Linux--Makefile使用_linux内核中的makefile以及与makefile直接相关的文件

注：本文系湛江市岭南师范学院物联网俱乐部原创部分训练计划，转载请保留声明。

前言

 今天是我闭关的第31天，离秋招更进一步了，加油！今天给大家带来Makefile，或许很多Winodws 的程序员都不知道这个东西，因为那Windows 的IDE都为你做了这个工作，但我觉得要作一个好的和 professional 的程序员，makefile 还是要懂。在Linux 下的软件编译，你就不能不自己写makefile 了，会不会写makefile，从一个侧面说明了一个人是否具备完 成大型工程的能力。
 makefile 关系到了整个工程的编译规则。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，甚至于进行更复杂的功能操作，因为makefile 就像一个Shell 脚本一样，其中也可以执行操作系统的命令。
 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。

一、总体介绍

1.1 配置系统的基本结构

 Linux内核的配置系统由三个部分组成，分别是：
  ①Makefile：分布在 Linux 内核源代码中的 Makefile，定义 Linux 内核的编译规则；
  ②配置文件（config.in）：给用户提供配置选择的功能；
  ③配置工具：包括配置命令解释器（对配置脚本中使用的配置命令进行解释）和配置用户界面（提供基于字符界面、基于 Ncurses 图形界面以及基于 Xwindows 图形界面的用户配置界面，各自对应于 Make config、Make menuconfig 和 make xconfig）。

1.2 Makefile 概述

  Makefile 的作用是根据配置的情况，构造出需要编译的源文件列表，然后分别
编译，并把目标代码链接到一起，最终形成 Linux 内核二进制文件。

  由于 Linux 内核源代码是按照树形结构组织的，所以 Makefile 也被分布在目
录树中。Linux 内核中的 Makefile 以及与 Makefile 直接相关的文件有makefile：
顶层 Makefile，是整个内核配置、编译的总体控制文件。.config：内核配置文
件，包含由用户选择的配置选项，用来存放内核配置后的结果（如 make config）。
arch/*/Makefile：位于各种 CPU 体系目录下的 Makefile，如 arch/arm/Makefile，
是针对特定平台的 Makefile。各个子目录下的 Makefile：比如 drivers/Makefile，负责所在子目录下源代码的管理。

  Rules.make：规则文件，被所有的 Makefile 使用。用户通过 make config 配置
后，产生了 .config。顶层 Makefile 读入 .config 中的配置选择。顶层 Makefile
有两个主要的任务：产生 vmlinux 文件和内核模块（module）。为了达到此目的，
顶层 Makefile 递归的进入到内核的各个子目录中，分别调用位于这些子目录中的 Makefile。
  至于到底进入哪些子目录，取决于内核的配置。在顶层 Makefile 中，有一句：include arch/$(ARCH)/Makefile，包含了特定 CPU 体系结构下的 Makefile，这
Makefile 中包含了平台相关的信息位于各个子目录下的 Makefile 同样也根据 .config 给出的配置信息，构造出当前配置下需要的源文件列表，并在文件的最后有 include $(TOPDIR)/Rules.make。
Rules.make 文件起着非常重要的作用，它定义了所有 Makefile 共用的编译规则。比如，如果需要将本目录下所有的 c 程序编译成汇编代码，需要在 Makefile 中有以下的编译规则：
	%.s: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) -S $< -o $@
有很多子目录下都有同样的要求，就需要在各自的 Makefile 中包含此编译
规则，这会比较麻烦。而 Linux 内核中则把此类的编译规则统一放置到 
Rules.make 中，并在各自的 Makefile 中包含进了 Rules.make（include 
Rules.make），这样就避免了在多个 Makefile 中重复同样的规则。
对于上面的例子，在 Rules.make 中对应的规则为：
	%.s: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) $(CFLAGS_$(*F)) $(CFLAGS_$@) -S $< -o $@
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二、Makefile详解

2.1 Makefile文件编写规范

目标：依赖文件                               
 $^  代表所有依赖文件
 $@  代表所有目标文件
 $<  代表第一个依赖文件
 %   代表通配符
 @指令：屏蔽指令
定义变量（变量大写）
变量名=值1 值2 ...
使用变量 $(变量名)
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2.2 Makefile通用框架

#以'#'开头的行表示注释
#定义变量VAR，强制赋值为app
VAR=test 
#在VAR之前定义的值后面再追加app这个值，这时该变量值扩展为testapp 
VAR+=app 
#如果之前VAR没有被定义，则定义并使用testapp；否则使用之前的值。
VAR?=testapp 
# 第一条目标为总的目标,
# 依赖可以是文件(目录)或为其他目标
# 动作可以是Linux命令，动作的那一行必须以TAB键开头
target: depend1 depend2 depend3 ... 
[TAB] action1 
[TAB ] action2 
target1: 
[TAB] action1 
[TAB] action2 
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2.3 Makefile源码展示

事例：

假设我们有很多个文件（fun1.c fun2.c fun3.c main.h）
假设最后我们就想得到main一个文件
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初级版：

.PHONY : clean

main : fun1.o fun2.o fun3.o main.o
    gcc -g fun1.o fun2.o fun3.o main.o -o main
fun1.o : fun1.c main.h
    gcc -Wall -c -g -o fun1.o
fun2.o : fun2.c main.h
    gcc -Wall -c -g -o fun2.o
fun3.o : fun3.c main.h
    gcc -Wall -c -g -o fun3.o

clean :
    rm -rf *.o

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升级版：

.PHONY : clean

FM=fun1.o fun2.o fun3.o main.o

main : $(FM)
    (前面一个tab键)gcc -g $^ -o $@
%.c : %.o
    (前面一个tab键)gcc -c -g - Wall $< -o $@
clean :
    (前面一个tab键)rm -rf *.o

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展示图：

三、总结

Makefile是在Linux开发中经常用到的，曾经在学驱动开发的时候，深有体会，望大家努力学好！