【Linux】 Makefile 详解

Makefile

文章目录

• Makefile
• 1.初次实现
• • [1.1 没创建之前](#1.1 没创建之前)
  • 1.2使用makefile
  • • Makefile的格式
    • 创建第一个makefile
    • 实现clean
    • • clean的语法
  • [1.3 把make和clean调个位置------ 验证「默认目标」规则](#1.3 把make和clean调个位置—— 验证「默认目标」规则)
  • [1.4 .PHONY ------让目标总是被执行](#1.4 .PHONY ——让目标总是被执行)
  • • 尝试多敲几次make
    • • 关键点
    • [给 myproc 也加上 .PHONY](#给 myproc 也加上 .PHONY)
    • 关键点
    • 有关ACM时间
    • • 有关touch改时间
• 2.第二版Makefile
• • • [`gcc` 对照表](#gcc 对照表)
• 3.第三版Makefile
• • 3.1定义变量
  • 3.2新的Makefile总代码
• 4.最终版Makefile
• • 关键点

1.初次实现

1.1 没创建之前

mkdir lesson9
cd lesson9
vim myproc.c     # 写入上面 代码，:wq 保存退出

进 vim 后写（i 进插入模式，写完 ESC 再 :wq 保存退出）：

#include <stdio.h>

int main()
{
    printf("hello bit!\n");
    return 0;
}

这时候只要一串"gcc -o myproc myproc.c"就能让它进行编译

然后再来这一行"./myproc"就能够直接运行

可是感觉这样有点麻烦，所以我们实现Makefile

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1.2使用makefile

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Makefile的格式

目标文件: 依赖文件列表
<Tab>依赖方法  #前面必须是tab

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创建第一个makefile

• 创建：

vim Makefile  # 新建并打开 Makefile

• 写入

myproc:myproc.c
    gcc -o myproc myproc.c

• 退出写入之后运行

make
gcc -o myproc myproc.c
ls
Makefile  myproc  myproc.c

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实现clean

• 重新打开 Makefile

vim Makefile  # 重新打开 Makefile，接着往下写

• 写入Makefile

myproc:myproc.c
    gcc -o myproc myproc.c

.PHONY:clean  # 修饰符，声明 clean 是伪目标
clean:  # clean 也要有依赖关系，但依赖文件列表可以为空
    rm -f myproc  # 依赖方法：删掉编译产物

• 流程

make        # 自动执行gcc，编译生成myproc
gcc -o myproc myproc.c
make clean  # 执行rm，删掉myproc  
rm -f myproc
ls
Makefile  myproc.c 

clean的语法

一般Makefile的格式

目标文件: 依赖文件列表
<Tab>依赖方法  #前面必须是tab

点	说明
clean 的语法结构	和 myproc 一模一样：也是一组"依赖关系 + 依赖方法"。区别只是它的方法不形成文件，而是删文件
依赖列表为空	clean: 后面什么都不写也合法 ------ 它不依赖任何文件
为什么 make clean 要带个名字	make 默认只做第一个目标（见块 4），clean 是第二个，得显式点名

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1.3 把make和clean调个位置------ 验证「默认目标」规则

vim Makefile

调换后的 Makefile：

.PHONY:clean
clean:
    rm -f myproc

myproc:myproc.c
    gcc -o myproc myproc.c

• 展示：

make
rm -f myproc
make myproc
gcc -o myproc myproc.c 

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点	说明
默认目标	make 从上往下 扫描 makefile，把第一个目标 当默认目标（.PHONY 这种以点开头的特殊目标会被跳过）
只做第一个	第一个目标做完了，第二个不会 跟着做，除非你显式点名（make 目标名）
结论	所以默认把可执行程序写在最前面。

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1.4 .PHONY ------让目标总是被执行

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尝试多敲几次make

# 先清理干净，再连续敲四次 make，一次都别落
make clean
rm -f myproc
make
gcc -o myproc myproc.c
make
make: 'myproc' is up to date.
make
make: 'myproc' is up to date.
make
make: 'myproc' is up to date.

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关键点

点	说明
现象	第 1 次真编；第 2 ~ 4 次只回一句 make: 'myproc' is up to date.
up to date 什么意思	make 认为目标文件已经是最新的，没必要重新生成

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给 myproc 也加上 .PHONY

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打开 Makefile，在 myproc: 那一组的上面 加一行修饰符，然后 make 四次：

vim Makefile
.PHONY:myproc  # 加这一行：修饰下面的目标
myproc:myproc.c
    gcc -o myproc myproc.c

.PHONY:clean
clean:
    rm -f myproc
make
gcc -o myproc myproc.c
make
gcc -o myproc myproc.c
make
gcc -o myproc myproc.c
make
gcc -o myproc myproc.c

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关键点

问题	答案
结论	.PHONY = 让 make 忽略源文件和可执行目标的 M 时间对比，从而让目标总是被执行
.PHONY 是什么	makefile 里的一种修饰符 ，被它修饰的目标叫伪目标
作用	目标总是被执行 ------ 也就是对应的依赖方法每次都跑
本质是什么	make 调用 gcc 时忽略新旧时间对比
不给可执行程序加	一旦加了，就再也享受不到"源文件没改就不重编"的好处，多文件大项目会把时间全浪费在重复编译上
给 clean 加	清理每次都应该做彻底，后面清理可能做很多事，要保证它纯粹、干净，不会留下奇奇怪怪的中间产物

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有关ACM时间

缩写	全称	含义	触发场景
A	Access 访问时间	文件内容被读取的时间	cat、vim 打开、程序读文件，只看内容不修改
M	Modify 修改时间	文件内容数据被改动的时间	echo、vim 保存写入，文件里面文字变了
C	Change 状态变更时间	文件属性 / 元信息被改动的时间	chmod 改权限、chown 改所有者、mv 改名、硬链接增减（inode 属性变，文件内容不变）

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查看时间状态的指令：

stat myproc.c  # 看源文件的三条时间 

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stat myproc.c  # 看源文件的三条时间
  File: 'myproc.c'
  Size: 359              Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd01h/64769d     Inode: 1321125      Links: 1
Access: (0664/-rw-rw-r--)  Uid: ( 1000/     whb)   Gid: ( 1000/     whb)
Access: 2024-10-23 18:51:20.000000000 +0800
Modify: 2024-10-23 18:51:20.000000000 +0800
Change: 2024-10-23 18:51:20.000000000 +0800

stat myproc  # 看可执行文件的三条时间
  File: 'myproc'
  Size: 8440             Blocks: 24         IO Block: 4096   regular file
Device: fd01h/64769d     Inode: 1321126      Links: 1
Access: (0775/-rwxrwxr-x)  Uid: ( 1000/     whb)   Gid: ( 1000/     whb)
Access: 2024-10-23 19:04:18.051190859 +0800
Modify: 2024-10-23 19:04:18.051190859 +0800
Change: 2024-10-23 19:04:18.051190859 +0800

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有关touch改时间

• make识别重复的原理：通过modify时间
• touch 已存在文件，会改时间，touch完了之后又能make

用法	效果
touch 不存在的文件	新建一个空文件
touch 已存在的文件	把它的三条时间全部统一更新为现在（核心作用：change file timestamp）
touch -a 文件	只改 access 时间
touch -m 文件	只改 modify 时间
touch -c 文件	不常用 ------ M 时间一改，属性一般也跟着改了

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2.第二版Makefile

之前的Makefile（是一个简化版的版本）：

myproc:myproc.c
    gcc -o myproc myproc.c

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详细版的是这样的：

myproc: myproc.o	# 最终目标依赖目标文件
	gcc myproc.o -o myproc	# 链接：把 .o 变成可执行

myproc.o: myproc.s	# .o 依赖汇编文件
	gcc -c myproc.s -o myproc.o	# 汇编：把 .s 变成 .o

myproc.s: myproc.i	# .s 依赖预处理文件
	gcc -S myproc.i -o myproc.s	# 编译：把 .i 变成 .s

myproc.i: myproc.c	# .i 依赖源文件
	gcc -E myproc.c -o myproc.i	# 预处理：把 .c 变成 .i

.PHONY:clean
clean:
	rm -f *.i *.s *.o myproc

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gcc 对照表

阶段	命令	输入 → 输出	干什么
预处理	gcc -E myproc.c -o myproc.i	.c → .i	宏替换、去注释、条件编译、头文件展开
编译	gcc -S myproc.i -o myproc.s	.i → .s	检查语法，翻译成汇编
汇编	gcc -c myproc.s -o myproc.o	.s → .o	汇编代码 → 二进制目标文件
链接	gcc myproc.o -o myproc	.o → 可执行	和标准 C 库（libc.so.6）链接

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3.第三版Makefile

3.1定义变量

先vim进文件里

然后在前面添加：

BIN=proc.exe
CC=gcc
SRC=myproc.c
FLAGS=-o
RM=rm -f

对应关系：

写法	意思
BIN=proc.exe	以后用 $(BIN)，就替换成 proc.exe
CC=gcc	以后用 $(CC)，就替换成 gcc
SRC=myproc.c	以后用 $(SRC)，就替换成 myproc.c
FLAGS=-o	以后用 $(FLAGS)，就替换成 -o
RM=rm -f	以后用 $(RM)，就替换成 rm -f

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proc.exe : myproc.c
   ↑           ↑
  $@          $^
 目标        依赖文件

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3.2新的Makefile总代码

BIN=proc.exe  # 目标文件名
CC=gcc  # 编译器
SRC=myproc.c  # 源文件
FLAGS=-o  # 编译选项
RM=rm -f  # 删除命令

$(BIN):$(SRC)  # 换成变量引用：proc.exe:myproc.c
    @$(CC) $(FLAGS) $@ $^  # @gcc -o proc.exe myproc.c
    @echo "linking ... $^ to $@"  # @echo "linking ... myproc.c to proc.exe"
.PHONY:
clean:
    @$(RM) $(BIN) # @rm -f proc.exe
    @echo "remove ... $(BIN)" # @echo "remove ... proc.exe"

.PHONY:test
test:
    @echo $(BIN)
    @echo $(CC)
    @echo $(SRC)
    @echo $(FLAGS)
    @echo $(RM)

代入举例：

• 图中的代码：

  (BIN):(SRC)
  @(CC) (FLAGS) @ ^

• 相当于：

  proc.exe:myproc.c
  @gcc -o proc.exe myproc.c

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4.最终版Makefile

目标只有一个：不管目录里有几个 .c，makefile 一行都不用改。

两个动作：

• ① 让 makefile 自动列出当前目录的源文件；
• ② 用模式规则 %.o:%.c 一句话搞定"所有 .c → 同名 .o"。

BIN=proc.exe
CC=gcc
# 自动列出当前目录所有 .c（写法二选一，一种注释掉）
#SRC=$(shell ls *.c)
SRC=$(wildcard *.c)
OBJ=$(SRC:.c=.o)  # 把 SRC 里的每个 .c 换成 .o
LFLAGS=-o  # 链接选项
FLAGS=-c  # 编译选项
RM=rm -f

$(BIN):$(OBJ)
    @$(CC) $(LFLAGS) $@ $^
    @echo "linking ... $^ to $@"
%.o:%.c  # 模式规则：所有 .c 展开成同名 .o
    @$(CC) $(FLAGS) $<
    @echo "compling ... $< to $@"
.PHONY:clean
clean:
    $(RM) $(OBJ) $(BIN)

.PHONY:test
test:
    @echo $(SRC)
    @echo $(OBJ)

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关键点

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语法	含义（老师板书原批注）
$(wildcard *.c)	makefile 内置函数 ，默认把当前目录所有 .c 通配出来。板书批注："显示当前目录下所有的 .c 文件名"
$(shell ls *.c)	另一种写法：makefile 可以执行 shell 命令 。扫描到这行就执行 ls *.c，把结果存进 SRC。两种方式自己选
OBJ=$(SRC:.c=.o)	替换 语法：把 SRC 内部每个"文件名 .c"换成"文件名 .o"。板书批注："SRC 内部的文件名 .c → 文件名 .o"
%.o:%.c	模式规则 。% 是通配符，板书批注："把当前路径下所有的 .o/.c 依次展开 "。目录里有 100 个 .c 就自动展开成 100 组依赖关系
$<	表示当前正在处理的那一个 .c 文件（一条一条交给 gcc）。课件里把 $< 误写成 %<，以老师课上讲的 $< 为准
@	不回显命令，实现静默编译和静默清理

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特殊符号速查	含义
$@	目标文件
$^	所有依赖文件
$<	第一个依赖文件（模式规则里就是"当前那个 .c"）
@	命令前加它 → 不回显这条命令

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