【Linux系统化学习】基础开发工具——make和makefile

初始make和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，甚至于进行复杂的功能操作.

makefile的好处

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。

make和makefile的区别

·       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。

make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，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。可见，makefile都成为了一种在工程方面的编译方法。

make和make的使用

如图我们使用C语言编写了一个简单的代码，使用上节课的gcc指令编译成a.out的可执行程序，在执行可执行程序才能输出结果。 我们可以使用make和makefile来完成我们的gcc命令。

 1 myexe:test.c
  2     gcc test.c -o myexe                                                                                                                              
  3 .PHONY:clean
  4 clean:
  5     rm -rf myexe

使用vim编辑我们的makefile文件，写入每个文件的依赖方法和依赖关系。

使用我们的make和makeclean指令完成我们的代码和清理。

依赖关系和依赖方法

如何理解这两对关系呢？就好比现在上大学的我们，出门在外还没有自己照顾自己的能力；每到月末或者裤兜空空的时候，就会拿起我们的手机拨通一个熟悉的号码“爸/妈，我没钱了”，然后挂掉电话不一会家里就会给你爆金币。

 这个让家里爆金币的现实小故事中，你依赖的是你和爸/妈这层关系，通过手机传递你的意思/信息，得到你想要的东西。

工作原理

根据上篇文章，我们使用makefile实现一个程序从源文件到可执行程序的完整过程

依赖关系

·       myexe ,它依赖 test.o

·       test.o , 它依赖 test.s

·       test.s , 它依赖 test.i

·       test.i , 它依赖 test.c

依赖方法

·       gcc -* test.* -o test.*

原理

make是如何工作的,在默认的方式下，也就是我们只输入make命令。那么，
1. make会在当前目录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的文件。
2. 如果找到，它会找文件中的第一个目标文件（target），在上面的例子中，他会找到“hello”这个文件，并把这个文件作为最终的目标文件。
3. 如果hello文件不存在，或是hello所依赖的后面的hello.o文件的文件修改时间要比hello这个文件新（可以用 touch 测试），那么，他就会执行后面所定义的命令来生成hello这个文件。
4. 如果hello所依赖的hello.o文件不存在，那么make会在当前文件中找目标为hello.o文件的依赖性，如果找到则再根据那一个规则生成hello.o文件。（这有点像一个堆栈的过程）
5. 当然，你的C文件和H文件是存在的啦，于是make会生成 hello.o 文件，然后再用 hello.o 文件声明make的终极任务，也就是执行文件hello了。
6. 这就是整个make的依赖性，make会一层又一层地去找文件的依赖关系，直到最终编译出第一个目标文件。
7. 在找寻的过程中，如果出现错误，比如最后被依赖的文件找不到，那么make就会直接退出，并报错，而对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
8. make只管文件的依赖性，即，如果在我找了依赖关系之后，冒号后面的文件还是不在，那么对不起，我就不工作啦。

项目清理

rm -rf test.*

像clean这种，没有被第一个目标文件直接或间接关联，那么它后面所定义的命令将不会被自动执行，不过，我们可以显示要make执行。即命令——“make clean”，以此来清除所有的目标文件，以便重编译。
但是一般我们这种clean的目标文件，我们将它设置为伪目标,用 .PHONY 修饰,伪目标的特性是，总是被执行的。

.PHONY 修饰

特性：总是被执行，不会被任何情况拦截。

为什么make只能执行一次？

随着我们的学习，我们的代码技术越来越高。一个简单的文件可能是满足不了我们的，需要很多源文件组合成一个项目，如果每次编译都要把所有内容都编译一次，大大减缓了效率。makefile只会重新编译我们修改过的文件。

如何实现

但我们知道文件=属性+内容，内容修改相当于源代码修改我们当然要重新编译。那属性呢？通过文件的时间变化实现的。我们知道源文件的时间一定在可执行程序时间之后，如果源文件的时间在可执行程序之前则代表源文件被修改过，则需要重新编译。

ACM时间

查看时间指令

·       stat 文件名

·       Access ：文件最后一次被访问时间

·       Modify：最近一次修改文件内容时间

·       Change：最后一次修改文件属性时间

这三个时间都是关联的，修改文件内容三个时间都会更新，因为先访问文件，在修改文件修改文件内容，会导致文件的大小发生改变，文件的大小属于文件的属性。

如上图修改文件属性，只有Ctime更新了，修改文件内容三个时间都更新了，为什呢Atime不更新呢？

早期的Linux系统，确实会随着对文件的操作，时刻更新Access时间，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。

手动更新文件时间

·       指令：touch +选项

·       touch不仅可以创建一个文件，当文件存在时使用touch指令会更新此文件的所有时间。

·       touch -m  将Modify时间更新至最新

·       touch -a  将Access时间更新至最新

·       touch -c  将Change时间更新至最新

通过源文件和可执行程序文件的Modify时间判断是否需要重新编译。

makefile下的特殊符号

·       $@:可以代替依赖关系左边的文件

·       $^:可以代表依赖关系右边的文件

 1 myexe:test.c
 2     gcc $^ -o $@
 3 .PHONY:clean
 4 clean:
 5     rm -rf myexe    

取消回显

执行完make和make clean Linux会回显进行的操作。

使用@可以取消回显

  1 myexe:test.c
  2     @gcc $^ -o $@                                                                                                                                    
  3 .PHONY:clean
  4 clean:
  5     @rm -rf myexe