Makefile 规则

在程序编译过程中,Makefile的主要作用就是:构建生成可执行文件的依赖关系树。一个可执行文件需要哪些源文件、哪些库,我们都可以在Makefile里指定。在程序编译阶段,make工具会首先解析这个Makefile,根据Makefile里的指定,构建出编译可执行文件所需要的完整依赖关系。

根据这个依赖关系,make工具接下来就可以分别去编译需要的文件;通过时间戳,可以动态识别哪些是新添加的文件,哪些是已经编译过的文件,哪些文件做了新的修改,这样就不用每次都重新编译了,只编译那些新修改或新添加的源文件就可以了,大大提升了编译的效率。

Makefile是如何构建可执行文件编译所依赖的关系树的呢?很简单,通过规则。

规则

规则是Makefile的基本组成单元。一个规则通常由目标、目标依赖和命令三部分构成:

目标:目标依赖
    命令
a.out: hello.c
    gcc -o a.out hello.c

如上所示,a.out就是我们要生成的目标,目标一般是一个可执行文件。目标依赖是指生成这个可执行文件所依赖的源文件,如 hello.c。而命令则是如何将这些目标依赖生成对应的目标,一般是gcc命令、链接命令、objcopy命令,一些shell命令等。命令必须使用tab键进行缩进,否则Makefile就会报错。

一个规则中的三个部分并不是都必须要有的。一个Makefile文件中可能包含多个规则,有的规则可能无目标依赖,仅仅是为了实现某种操作。如下面的clean命令:

clean:
    rm -f a.out hello.o

当我们使用make clean命令清理编译的文件时,会调用这个规则中的命令,不需要什么依赖,仅仅是执行删除操作,所以这个规则中并没有目标依赖。

当然,一个规则中也可以没有命令,仅仅包含目标和目标依赖,仅仅用来描述一种依赖关系。但一个规则中一定要有一个目标。

默认目标

一个Makefile文件里通常会有多个目标,一般会选择第一个作为默认目标。正常情况下,当你想编译生成a.out时,要使用make a.out命令,但为什么直接使用make,没有指定参数,也能生成a.out的呢?这是因为在上面的Makefile文件中,a.out是文件中的第一个目标,当我们在make编译时没有给make指定要生成的目标,make就会选择Makefile文件中的第一个目标作为默认目标。

多目标

一个规则中也可以有多个目标,多个目标具有相同的生成命令和依赖文件。如一个目标文件%.o都是由其对应的源文件%.c编译生成的,生成命令也是相同的:

%.o: %.c
    gcc -o %.o %.c

多规则目标

多个规则可能是同一个目标,make在解析Makefile文件时,会将具有相同目标的规则的依赖文件合并。

a.out: hello.c
    gcc -o a.out hello.c
a.out: module.c

Make在解析Makefile构建依赖关系树时,会将这两个规则合并为:

a.out: hello.c module.c
    gcc -o a.out hello.c other.c

伪目标

有时候我们设置一个目标,并不是真正生成这个文件,如上面的clean目标,而是仅仅为了执行某个操作。当我们执行make clean时,clean这个目标并没有生成对应的目标文件clean,因此,clean也可以设置为伪目标。伪目标并不是一个真正的文件,可以看做是一个标签。

.PHONY: clean
a.out: hello.o
    gcc -o a.out hello.o
hello.o: hello.c
    gcc -c -o hello.o hello.c
clean:
    rm -f a.out hello.o

伪目标一般没有依赖关系,也不会生成对应的目标文件,可以无条件执行,纯粹是为了执行某一个命令,如clean执行清理工作。

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