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Linux学习笔记——例说makefile 单个C文件

2024-07-10 16:43:19   223人阅读

0.前言
    从学习C语言开始就慢慢开始接触makefile，查阅了很多的makefile的资料但总感觉没有真正掌握makefile，如果自己动手写一个makefile总觉得非常吃力。所以特意借助博客总结makefile的相关知识，通过例子说明makefile的具体用法。
    例说makefile大致分为4个部分
    1.只有单个C文件
    2.含有多个C文件
    3.需要包括头文件路径
    4.一个较为复杂的例子
    【代码仓库】——makefile-example
    代码仓库位于bitbucket，可借助TortoiseHg（GUI工具）克隆代码或者在网页中直接下载zip包。

1.复习gcc指令
    一个非常简单的C文件——test.c
    【test.c】
#include <stdio.h>
int main(void)
{
    int a = 3;
    int b = 2;
        
    printf("a=%d\n",a);
    printf("b=%d\n",b);
    return 0;
}
    【最简单方法】
    gcc test.c -o test
    最终生成可执行文件test。
    【执行test】
    ./test
    【输出结果】
    a=3
    b=5
    
    【不正确的写法】
    请注意以下写法并不正确。
    gcc -c test.c -o test

    【详细步骤分解】编译——链接
    无论gcc指令的参数如何变化，从源文件变为可执行文件只需要两步，第一步源文件编译为目标文件，第二步从目标文件链接为可执行文件。在最简单的指令——gcc test.c -o test中使用了一处GCC的隐含规则，所有编译和链接这两个关键步骤展现的不明显。那么下面通过指令让“不明显”变得“明显”。
【1】由c文件编译为目标文件
    【写法1】
    gcc -c test.c -o test.o
    【写法2】——顺序可以颠倒
    gcc -o test.o -c test.c
    【写法3】——适当简写
    可以适当简写，充分利用GCC的默认规则，*.o文件由同名的*.c文件编译得到。
    gcc -c test.c
    【写法4】——有点奇怪
    还可以这样写，虽然看起来有点奇怪，但只执行结果却是一样的。makefile文件似乎更喜欢这种方式。
    gcc -c -o test.o test.c

【2】把目标文件链接为可执行文件
    【写法1】
    gcc test.o -o test
    【写法2】——顺序可以颠倒
    顺序可以颠倒，makefile文件似乎更喜欢这种方式。
    gcc -o test test.o

2.编写makefile文件
    【makefile】
    请替换其中的[tab]，并以代码仓库中的makefile文件为主。
# 可执行文件
TARGET = test
# 依赖目标
OBJS = test.o

# 指令编译器和选项
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -std=gnu99

$(TARGET):$(OBJS)
# @echo TARGET:$@
# @echo OBJECTS:$^
 [tab]$(CC) -o $@ $^

clean:
 [tab]rm -rf $(TARGET) $(OBJS)

    【具体说明】
    【1】TARGET=test test为最后可执行文件，linux中的可执行文件就是windows中的exe文件
    【2】OBJS = test.o test.o对应test.c，利用makefile的隐含规则，test.o由test.c编译得到。
    【3】CC=gcc 指定编译器为gcc
    【4】CFLAGS=-Wall -std=gnu99 使能所有警告，指定编译器标准为gnu99
    【5】 $(CC) -o $@ $^ 
            $@和$^为自动化变量，$@指目标文件，此处为可执行文件test，$^指去除重复的依赖文件，此处为test.o
            $(CC) -o $@ $^ 最终变化为 gcc -o test test.o。gcc -o test test.o和【详细步骤】链接部分的指令完全相同。那么makefile和gcc指令便建立了联系。
            可以通过@echo指令在makefile执行过程中打印自动化变量，通过这种方式调试makefile加速错误修正。

    【编译】
    make clean && make
    先执行make clean再执行make生成可执行文件

    【控制台输出】
gcc -Wall -std=gnu99 -c -o test.o test.c
gcc -o test test.o

    【分析】
    若去除-Wall -std=gnu99，那么以上两句简化为
gcc -c -o test.o test.c 和编译过程方法【4】相同
gcc -o test test.o       和执行过程方法【2】相同  
    那么makefile和gcc指令便建立了关系，理解起来也方便多了。          

3.再完善一些
    【makefile】
    请替换其中的[tab]，并以代码仓库中的makefile文件为主
# 可执行文件
TARGET=test
# C文件
SRCS = test.c
# 目标文件
OBJS = $(SRCS:.c=.o)

# 指令编译器和选项
CC=gcc
CFLAGS=-Wall -std=gnu99

$(TARGET):$(OBJS)
#	@echo TARGET:$@
#	@echo OBJECTS:$^
 [tab]$(CC) -o $@ $^

clean:
 [tab]rm -rf $(TARGET) $(OBJS)

%.o:%.c
 [tab]$(CC) $(CFLAGS) -o $@ -c $<
    【变化说明】
    【1】OBJS = $(SRCS:.c=.o) 此处并没有使用GCC的默认规则而重新制定了规则，为以后加入头文件查找路径做准备。
    【2】$<为自动化变量，指第一个目标文件，此处为test.c
            替换变量和自动化变量之后：
            test.o:test.c
            [tab]gcc -Wall -std=gnu99 -o test.o -c test.c

4.总结
    【1】gcc指令执行顺序——先编译目标文件，后链接成可执行文件
    【2】自动化变量
            $@ 当前规则的目标文件
            $< 第一个依赖文件
            $^ 去除重复的所有依赖文件
  


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