6. 使用Makefile控制编译

关于Makefile的详细使用可参考《跟我一起写Makefile》一书或GNU官方的make说 明文档：https://www.gnu.org/software/make/manual，本章仅以示例对Makefile的基础语法进行讲解。

LubanCat-sg200x系列板卡出厂并没有自带Makefile工具，需要我们自行下载安装

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sudo apt install make

本章的示例代码目录为：base_linux/makefile/

6.1. Makefile小实验

为了直观地演示Makefile的作用，我们使用一个示例进行讲解，首 先使用编辑器创建一个名为“Makefile”的文件，输入如下代码并保存，其中使用“#”开头的 行是注释，自己做实验时可以不输入，另外要注意在“ls -lh”、”touch test.txt”等命令前要使用Tab键，不能使用空格代替。

base_linux/makefile/test1/Makefile
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#Makefile格式
#目标:依赖的文件或其它目标
#Tab 命令1
#Tab 命令2
#第一个目标，是最终目标及make的默认目标
#目标a，依赖于目标targetc和targetb
#目标要执行的shell命令 ls -lh，列出目录下的内容
targeta: targetc targetb
     ls -lh
#目标b，无依赖
#目标要执行的shell命令，使用touch创建test.txt文件
targetb:
     touch test.txt
#目标c，无依赖
#目标要执行的shell命令，pwd显示当前路径
targetc:
     pwd
#目标d，无依赖
#由于abc目标都不依赖于目标d，所以直接make时目标d不会被执行
#可以使用make targetd命令执行
targetd:
     rm -f test.txt

这个Makefile文件主要是定义了四个目标 操作，先大致了解它们的关系：

  • targeta：这是Makefile中的第一个目标代号，在符号“:”后 面的内容表示它依赖于targetc和targetb目标，它自身的命令为“ls -lh”，列出当前目录下的内容。

  • targetb：这个目标没有依赖其它内容，它要执行的命令为“touch test.txt”，即创建一个test.txt文件。

  • targetc：这个目标同样也没有依赖其它内容，它要执行的命令为“pwd”，就是简单地显示当前的路径。

  • targetd：这个目标无依赖其它内容，它要执行的命令为“rm -f test.txt”，删除 目录下的test.txt文件。与targetb、c不同的是，没有任何其它目标依赖于targetd，而且 它不是默认目标。

下面使用这个Makefile执行各种make命令，对比不同make命令的输出，可以清楚地了解Makefile的机制。 在主机Makefile所在的目录执行如下命令：

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#在主机上Makefile所在的目录执行如下命令
#查看当前目录的内容
ls

#执行make命令，make会在当前目录下搜索“Makefile”或“makefile”，并执行
make

#可看到make命令后的输出，它执行了Makefile中编写的命令

#查看执行make命令后的目录内容，多了test.txt文件
ls

#执行Makefile的targetd目标，并查看，少了test.txt文件
make targetd
ls

#执行Makefile的targetb目标，并查看，又生成了test.txt文件
make targetb
ls

#执行Makefile的targetc目标
make targetc
未找到图片02|

上图中包含的原理说明如下：

make命令：

  • 在终端上执行make命令时，make会在当前目录下搜索名为“Makefile”或“makefile”的文件，然后 根据该文件的规则解析执行。如果要指定其它文件作为输入规则，可以通过“-f”参数指定输 入文件，如“make -f 文件名”。

  • 此处make命令读取我们的Makefile文件后，发现targeta是Makefile的第一个目标，它会被当成默认目标执行。

  • 又由于targeta依赖于targetc和targetb目标，所以在执行targeta自身的命令之前，会先去完成targetc和targetb。

  • targetc的命令为pwd，显示了当前的路径。

  • targetb的命令为touch test.txt ，创建了test.txt文件。

  • 最后执行targeta自身的命令ls -lh ，列出当前目录的内容，可看到多了一个test.txt文件。

make targetd 、make targetb、make targetc命令：

  • 由于targetd不是默认目标，且不被其它任何目标依赖，所以直接make的时 候targetd并没有被执行，想要单独执行Makefile中的某个目标，可以使用”make 目标 名“的语法，例如上图中分别执行了”make targetd“ 、”make targetb“ 和”make targetc“指令，在执行”make targetd”目标时，可看到它的命令rm -f test.txt被执行，test.txt文件被删除。

从这个过程，可了解到make程序会根据Makefile中描述的目标与依赖关系，执行达成目标需要的shell命令。简单来说，Makefile就是用来指导make程序如何干某些事情的清单。

6.2. 使用Makefile编译程序

6.2.1. 使用GCC编译多个文件

接着我们使用Makefile来控制程序的编译，为方便说明，先把前面章节 的hello.c程序分开成三个文件来写，分别为hello_main.c主文件，hello_func.c函数文 件，hello_func.h头文件，其内容如下代码所示，

base_linux/makefile/test2/hello_main.c
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#include "hello_func.h"

int main()
{
    hello_func();
    return 0;
}
base_linux/makefile/test2/hello_func.c
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#include <stdio.h>
#include "hello_func.h"

void hello_func(void)
{
    printf("hello, world! This is a C program.\n");
    for (int i=0; i<10; i++ ) {
        printf("output i=%d\n",i);
    }
}
base_linux/makefile/test2/hello_func.h
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void hello_func(void);

也就是说hello_main.c的main主函数调用了hello_func.c文件的打 印函数，而打印函数在hello_func.h文件中声明，在复杂的工程中这是常见的程序结构。

如果我们直接使用GCC进行编译，需要使用如下命令：

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#在主机上示例代码目录执行如下命令
#注意最后的"-I ."包含名点"."
gcc -o hello_main hello_main.c hello_func.c -I .

#运行生成的hello_main程序
./hello_main
未找到图片03|

相对于基础的hello.c编译命令，此处主要是增加了输入的文件 数量，如“hello_main.c”、“hello_func.c”，另外新增的“-I .”是告诉编 译器头文件路径，让它在编译时可以在“.”（当前目录）寻找头文件，其实不加”-I .”选项也是能正常编译通过的，此处只是为了后面演示Makefile的相关变量。

6.2.2. 使用Makefile编译

可以想像到，只要把gcc的编译命令按格式写入到Makefile，就能直接 使用make编译，而不需要每次手动直接敲gcc编译命令。

操作如下使用编辑器在hello_main.c所在的目录新建一个名为“Makefile”的文件，并 输入如下内容并保存。

base_linux/makefile/test2/Makefile
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#Makefile格式
#目标:依赖
#Tab 命令1
#Tab 命令2
#默认目标
#hello_main依赖于hello_main.c和hello_func.c文件
hello_main: hello_main.c hello_func.c
	gcc -o hello_main hello_main.c hello_func.c -I .


#clean目标，用来删除编译生成的文件
clean:
	rm -f *.o hello_main

该文件定义了默认目标hello_main用于编译程序，clean目标用于删除 编译生成的文件。特别地，其中hello_main目标名与gcc编译生成的文件名”gcc -o hello_main”设置成一致了，也就是说，此处的目标hello_main在Makefile看来，已经是 一个目标文件hello_main。

这样的好处是make每次执行的时候，会检查hello_main文件和依赖 文件hello_main.c、hello_func.c的修改日期，如果依赖文件的修改日期比hello_main文件的 日期新，那么make会执行目标其下的Shell命令更新hello_main文件，否则不会执行。

请运行如下命令进行实验：

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#在主机上Makefile所在的目录执行如下命令
#若之前有编译生成hello_main程序，先删除

rm hello_main
ls

#使用make根据Makefile编译程序
make
ls

#执行生成的hello_main程序
./hello_main

#再次make，会提示hello_main文件已是最新
make

#使用touch命令更新一下hello_func.c的时间
touch hello_func.c

#再次make，由于hello_func.c比hello_main新，所以会再编译
make
ls
未找到图片04|

如上图所示，有了Makefile后，我们实际上只需要执行一下make命令就可以完成 整个编译流程。

图中还演示了make会对目标文件和依赖进行更新检查，当依赖文件 有改动时，才会再 次执行命令更新目标文件。

6.3. 目标与依赖

下面我们再总结一下Makefile中跟目标相关的语法：

[目标1]：[依赖]

[命令1]

[命令2]

[目标2]：[依赖]

[命令1]

[命令2]

  • 目标：指make要做的事情，可以是一个简单的代号，也可以是目标文件，需要顶格 书写，前面不能有空格或Tab。一个Makefile可以有多个目标，写在最前面的第一 个目标，会被Make程序确立为 “默认目标”，例如前面的targeta、hello_main。

  • 依赖：要达成目标需要依赖的某些文件或其它目标。例如前面的targeta依赖 于targetb和targetc，又如在编译的例子中，hello_main依赖于hello_main.c、hello_func.c源文 件，若这些文件更新了会重新进行编译。

  • 命令1，命令2…命令n：make达成目标所需要的命令。只有当目标不存在或依赖 文件的修改时间比目标文件还要新时，才会执行命令。要特别注意命令的开头要用“Tab”键，不能 使用空格代替，有的编辑器会把Tab键自动转换成空格导致出错，若出现这种情况请检查自己的编辑器配置。

6.4. 伪目标

前面我们在Makefile中编写的目标，在make看来其实都是目标文件，例如make在执行 的时候由于在目录找不到targeta文件，所以每次make targeta的时候，它都会去执行targeta的命令，期待执行后能得到名为targeta的 同名文件。如果目录下真的有targeta、targetb、targetc的文件，即假如目标文件和依 赖文件都存在且是最新的，那么make targeta就不会被正常执行了，这会引起误会。

为了避免这种情况，Makefile使用“.PHONY”前缀来区分目标代号和目标文件，并且这种目 标代号被称为“伪目标”，phony单词翻译过来本身就是假的意思。

也就是说，只要我们不期待生成目标文件，就应该把它定义成伪目标，前面的演示代码 修改如下。

修改test1的Makefile
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#使用.PHONY表示targeta是个伪目标
.PHONY:targeta
#目标a，依赖于目标targetc和targetb
#目标要执行的shell命令 ls -lh，列出目录下的内容
targeta: targetc targetb
	ls -lh

#使用.PHONY表示targetb是个伪目标
.PHONY:targetb
#目标b，无依赖
#目标要执行的shell命令，使用touch创建test.txt文件
targetb:
	touch test.txt

#使用.PHONY表示targetc是个伪目标
.PHONY:targetc
#目标c，无依赖
#目标要执行的shell命令，pwd显示当前路径
targetc:
	pwd

#使用.PHONY表示targetd是个伪目标
.PHONY:targetd
#目标d，无依赖
#由于abc目标都不依赖于目标d，所以直接make时目标d不会被执行
#可以使用make targetd命令执行
targetd:
	rm -f test.txt

  • 在test2的Makefile上添加.PHONY

base_linux/makefile/test3/Makefile
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#默认目标
#hello_main依赖于hello_main.c和hello_func.c文件
hello_main: hello_main.c hello_func.c
	gcc -o hello_main hello_main.c hello_func.c -I .
#clean伪目标，用来删除编译生成的文件
.PHONY:clean
clean:
	rm -f *.o hello_main

GNU组织发布的软件工程代码的Makefile，常常会有类似以上代码中定义的clean伪目标，用于清 除编译的输出文件。常见 的还有“all”、“install”、“print”、“tar”等分别用于编译所有内容、安装已 编译好的程序、列出被修改的文件及打包成tar文件。虽然并没有固定的要求伪目标必须用这些 名字，但可以参考这些习惯来编写自己的Makefile。

如果以上代码中不写“.PHONY:clean”语句，并且在目录下创建一个名为clean的文件，那么当 执行“make clean”时，clean的命令并不会被执行，感兴趣的可以亲自尝试一下。

6.5. 默认规则

在前面《GCC编译过程》章节中提到整个编译过程包含如下图中的步骤，make在执行时也是 使用同样的流程，不过在Makefile的实际应用中，通常会把编译和最终的链接过程分开。

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也就是说，我们的hello_main目标文件本质上并不是依赖hello_main.c和hello_func.c文件，而是依 赖于hello_main.o和hello_func.o，把这两个文件链接起来就能得到我们最终想要的hello_main目 标文件。另外，由于make有一条默认规则，当找不到xxx. o文件时，会查找目录下的同名xxx.c文件进行编译。根据这样 的规则，我们可把Makefile改修改如下。

base_linux/makefile/test4/Makefile
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#Makefile格式
#目标文件:依赖的文件
#Tab 命令1
#Tab 命令2
hello_main: hello_main.o hello_func.o
	gcc -o hello_main hello_main.o hello_func.o
#以下是make的默认规则，下面两行可以不写
#hello_main.o: hello_main.c
# gcc -c hello_main.c

#以下是make的默认规则，下面两行可以不写
#hello_func.o: hello_func.c
# gcc -c hello_func.c

以上代码的第5~6行把依赖文件由C文件改成了.o文件，gcc编译命令也做 了相应的修改。第8~13行分别是hello_main.o文件和hello_func.o文件的依赖和 编译命令，不过由于C编译成同名的.o文件是make的默认规则，所以这部分内容通常不会写上去。

使用修改后的Makefile编译结果如下图所示。

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从make的输出可看到，它先执行了两条额外的“cc”编译命令，这是由make默认规则执 行的，它们把C代码编译生成了同名的.o文件，然后make根据Makefile的命令链接这两 个文件得到最终目标文件hello_main。

6.6. 使用变量

使用C自动编译成*.o的默认规则有个缺陷，由于没有显式地表示*.o依赖于.h头文 件，假如我们修改了头文件的内容，那么*.o并不会更新，这是不可接受的。并且默认 规则使用固定的“cc”进行编译，假如我们想使用ARM-GCC进行交叉编译，那么系统默 认的“cc”会导致编译错误。

要解决这些问题并且让Makefile变得更加通用，需要引入变量和分支进行处理。

6.6.1. 基本语法

在Makefile中的变量，有点像 C语言的宏定义，在引用变量的地方使用变量 值进行替换。变量的命名可以包含字符、数字、下划线，区分大小写，定义变量的方式有以下四种：

  • “=” ：延时赋值，该变量只有在调用的时候，才会被赋值

  • “:=” ：直接赋值，与延时赋值相反，使用直接赋值的话，变量的值定义时就已经确定了。

  • “?=” ：若变量的值为空，则进行赋值，通常用于设置默认值。

  • “+=” ：追加赋值，可以往变量后面增加新的内容。

当我们想使用变量时，其语法如下：

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$(变量名)

下面通过一个实验来讲解这四种定义方式，对于后两种赋值方式 比较简单，主要思考延时赋值和直接赋值的差异，实验代码如下所示。

base_linux/makefile/test5/Makefile
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VAR_A = FILEA
VAR_B = $(VAR_A)
VAR_C := $(VAR_A)
VAR_A += FILEB
VAR_D ?= FILED
.PHONY:check
check:
	@echo "VAR_A:"$(VAR_A)
	@echo "VAR_B:"$(VAR_B)
	@echo "VAR_C:"$(VAR_C)
	@echo "VAR_D:"$(VAR_D)

这里主要关心VAR_B和VAR_C的赋值方式，实验结果如下图所示。执行完make命令 后，只有VAR_C是FILEA。这是因为VAR_B采用的延时赋值，只有当调用时，才会进行 赋值。当调用VAR_B时，VAR_A的值已经被修改为FILEA FILEB，因此VAR_B的变量值也就等于FILEA FILEB。

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6.6.2. 改造默认规则

接下来使用变量对前面hello_main的Makefile进行大改造，如下所示。

base_linux/makefile/test6/Makefile
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#定义变量
CC=gcc
CFLAGS=-I.
DEPS = hello_func.h

#目标文件
hello_main: hello_main.o hello_func.o
	$(CC) -o hello_main hello_main.o hello_func.o

#*.o文件的生成规则
%.o: %.c $(DEPS)
	$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)

#伪目标
.PHONY: clean
clean:
	rm -f *.o hello_main

  • 代码的1~4行：分别定义了CC、CFLAGS、DEPS变量，变量的值就是等号右 侧的内容，定义好的变量可通过”$(变量名)”的形式引用，如后面 的”$(CC)”、”$( CFLAGS)”、”$(DEPS)”等价于定义时赋予的变量值”gcc”、”-I.”和”hello_func.h”。

  • 代码的第8行：使用$(CC)替代了gcc，这样编写的Makefile非常容易更换 不同的编译器，如要进行交叉编译，只要把开头的编译器名字修改掉即可。

  • 代码的第11行：”%”是一个通配符，功能类似”*”，如”%.o”表示所 有以”.o”结尾的文件。所以”%.o:%.c”在本例子中等价 于”hello_main.o: hello_main.c”、”hello_func.o: hello_func.c”，即等价于o文件依赖于c文件的默认规则。不过这行代码后面的”$(DEPS)”表示它除了 依赖c文件，还依赖于变量”$(DEPS)”表示的头文件，所以当头文件修改的话，o文件也会被重新编译。

  • 代码的第12行：这行代码出现了特殊的变量”$@”，”$<”，可理解为Makefile文件保 留的关键字，是系统保留的自动化变量，”$@”代表了目标文件，”$<”代表了第一个依赖 文件。即”$@”表示”%.o”，”$<”表示”%.c”，所以，当第11行的”%”匹配的字符为”hello_func”的话，第1 2行代码等价于：

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#当"%"匹配的字符为"hello_func"的话：
$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)
#等价于：
gcc -c -o hello_func.o func_func.c -I .

也就是说makefile可以利用变量及自动化变量，来重写.o文件的默认生成 规则，以及增加头文件的依赖。

6.6.3. 改造链接规则

与*.o文件的默认规则类似，我们也可以使用变量来修改生成最终目标 文件的链接规则，具体参考如下代码。

base_linux/makefile/test7/Makefile
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#定义变量
TARGET = hello_main
CC = gcc
CFLAGS = -I.
DEPS = hello_func.h
OBJS = hello_main.o hello_func.o

#目标文件
$(TARGET): $(OBJS)
	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)

#*.o文件的生成规则
%.o: %.c $(DEPS)
	$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)

#伪目标
.PHONY: clean
clean:
	rm -f *.o hello_main

这部分说明如下：

  • 代码的第2行：定义了TARGET变量，它的值为目标文件名hello_main。

  • 代码的第6行：定义了OBJS变量，它的值为依赖的各个o文件，如hello_main.o、hello_func.o文件。

  • 代码的第9行：使用TARGET和OBJS变量替换原来固定的内容。

  • 代码的第10行：使用自动化变量“$@”表示目标文件“$(TARGET)”，使用自动化变量“$^”表示所有的依赖文件即“$(OBJS)”。

也就是说以上代码中的Makefile把编译及链接的过程都通过变量表示出来了，非常通用。 使用这样的Makefile可以针对不同的工程直接修改变量的内容就可以使用。

6.6.4. 其它自动化变量

Makefile中还有其它自动化变量，此处仅列出方便以后使用到的时候进行查阅，见下表。

表 自动化变量

符号

意义

$@

匹配目标文件

$%

与$@类似，但$%仅匹配“库”类型的目标文件

$<

依赖中的第一个目标文件

$^

所有的依赖目标，如果依赖中有重复的，只保留一份

$+

所有的依赖目标，即使依赖中有重复的也原样保留

$?

所有比目标要新的依赖目标

6.7. 使用函数

在更复杂的工程中，头文件、源文件可能会放在二级目录，编译生成的*.o或 可执行文件也放到专门的编译输出目录方便整理，如下图所示。示例中*.h头文件 放在includes目录下，*.c文件放在sources目录下，编译输出存 放在build中。

实现这些复杂的操作通常需要使用Makefile的函数。

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6.7.1. 函数格式及示例

在Makefile中调用函数的方法跟变量的使用 类似，以“$()”或“${}”符号包含函数名和参数，具体语法如下：

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$(函数名 参数)
#或者使用花括号
${函数名 参数}

下面以常用的notdir、patsubst、wildcard函数为例 进行讲解，并且示例中都是我们后面Makefile中使用到的内容。

6.7.1.1. notdir函数

notdir函数用于去除文件路径中的目录部分。它的格式如下：

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$(notdir 文件名)

例如输入参数“./sources/hello_func.c”，函数执行后 的输出为“hell_func.c”，也就是说它会把输入中的“./sources/”路径部分去掉，保留 文件名。使用范例如下：

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#以下是范例
$(notdir ./sources/hello_func.c)

#上面的函数执行后会把路径中的“./sources/”部分去掉，输出为： hello_func.c

6.7.1.2. wildcard函数

wildcard函数用于获取文件列表，并使用空格分隔开。它的格式如下：

$(wildcard 匹配规则)

例如函数调用 $(wildcard *.c) ，函数执行后会把当前目录的所 有c文件列出。假设我们在上图中的Makefile目录下执行该函数，使用范例如下：

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#在sources目录下有hello_func.c、hello_main.c、test.c文件
#执行如下函数
$(wildcard sources/*.c)
#函数的输出为：
sources/hello_func.c sources/hello_main.c sources/test.c

6.7.1.3. patsubst函数

patsubst函数功能为模式字符串替换。它的格式如下：

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$(patsubst 匹配规则, 替换规则, 输入的字符串)

当输入的字符串符合匹配规则，那么使用替换规则来替换字符串，当匹配规则中有“%”号时，替换规 则也可以例程“%”号来提取“%”匹配的内容加入到最后替换的字符串中。有点抽象，请直接阅读以下示例：

#执行如下函数

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$(patsubst %.c, build_dir/%.o, hello_main.c )
#函数的输出为：
build_dir/hello_main.o
#执行如下函数
$(patsubst %.c, build_dir/%.o, hello_main.xxx )
#由于hello_main.xxx不符合匹配规则"%.c"，所以函数没有输出

第一个函数调用中，由于“hello_main.c”符合“%.c”的匹配规则（%在Makefile中的类似于*通配符），而且“%”从“hello_main.c”中提取出了“hello_main”字符，把这部分内容放到替换规则“build_dir/%.o”的“%”号中，所以最终的输出为”build_di r/hello_main.o”。

第二个函数调用中，由于由于“hello_main.xxx”不符合“%.c”的匹配规则，“.xxx”与“.c”对不上，所以不会进行替换，函数直接返回空的内容。

6.7.2. 多级结构工程的Makefile

接下来我们使用上面三个函数修改我们的Makefile，以适应包含多级目录的工程，修改后的内容如下所示。

base_linux/makefile/test8/Makefile
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#定义变量
TARGET = hello_main
#存放中间文件的路径
BUILD_DIR = build
#存放源文件的文件夹
SRC_DIR = sources
#存放头文件的文件夹
INC_DIR = includes .
#源文件
SRCS = $(wildcard $(SRC_DIR)/*.c)
#目标文件（*.o）
OBJS = $(patsubst %.c, $(BUILD_DIR)/%.o, $(notdir $(SRCS)))
#头文件
DEPS = $(wildcard $(INC_DIR)/*.h)
#指定头文件的路径
CFLAGS = $(patsubst %, -I%, $(INC_DIR))

#目标文件
$(BUILD_DIR)/$(TARGET): $(OBJS)
	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)

#*.o文件的生成规则
$(BUILD_DIR)/%.o: $(SRC_DIR)/%.c $(DEPS)

#创建一个编译目录，用于存放过程文件
#命令前带“@”,表示不在终端上输出
	@mkdir -p $(BUILD_DIR)
	$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)

#伪目标
.PHONY: clean cleanall

#删除输出文件夹
clean:
	rm -rf $(BUILD_DIR)
      
#全部删除
cleanall:
	rm -rf $(BUILD_DIR)

注意这个Makefile文件需要配合前面上图中的工程结构，否则即使Makefile写对了编译也会错误，因为 目录对不上。具体可以直接参考我们示例代码“step5”中的内容。修改后的Makefile文件分析如下：

  • 代码的4~8行：定义了变量BULID_DIR、SRC_DIR、INC_DIR分别赋值为工程的编译输出路径build、 源文件路径sources以及头文件路径includes和当前目录“.”。

  • 代码的第10行：定义了变量SRCS用于存储所有需要编译的源文件，它的值为wildcard函 数的输出，本例子中该函数的输出为“sources/hello_func.c sources/hello_main.c sources/test.c”。

  • 代码的第12行：定义了OBJS变量用于存储所有要生成的的.o文件，它的值为patsubst函数 的输出，本例子中该函数是把所有c文件名替换为同名的.o文件，并添加build目录，即函数的输 出为”build/hello_func.o build /hello_main.o build /test.o”。

  • 代码的第14行：与SRCS变量类似，定义一个DEPS变量存储所有依赖的头文件，它的值为wildcard函 数的输出，本例子中该函数的输出为“includes/hello_func.h ”。

  • 代码的第16行：定义了CFLAGS变量，用于存储包含的头文件路径，它的值为patsubst函数的 输出，本例子中该函数是把includes目录添加到“-I”后面，函数的输出为“-Iincludes”。

  • 代码的第19行：相对于之前的Makefile，我们在$(TARGET)前增加了$(BUILD_DIR)路径，使得最终的可执行程序放在build目录下。

  • 代码的第23行：与上面类似，给.o目标文件添加$(BUILD_DIR)路径。

  • 代码的第27行：在执行编译前先创建build目录，以存放后面的.o文件，命令前的“@”表示执行该命令时不在终端上输出。

  • 代码的第34行：rm删除命令也被修改成直接删除编译目录$(BUILD_DIR)。

  • 代码的38-39行：增加了删除所有架构编译目录的伪目标cleanall。

使用该Makefile时，直接在Makefile的目录执行make即可：

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#使用tree命令查看目录结构
#若提示找不到命令，使用 sudo apt install tree安装
tree

#编译
make

如下图:

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6.8. 使用分支

如果没有PC上的linux,可以跳过本节内容或者学习一下分支的语法。

为方便直接切换GCC编译器，我们还可以使用条件分支增加切换编译器 的功能。在Makefile中的条件分支语法如下：

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ifeq(arg1, arg2)
分支1
else
分支2
endif

分支会比较括号内的参数“arg1”和“arg2”的值是否相 同，如果相同，则为真，执行分支1的内容，否则的话，执行分支2 的内容，参 数arg1和arg2可以是变量或者是常量。

使用分支切换GCC编译器的Makefile如下所示。(在pc上使用)

base_linux/makefile/test9/Makefile
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#定义变量
#ARCH默认为x86，使用gcc编译器，
#否则使用arm编译器
ARCH ?= x86
TARGET = hello_main

#存放中间文件的路径
BUILD_DIR = build_$(ARCH)
#存放源文件的文件夹
SRC_DIR = sources
#存放头文件的文件夹
INC_DIR = includes .

#源文件
SRCS = $(wildcard $(SRC_DIR)/*.c)
#目标文件（*.o）
OBJS = $(patsubst %.c, $(BUILD_DIR)/%.o, $(notdir $(SRCS)))
#头文件
DEPS = $(wildcard $(INC_DIR)/*.h)

#指定头文件的路径
CFLAGS = $(patsubst %, -I%, $(INC_DIR))

#根据输入的ARCH变量来选择编译器
#ARCH=x86，使用gcc
#ARCH=arm，使用arm-gcc
ifeq ($(ARCH),x86)
CC = gcc
else
CC = aarch64-linux-gnu-gcc
endif

#目标文件
$(BUILD_DIR)/$(TARGET): $(OBJS)
	$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS)

#*.o文件的生成规则
$(BUILD_DIR)/%.o: $(SRC_DIR)/%.c $(DEPS)
#创建一个编译目录，用于存放过程文件
#命令前带“@”,表示不在终端上输出
	@mkdir -p $(BUILD_DIR)
	$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)

#伪目标
.PHONY: clean cleanall
#按架构删除
clean:
	rm -rf $(BUILD_DIR)

#全部删除
cleanall:
	rm -rf build_x86 build_arm

注意这个Makefile文件需要配合前面上图中的工程结构，否则即使Makefile写对了编译也会错误，因为 目录对不上。具体可以直接参考我们示例代码“step5”中的内容。修改后的Makefile文件分析如下：

  • 代码的1~4行：增加了ARCH的赋值，若ARCH的值为空，则进行赋值为X86

  • 代码的第9行：增加了不同编译方式的输出结果的文件夹

  • 代码的25~32行：增加了gcc编译器的选择

  • 代码的第48行：选择删除不同编译器的输出

  • 代码的第48行：把所有输出结果都删除

使用该Makefile时，直接在Makefile的目录执行make即可：

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#使用tree命令查看目录结构
#若提示找不到命令，使用 sudo apt install tree安装
tree

#清除编译输出，确保不受之前的编译输出影响
make clean
#使用ARM平台
make ARCH=ARM64
#清除编译输出
make clean
#默认是x86平台
make

如下图:

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本示例中的Makefile目前只支持使用一个源文件目录，如果有多个源文 件目录还需要改进，关于这些，我们在以后的学习中继续积累。