Linux编程make命令

摘要:在开发一个系统时，一般是将一个系统分成几个模块，这样做提高了系统的可维护性，但由于各个模块间不可避免存在关联，所以当一个模块改动后，其他模块也许会有所更新，当然对小系统来说，手工编译连接是没问题，但是如果是一个大系统，存在很多个模块，那么手工编译的方法就不适用了。为此，在Linux系统中，专门提供了一个make命令来自动维护目标文件，与手工编译和连接相比，make命令的优点在于他只更新修改过的文件（在Linux中，一个文件被创建或更新后有一个最后修改时间，make命令就是通过这个最后修改时间来判断此文件是否被修改），而对没修改的文件则置之不理，并且make命令不会漏掉一个需要更新的文件。

文件和文件间或模块或模块间有可能存在倚赖关系，make命令也是依据这种依赖关系来进行维护的，所以我们有必要了解什么是依赖关系；打个最比喻：如果我们想玩游戏，必须有游戏光碟和电脑（这两者间存在依赖关系），而有游戏光碟和电脑的前提条件是必须经济条件允许，另外当你有了游戏光碟后还要根据你的心情来选择是玩哪种游戏；如下图：

玩游戏
/
/
游戏光碟电脑
/ /
/ /
心情经济情况

make命令当然不会自己知道这些依赖关系，而需要程序员将这些依赖关系写入一个叫makefile的文件中。Makefile文件中包含着一些目标，通常目标就是文件名，对每一个目标，提供了实现这个目标的一组命令以及和这个目标有依赖关系的其他目标或文件名，以下是一个简单的Makefile的简单例子：

#一个简单的Makefile
prog:prog1.o prog2.o   //prog目标依赖prog1.o和prog2.o
gcc prog1.o prog2.o -o prog   //prog1.o和prog2.o生成prog
prog1.o:prog1.c lib.h    //prog1.o 依赖 prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o prog1.o prog1.c
prog2.o:prog2.c
gcc -c prog2.c

以上Mamefile中定义了三个目标：prog、prog1和prog2，分号后是依赖文件列表，中间用一个分号隔开；
　　
对于第一个目标文件prog来说，他有两个依赖文件：prog1.o和prog2.o，任何一个依赖文件更新，prog也要随之更新，命令gcc prog1.o prog2.o -o prog是生成prog的命令。make检查目标是否需要更新时采用递归的方法，递归从底层向上对过时目标进行更新，只有当一个目标所依赖的所有目标都为最新时，这个目标才会被更新。以上面的Makefile为例，我们修改了prog2.c，执行make时，由于目标prog依赖prog1.o和prog2.o，所以要先检查 prog1.o和prog2.o是否过时，目标prog1.o依赖prog1.c和lib.h，由于我们并没修改这两个文件，所以他们都没有过期，接下来再检查目标prog2.o，他依赖prog2.c，由于我们修改了prog2.c，所以prog2.c比目标文件prog2.o要新，即prog2.o过期，而导致了依赖prog2.o的所有目标都过时；这样make会先更新prog2.o再更新prog。

如果某一行过长，已经到了文本编辑器的右边界，可用一个反斜杠（）做换行符，反斜杠所连接的所有行都会被当成一行来处理；另外在Makefile中涉及的文件名允许使用通配符（?或*）。

有时候为了简化命令的书写，可以在Makefile中定义一些宏和使用缩写，下面是几个很使用的缩写：

$@ 代表该目标的全名

$* 代表已经删除了后缀的目标名

$< 代表该目标的第一个相关目标名

现在就可以使用缩写对以上Makefile做相应的修改：

#使用缩写的Makefile
prog:prog1.o prog2.o
gcc prog1.o prog2.o -o $@
prog1.o:prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o $@ $<
prog2.o:prog2.c
gcc -c $*.c

在一个项目中，可能几个目标中使用同一个文件a.c，如果以后这个文件被修改，那么需要修改Makefile中所有的a.c，这样就比较麻烦，可以定义宏来解决这个问题，宏可以使Makefile更加清晰：

#使用缩写和宏的Makefile
MARCO = prog1.o prog2.o
prog:$(MARCO)
gcc prog1.o prog2.o -o $@
prog1.o:prog1.c lib.h
gcc -c -I. -o $@ $<
prog2.o:prog2.c
gcc -c $*.c

对于很大的项目来说，自己手写Makefile非常麻烦，而标准的GNU软件（如Apacle）都是运行一个configure脚本文件来产生 Makefile；GNU软件automake和autoconf就是自动生成configure的工具。开发人员只需要先定义好宏，automake处理后会产生供autoconf使用的Makefine.in，再用autoconf就可以产生configure。要使用automake和 autoconf必须安装：GNU Automake，GNU Autoconf，GNU m4，perl和GNU Libtool。

假设你有一个源文件test.c，用autoscan可以产生一个configure.scan文件，编辑这个文件

dnl Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_INIT(test.c)
AC_INIT_AUTOMAKE(test,1.0)
dnl Checks for programs.
AC_PROG_CC
dnl Checks for libraries.
dnl Checks for header files.
dnl Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
dnl Checks for library functions.
AC_OUTPUT(Makefile)

接着将configure.scan改名为cnfigure.in，再执行aclocal和autoconf，会产生aclocal.m4和 configure两个文件：我们再编辑Makefile.am文件，Makefile.am文件中包含了我们自己定义的宏以及目标文件，automake会读如这个文件并根据我们自己定义的宏产生相应的Makefile.in文件：

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
run_PROG=test
test_SOURCE=test.c

接下来执行automake -a，到目前为止，configure文件已经成功生成。

例子：从helloworld入手

　　下面的过程如果简单地说来就是：

　　新建三个文件：

　　　helloworld.c
configure.in
Makefile.am

　　然后执行：

aclocal; autoconf; automake --add-missing; ./configure; make; ./helloworld

　　就可以看到Makefile被产生出来，而且可以将helloworld.c编译通过。

　　很简单吧，几条命令就可以做出一个符合惯例的Makefile，感觉如何呀。

　　现在开始介绍详细的过程：

　　1、建目录

　　在你的工作目录下建一个helloworld目录，我们用它来存放helloworld程序及相关文件，如在/home/my/build下：

$ mkdir helloword
$ cd helloworld

　　2、 helloworld.c

　　然后用你自己最喜欢的编辑器写一个hellowrold.c文件，如命令：vi helloworld.c。使用下面的代码作为helloworld.c的内容。

int main(int argc, char** argv)
{
printf("Hello, Linux World! ");
return 0;
}

　　完成后保存退出。

　　现在在helloworld目录下就应该有一个你自己写的helloworld.c了。

　　3、生成configure

　　我们使用autoscan命令来帮助我们根据目录下的源代码生成一个configure.in的模板文件。

　　命令：

$ autoscan
$ ls
configure.scan helloworld.c

　　执行后在hellowrold目录下会生成一个文件：configure.scan，我们可以拿它作为configure.in的蓝本。

　　现在将configure.scan改名为configure.in，并且编辑它，按下面的内容修改，去掉无关的语句：

============================configure.in内容开始=========================================
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_INIT(helloworld.c)
AM_INIT_AUTOMAKE(helloworld, 1.0)

# Checks for programs.
AC_PROG_CC

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.
AC_OUTPUT(Makefile)
============================configure.in内容结束=========================================

　　然后执行命令aclocal和autoconf，分别会产生aclocal.m4及configure两个文件：

$ aclocal
$ls
aclocal.m4 configure.in helloworld.c
$ autoconf
$ ls
aclocal.m4 autom4te.cache configure configure.in helloworld.c

大家可以看到configure.in内容是一些宏定义，这些宏经autoconf处理后会变成检查系统特性、环境变量、软件必须的参数的shell脚本。

　　autoconf 是用来生成自动配置软件源代码脚本（configure）的工具。configure脚本能独立于autoconf运行，且在运行的过程中，不需要用户的干预。

　　要生成configure文件，你必须告诉autoconf如何找到你所用的宏。方式是使用aclocal程序来生成你的aclocal.m4。

　　aclocal根据configure.in文件的内容，自动生成aclocal.m4文件。aclocal是一个perl 脚本程序，它的定义是：“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”。

　　autoconf从configure.in这个列举编译软件时所需要各种参数的模板文件中创建configure。

　　autoconf需要GNU m4宏处理器来处理aclocal.m4，生成configure脚本。

　　m4是一个宏处理器。将输入拷贝到输出，同时将宏展开。宏可以是内嵌的，也可以是用户定义的。除了可以展开宏，m4还有一些内建的函数，用来引用文件，执行命令，整数运算，文本操作，循环等。m4既可以作为编译器的前端，也可以单独作为一个宏处理器。

4、新建Makefile.am

　　新建Makefile.am文件，命令：

$ vi Makefile.am

内容如下:

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=helloworld
helloworld_SOURCES=helloworld.c

automake会根据你写的Makefile.am来自动生成Makefile.in。

　　Makefile.am中定义的宏和目标,会指导automake生成指定的代码。例如，宏bin_PROGRAMS将导致编译和连接的目标被生成。

　　5、运行automake

　　命令：

$ automake --add-missing
configure.in: installing `./install-sh'
configure.in: installing `./mkinstalldirs'
configure.in: installing `./missing'
Makefile.am: installing `./depcomp'

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