Makefile入门_makefile subsystem 和 include

(1)Makefile

makefile规则？

target...:prerequisites...
	command  #每个command签名必须要有一个tab
	...
	...
	
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1. target:目标文件、可执行文件、标签
2. prerequisites:生成这个target所需要的文件或者标签
3. command:就是make需要执行的执行(任意的shell命令)

含义:生成target文件或者标签需要prerequisites所要求的文件或者标签,其生成规则在command中

换句话说:

实例？

target:可以是标签比如clean,可以是中间目标文件比如:utils.0,可以是执行程序比如:edit

把上面的内容保存在**"makefile"或”Makefile“**中;在该目录下 ”make“可以生成edit可执行文件(make不会执行clean后面的命令，clean不是一个文件名字只是一个动作名字);”make clean“ 会执行clean:后面的命令

总结:prerequisites表明了target文件是由哪些依赖文件按照哪些规则command生成更新的，当prerequisites文件的时间大于target说明target需要重新更新了。

make是如何工作的？

几个重要的点:

1. make 时会找到makefile或者Makefile文件中第一个target，并作为最终目标文件。

2. 在生成一个target时会先检查依赖prerequisites是不是存在或者比target旧(即prerequisites对应target中command生成的文件是不是更改了)

3. 如果command部分没有生成任何文件，则检查到该依赖时都会运行该command部分如下:

   some_file:other_file
   	touch some_file
   
   other_file:
   	echo "nothing"
   	
   无论运行多少次make时这个两个target都会运行，因为other_file中没有创建任何文件，如果other_file更改为
   other_file:
   	echo "this will run first"
   	touch other_file
   	
   第一make会运行这两个target,第二次运行make时如果other_file没有更改时则不会重新创建some_file
   	
   以上注意command创建的文件名必须与target一致这样才能追踪到特定的文件，检查文件的修改情况	
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变量？

变量只能是字符串，可以用**:=或者=赋值** ；可以用**$或者$()引用**；可以理解为C语言的宏

多target:

其中$@表示是当前rule的target名;

其他小规则?

Makefile中只有行注释#，如果想在Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义,如:“#”

引用其他Makefile?

在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来. 会把包含的Makefile文件中内容安置在当前的位置。

以上包含的文件会在当前目录下首先寻找，如果当前目录下没有找到，那么，make还会在下面的几个目录中找。

(2)书写规则

书写规则分为两个部分:一个是依赖关系，另一个是生成目标的方法

1. 生成的最终目标:

​ 在一个Makefile文件中有很多规则，但是最终目标只有一个。一般是Makefile文件中的第一个规则的第一个目标作为最终目标

​ **注释:**上面这句话有两个第一个,第一个规则是指Makefile文件从上到下第一个规则，第一个目标是指由于一个规则中可能有多个目标，在多个目标中从左到右数第一个目标

1. 规则举例:

   foo.o:foo.c defs.h # foo模块
   	cc -c -g foo.c
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   解释:

   当依赖关系成立时会运行“cc -c -g foo.c”
   依赖关系成立的条件:foo.o文件不存在 或者 foo.c defs.h文件比foo.o新

   当依赖关系成立后就会执行command部分

2. 书写基本格式:

targets : prerequisites
	command
	...
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targets是文件名，以空格分开，可以使用通配符。如果一行写不下可以用反斜杠""来作为换行符 一个规则告诉Makefile文件之间的依赖关系、如何生成目标文件的命令

3. 在规则文件名中使用通配符:

*:表示匹配零个或多个任意字符

?:表示匹配一个任意字符

[…] : 表示匹配[]中的一个特定字符

如果文件名中存在*,?等字符,可以是用反斜杠\来转义。

​ 举例说明:

 ```makefile
 clean: 
  rm -f *.o
 ## make clean 后会删除所有.o为后缀的所有文件
 
 print: *.c 
  lpr -p $? 
  touch print
 ## 依赖关系是后缀为.c的所有文件
 
 objects = *.o
 ##objects变量就是*.o没有进行展开，可以认为Makefile中的变量是C中的宏
 ```
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4.文件搜寻:

1. Makefile文件中特殊变量"VPATH"可以指明路径去寻找依赖文件和目标文件，否则只会在当前目录中去找寻依赖文件和目标文件

   VPATH=src:../headers
   ## 上面定义了两个文件搜寻目录其中一个是./src和./../headers两个,搜寻优先级:1 ./ 2 ./src 3 ./../headers 目录之间用冒号分隔开
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2. vpath关键字,比特殊变量VPATH更为灵活，它可以指定不同的文件在不同的搜索目录中
   

​ 例子:

vpath %.h ../headers
# 要求make时以.h为后缀的所有文件在目录../headers中搜寻(如果某文件在当前目录没有找到的话)

vpath %.c foo 
vpath % blish 
vpath %.c bar
#make会按照vpath语句的先后顺序来执行搜索
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5.伪目标:

"伪目标"并不是一个文件，只是一个标签，由于“伪目标”不是文件，所以make无法生成它的依赖关系和决定它是否要执行。当然，伪目标的取名不能和文件名重名，不然其就失去了“伪目标”的意义，伪目标的本质是在文件搜索目录中找不到该名字的文件

伪目标地特性:1. 总是被执行 2. 可以通过"make 伪目标名"执行伪目标 3. 伪目标可以有依赖关系，且依赖关系中可以是目标也可以是伪目标.

“.PHONY”来显示地指明一个目标时“伪目标”，想make说明，不管是否有这个文件，这个目标就是“伪目标”

.PHNOY : clean
clean:
	rm *.0 temp
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1. 伪目标中也可以有依赖关系(依赖关系中可以是目标也可以是伪目标),伪目标也可以作为最终目标(但是必须放在makefile文件中的第一个规则)

   all : prog1 prog2 prog3 
   .PHONY : all 
   
   prog1 : prog1.o utils.o 
   cc -o prog1 prog1.o utils.o 
    
   prog2 : prog2.o 
   cc -o prog2 prog2.o 
    
   prog3 : prog3.o sort.o utils.o 
   cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o
   
   ##make all
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2. 可以通过伪目标的方式，不同程度的编译或者说不同程度的执行

   

   make cleanall=>会执行"cleanobj"伪目标和"cleandiff"伪目标以及"rm program"指令

   make cleanobj=>会执行“rm *.o”指令

   make cleandiff=>会执行"rm *.diff"指令

   从而可以根据伪目标名实现不同程度的清理工作。

6.多目标:

Makefile的规则中的目标可以不止一个，其支持多目标，有可能我们的多个目标同时依赖于一个文件，并且其生成的命令大体类似。

(3)书写命令

make一般是使用环境变量SHELL中所定义的系统shell来执行命令。

寻找命令解释器的过程: 1. 首先会在SHELL所指定的路径中找寻命令解释器 2.当前目录下找寻命令解释器 3.会在PATH环境变量中所定义的所有路径中寻找。

1. 显示命令:

通常make会把要执行的命令行在命令执行前输出到屏幕上，当我们用“@”字符在命令行前，那么，这个命令将不会被make显示出来

clean:
	@echo "正在编译xxx模块"

##make clean其结果为
## 正在编译xxx模块
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由于一条指令在执行时会有两个步骤(1.命令行打印 2.命令执行信息)其中 make的参数有

1. "-n"或者“–just-print”那么其只是显示命令，但不会执行命令。
2. “-s”或者"–silent"则是只显示命令执行信息，不显示命令行

2. 命令执行

当依赖条件中的文件新于目标文件或者目标文件不存在时，命令command部分会被执行.

伪目标则命令总是会执行，由于伪目标在搜索目录中总是找不到与伪目标名相同的文件。

如果你要让上一条命令的结果应用在下一条命令时，你应该使用分号分隔这两条命令.

exec:
	cd /home/hchen
	pwd
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如上显示的是当前makefile文件存在的目录

exec:
	cd /home/hchen;pwd
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如上显示的是/home/hchen

3.命令出错

每当命令运行完后，make会检测每个命令的返回码，如果命令返回成功，那么make会执行下一条命令，当规则中所有的命令成功返回后，这个规则就算是成功完成了。只要当一条命令返回码非零时即命令出错，则会中止该规则的命令的继续运行,以及其他规则的继续运行。

为了忽略命令的出错，可以在Makefile的命令行签名加一个减号"-"(在tab键之后)

exec:
        @cd /home/panHY;pwd
        -@rm *.o
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4.嵌套执行make

在一些大的工程中，我们会把我们不同模块或是不同功能的源文件放在不同的目录中，我们可以在每个目录中都书写一个该目录的Makefile.

例子:我们有一个子目录叫subdir,这个目录下有个Makefile文件,来指明了这个目录下文件的编译规则。

总控Makefile可以这样书写:

subsystem:
	cd subdir && ${MAKE}
#进入当前目录的subdir子目录,然后执行make执行
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总控Makefile的变量可以传递到下一级Makefile中，但是不会覆盖下层的Makefile中所定义的变量

当export后面不加任何变量时表示所有的变量都可以传递给下一层.

5. 定义命令包:

如果Makefile中出现一些相同命令序列时，那么我们可以为这些相同的命令序列定义一个变量。

define xxx
yyy
yyyyy
endef 

#引用就是${xxx},引用的方式和引用变量的方式是一样的，所以不要和makefile中的变量c
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(4)使用变量

在Makefile中定义的变量，就像是c/c++语言中的宏一样，他代表了一个文本子串

在makefile中执行的时候其会原模原样地展开在所使用的地方.

1.变量使用地方

变量可以使用在“目标”、“依赖目标”、“命令”或是makefile的其他部分中,变量的命名字可以包含字符、数字、下划线(可以是数字开头),但不应该含有“:”、“#”

2.变量基础

变量在声明时需要给予初值，而在使用时，需要给在变量名前加上**“$“符号，但最好用小括号”（）“或是大括号”{}“把变量**给包括起来。

3.变量中的变量:

其中:=和=的区别

方法1:就是简单的使用”=“号，在”=“左侧是变量，右侧是变量的值。右侧变量的值可以定义在文件的任何一处，也就是说，右侧中的变量不一定非要是已定义好的值。

foo = ${bar}
bar =${ugh}
ugh = Hub?
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方法2：使用”:=“号，则前面的变量不能使用后面的变量，只能使用前面已定义好了的变量。

如何定义一个空格变量?
empty:=
space:=${empty} #end of the line
以上用empty变量表明变量的值开始,而后面采用"#"注释符来表明变量定义的终止。由于在${empty}和"#"之间有一个空格，所以space表示一个空格。
所以
Dir:=/foo/bar   #directory 此时Dir表示的是“/foo/bar   ”
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3.变量高级用法

变量值的替换:${var: a=b }其意思是把变量var中所有以a字串“结尾”的“a”替换成“b”字串。这里结尾的意思是“空格”和“结束符”

foo := a.o b.o c.o
bar := ${foo:.o=.c}
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把变量的值再当成变量

x = y
y = z
a := ${${x}} #引用变量x的值为y,则变量y的值为z所以a的值为z

可以有多层
x = y
y = z
z = u
a:=${${${x}}}
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4.追加变量值:

使用"+="操作符给变量追加值

objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects += another.o

等价于
objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects := ${objects} another.o
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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wJynsbni-1654830456047)((4)]使用变量.assets/image-20220516213402462-16527080440111.png)

5.自动变量

$@: 表示一个规则中的目标文件
$(@D):表示$@的目录
$^:表示一个规则中的所有依赖文件(如果在依赖目标中有多个重复的，那个这个变量会去除重复的依赖目标，只保留一份)
$<:表示一个规则中的第一个依赖文件
$?:表示一个规则中比目标文件要新的依赖文件列表
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例子:如果$@=“dir/foo.o”,那么$(@D)=“dir”,$(@F)=“foo.o”

(5)使用条件变量

可以根据运行时的不同情况选择不同的执行分支。条件表达式可以是比较变量的值、或是变量或常量的值

实例:

foo:${Objects}
ifeq (${CC},gcc)
	$(CC) -o foo $(objects) $(libs_for_gcc)
else
	$(CC) -o foo $(objects) $(normal_libs)
endif
目标"foo"可以根据变量“$(cc)”值来选取不同的函数库来编译程序
我们可以从上面的示例中看到三个关键字:ifeq、else和endif
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语法:

<conditional-directive>
<text-if-true>
endif
以及
<conditional-directive>
	<text-if-true>
else
	<text-if-false>
endif
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其中中有四个关键字ifeq、ifneq、ifdef以及ifndef

ifeq ( , )表示两个值是否相等

ifneq( , )表示两个值是否不相等

ifdef :如果变量的值非空，那到表达式为真。否则，表达式为假。

但是一般常用ifeq来判断变量是否为空由于如下例子中虽然foo的值为空但是由于将bar赋值给foo所以输出yes即判断foo不为空

ifndef :与ifdef相反

bar = 
foo = $(bar) 
ifdef foo 
	frobozz = yes 
else 
	frobozz = no 
endif
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(6)使用函数

在Makefile中可以使用函数来处理变量，函数调用后，函数的返回值可以当作变量来使用

1.函数调用语法:

$(<function><arguments>)或者${ }

<function>是函数名,<arguments>是函数的参数，之间用“,”分隔，函数名和参数之间用“空格”分隔。
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2.字符串处理函数:

1. 
$(subst <from>,<to>,<text>)
名称:字符串替换函数-subst
功能:把字串<text>中的<from>字符串替换成<to>
返回:函数返回被替换后的字符串
$(subst ee,EE,feet on the street)
返回结果:fEEt on the strEEt

2. 
$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)
名称:模式字符串替换函数--patsubst
功能:查找<text>中的单词是否符合模式<pattern>,如果匹配的话，则以<replacement>替换。
	单词:一个字符串中以空格、Tab、换行、回车分隔的子串。
	<pattern>:中可以使用通配符，<pattern>可以包括通配符“%”，表示任意长度的字串。如果<replacement>中也包含“%”，那么，<replacement>中的这		个“%”将是<pattern>中的那个“%”所代表的字串。（可以用“\”来转义，以“\%”来表示真实含义的“%”字符)
$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)
把“x.c.c bar.c”符合模式[%.c]的单词替换成[%.o],所以返回结果为"x.c.o bar.o"

3.
$(strip <string>)
名称:去空格函数--strip
功能:去掉<string>字符串中开头和结尾的空字符
返回:返回被去掉空格的字符串值
$(strip a b c )返回为"a b c"

4.
$(sort <list>)
名称:排序函数--sort
功能:给字符串<list>中的单词排序(升序)
返回:返回排序后的字符串(会去掉<list>中相同的单词)
$(sort foo bar lose)返回“bar foo lose”

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$(wordlist ,, )

3. origin函数

origin函数不像其他的函数，他并不操作变量的值。他只是告诉你你的这个变量是哪里来的

$(origin ) 其中是变量的名字，不应该是引用。

4.shell函数

shell函数也不像其他的函数。顾名思义，它的参数应该就是操作系统shell的命令。它和反引号“`”是相同的功能。这就是说，shell函数把执行操作系统命令后的输出作为函数返回。

（7）make的运行

一般来说，最简单的就是直接再命令行下输入make命令，make命令会找当前目录makefile来执行。

但也有时你也许只想让 make 重编译某些文件，而不是整个工程，而又有的时候你有几套编译规则

1.make的退出码:

2.指定Makefile:

默认情况下GNU make是在当前目录下依次找三个文件–“GNUmakefile”,“makefile”,“Makefile”。

当然我们也可以给makefile文件指定特殊的名字。要达到这个功能，我们要使用make的“-f”或者“–file”参数

3.指定makefile目标:

一般来说，make的最终目标是makefile中的第一个目标(makefile文件中从上到下第一个规则，规则中的从左到右的第一个目标)，而其他目标一般是由这个目标连带出来的。

可以根据make命令后直接跟目标的名字，就**可以完成你所指定的目标。**make的环境变量叫"MAKECMDGOALS",这个变量中会存放你所指定的终极目标的列表。

4.参照规则来写makefile中的目标:

"all:"这个伪目标是所有目标的目标，其功能一般是编译所有的目标。

“clean:”这个伪目标功能是删除所有被make创建的文件。

本博客根据《跟我一起学makefile》而做的学习笔记，只限于学习之用