操作不加.PHONY进行修饰，而是对清理操作加.PHONY修饰，因为在该目录下当有很多文件时，如果刚好有个clean文件与makefile中的clean目标文件同名了，make会认为 "目标已完成"，不会执行 rm命令，导致清理失败，加上.PHONY修饰，就会无视同名。

2.4 源文件的重新编译：

📖make在什么情况下，才会对源文件重新编译呢？（除开加.PHONY修饰）

执行make命令，自动生成一个可执行文件，如果还想对源文件编译就不行了，因为没有对源代码做任何修改，去对源代码进行编译，编译所生成的可执行文件与之前所生成的也一样，make会觉得没必要，不会重新编译。所以只有修改了源文件的内容，make命令所生成的可执行文件才与之前的不一样。

📖那编译器怎么知道源文件的内容修改了呢？

在Linux下，一切皆文件，文件=内容+属性，而与文件相关联的时间有三个，简记为ACM,A(Access)、C（Change）、M(Modify)。而Modify的时间与文件的内容修改有关，Change时间与文件的属性修改有关。也就是说Modify的时间改变了，就说明文件的内容改变了，就可以对源文件重新编译了；

📖查看文件时间：

**stat test：**查看mytest文件的有关时间。

Access：常指的是⽂件最近⼀次被访问的时间。
Modify: 内容变更，Modify时间更新。
Change：属性变更，Change时间更新。

这三个时间是相互关联的，有的操作可能会同时更新多个时间。

⏳ 修改文件的内容后，查看文件的有关时间：

修改文件的内容，这三个时间都会更新，因为修改文件内容，首先要访问该文件，其次修改后，文件的大小（属于文件属性）会发生变化，所以这三个时间都会更新。

⏳ 单纯的修改文件属性，只有Change时间会变化。

⏳ 单纯的访问文件：

在 Linux 的早期版本中，每当文件被访问时，其Access 时间都会立即更新；这些时间信息都存储在计算机的硬盘上，而硬盘都属于外部设备，进行读写操作会比较慢，过高频率的更新一个文件的Access，当整个系统在被多个用户使用的时候，就会有大量的Access更新行为，这些行为都会往硬盘中写数据，这就会导致整个系统的运行速度下降。而当前的 Linux 版本，通过策略优化：仅在两种场景下更新 Access: