Makefile

简单区分

• makefile 是一种文件格式，包含了构建项目的规则和指令，由Make工具解释执行。
• GNU Make 是一个自动化构建工具，根据 makefile 文件中的规则执行编译、链接等操作。
• CMake 是一个跨平台的构建工具，它不直接构建项目，而是根据 CMakeLists.txt 生成 Makefile 文件。

• GNU Make
• CMake

概述

• makefile 定义了一系列的编译规则，指定文件编译顺序、是否需要重新编译等信息。
• 一旦写好，只需执行 make 命令即可自动编译整个工程。
  • make 是一个解释makefile的工具。

编译和链接相关

对于C 和 C++ 程序，首先将源文件编译为中间代码文件， 在Windows下为.obj文件，在Linux下为.o文件； 然后将很多个中间代码文件链接为可执行文件， 在Windows下为.exe文件，在Linux下为.out文件。

编译

编译需要的是语法正确以及函数、变量的声明正确。 而对于后者，需要向编译器提供头文件路径。

链接

主要是链接函数和全局变量，链接器不在乎源文件，只在乎中间目标文件。 当源文件太多，编译生成的目标文件也会很多，这时需要给中间目标文件打包， 在 Windows 下为 .lib 文件，在 Linux 下为 .a 文件。

makefile 规则概述

如下为一个简单的 makefile 文件：

target ... : prerequisites ...
    recipe
    ...
    ...

• target: 目标文件（可执行文件、中间目标文件等）
• prerequisites: 生成该 target 所需要的文件和（或） target
• recipe: 该 target 要执行的命令

简言之，target 这里的一或多个目标文件依赖于 prerequisites 中的文件，其生成规则定义在 recipe 中。

核心

prerequisites 中如果有一个以上的文件比 target 文件新，则 recipe 定义的命令就会被执行。

eg

edit : main.o insert.o search.o \ 
        delete.o update.o
    cc -o edit main.o insert.o search.o \
        delete.o update.o
main.o : main.c defs.h
    cc -c main.c
insert.o : insert.c defs.h
    cc -c insert.c
search.o : search.c defs.h
    cc -c search.c
delete.o : delete.c defs.h
    cc -c delete.c
update.o : update.c defs.h
    cc -c update.c
clean :
    rm edit main.o insert.o search.o \
        delete.o update.o

解释

• \ 只是换行符，为了方便阅读。
• edit 为可执行文件（Windows 下即为 edit.exe）， 它依赖于 main.o insert.o search.o delete.o update.o。
• 一系列的 *.o文件又依赖于 *.c 和 defs.h。
• clean 并非文件名而是动作名，执行 make clean 时会删除所有生成的文件。
• cc-c cc-o rm 都是shell中的命令，注意需要一个Tab键缩进。

当我们执行 make 命令时，make 会自动找到当前目录下的 makefile/Makefile 文件， 找到我们定义的首个目标文件（这里是 edit），然后根据依赖关系逐个生成文件（有点像堆栈）：

1. 如果有 edit 文件且比其依赖的文件新，则将其作为最终的目标文件
2. 如果没有 edit 文件或者 edit 文件比其依赖的文件旧，则根据定义好的规则生成 edit 文件
3. 如果 edit 依赖的*.o文件不存在，则会继续向下查找、生成对应的 *.o 文件

• 考虑到某些文件可能会重复出现，为了方便地复用和维护，我们可以使用变量（类似宏定义）来简化 makefile 文件；
• 同时，GNU Make 可以自动推导一些文件依赖关系，例如，当make看到一个*.o文件，它会自动找到对应的*.c文件，这部分我们无需手写：
• Makefile 中可以通过 include 指令包含其他文件，这样可以将一些公共的规则放在一个文件中，然后在其他文件中引用。

  include common.make *.mk # 包含common.make文件和所有以.mk结尾的文件
  obj = main.o insert.o search.o delete.o update.o
  edit : $(obj)
      cc -o edit $(obj)
  main.o : defs.h
  insert.o : defs.h
  search.o : defs.h
  delete.o : defs.h
  update.o : defs.h
  .PHONY : clean  # 声明clean为伪目标
  clean :
      -rm edit $(obj)
  

tips

• 如果 include 出错但不希望终止 make 的执行，可以在前面加-
• 建议命名为Makefile，这样在排序上较为靠近其他重要文件例如README
• 建议不要定义和使用MAKEFILES环境变量。

GNU make 工作方式

1. 读入所有的makefile
2. 读入被include的其他文件
3. 初始化文件中的变量
4. 推导隐式规则，并分析所有规则
5. 为所有的目标文件创建依赖关系链
6. 根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成
7. 执行生成命令

规则书写

规则包括两部分：目标和依赖关系

Makefile 中应该只有一个最终目标，第一条规则中的第一个目标将被作为默认的最终目标。

格式

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target: prerequisites
    command # 一个Tab的缩进

target: prerequisites ; command # 分号分隔

通配符

make 支持三种通配符： + * 匹配任意长度的字符串 + ? 匹配单个字符 + [...] 匹配括号中的任意一个字符

# 匹配所有以.c结尾的文件
%.o : %.c
    cc -c $< -o $@

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最后更新: 2025年2月9日 22:33:10
创建日期: 2025年1月18日 20:17:08