【Linux】自动化构建，有Make就够了

2025-04-28 22:00:50 0 阅读

前言

在上一讲中，我们介绍了Linux下的编译器 - gcc/g++的使用，本节我们来介绍一下如何使用make/Makefile实现项目的自动化构建

知道了如何在Linux上编译C语言代码，而且清楚了可执行文件a.out的由来，是从
test.c经过预编译到test.i
test.i经过编译到test.s
test.s经过汇编到test.o
test.o经过链接到a.out

可是看着这些操作，如果说我们只编译一个文件还可以说过去，如果说要编译100个，1000个，1w个呢？那我们就要修改100次，1000次，1w次，那不是太麻烦了吗？这就要用到我们的make自动构建编译了。

Make和Makefile背景介绍

Makefile是什么

Makefile 是一个文件。它是一个工程文件的编译规则，它记录了原始码如何编译的详细信息、描述了整个工程的编译链接等规则。
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🚀
先来看一下Makefile的【语法】：

target（目标文件)：文件1 文件2（依赖文件列表）		//依赖关系

<Tab>gcc -o 欲建立的执行文件 目标文件1 目标文件2		///依赖方法
	 command
	 ...
	 ...

target就是我们想要建立的信息，一般称作目标文件。而后面的依赖文件列表就是具有相关性的 object files，也就是目标文件所依赖的文件（可以是一个或多个，也可以没有）
然后看一下Makefile的【规则】：
目标文件和依赖关系之间用冒号隔开
目标文件可以是一个源文件，可执行文件，甚至可以是一个标签【后面会提到的伪目标】
依赖方法前面必须加Tab空格键

make又是什么？

make是一个命令工具，是一个解释makefile中指令的命令工具，一般来说，大多数的IDE都有这个命令，比如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可见，Makefile都成为了一种在工程方面的编译方法

【总结一下】：make是一条命令，makefile是一个文件，两个搭配使用，完成项目自动化构建👈

依赖关系和依赖方法

提出一个问题：如果我想把test.c编译成一个可执行程序，那么我的编译过程是怎么样的，或者说这个可执行程序是通过谁编译过来的，这是有一个关系的。
比如就需要使用到下面的这句gcc指令gcc -o mytest test.c 👉它叫做【依赖方法】

感性理解【父与子👨】

今天呢，是这个月的28号的了，家里面在月初给你的2000块钱差不多也花完了，于是这两天只能吃土，此时你打开微信后看到和老爸的聊天框，于是就想着和老爸要点钱【毕竟儿子向父亲要钱天经地义😀】
这里的老爸和儿子指的就是[依赖关系]
儿子向老爸要钱指的就是[依赖方法]

下面辨析几种依赖关系与依赖方法
❌错误的依赖方法

此时你打电话和你老爸说：“我是你儿子，你帮我写作业。”
以上这句话就是依赖关系正确，但是依赖方法不正确。想啥呢，还写想让老爸帮你写作业，老爸帮儿子写作业无法执行

❌错误的依赖关系

此时你拿起室友的手机和他爸爸打电话说：“我是你儿子，你给我点零花钱。”
以上这句话就是依赖方法正确，但是依赖关系不正确。因为别人的老爸没义务给你钱

✔ 正确的依赖关系与依赖方法

经历了种种挫折后，你重新拿起手机说：“老爸，我是你儿子，可以给我点零花钱吗？”
上面这种说法就是完全正确的依赖关系与依赖方法

深层理解【程序的翻译环境 + 栈的原理】

看完了【依赖关系】与【依赖方法】的感性理解，相信你对它们有了一定程度的认识，接下去深入地来了解一下它们之间的关系
在前一篇文章中的gcc工具中我们已经详细讲解了一个.C文件编译成可执行程序的过程Linux下的gcc/g++编译器与动静态库
所以我们现在的可执行程序的依赖关系就是.o文件，依赖方法就是生成-o文件的指令，依次类推下面的依赖关系和依赖方法

  1 mytest:test.o
  2     gcc test.o -o mytest

开头提到过源程序是如何经过一步步的编译来形成可执行文件的吗，因为可执行文件mytest是依赖于汇编后的目标文件test.o的，但是现在我们没有这个文件，因此就要去倒推一下如何获取这个test.o
对于test.o来说，它依赖于test.s这个经过编译之后文件，可是【test.s】不存在，所以跳转到下一条依赖关系

  3 test.o:test.s
  4     gcc -c test.s -o test.o

对于test.s来说，它依赖于test.i这个经过预编译之后的文件，可是【test.i】不存在，所以跳转到下一条依赖关系

  5 test.s:test.i
  6     gcc -S test.i -o test.s

对于test.i来说，它依赖于test.c这个源文件，查找后发现源文件存在，于是开始执行gcc命令

  7 test.i:test.c
  8     gcc -E test.c -o test.i

以下就是我们需要在Makefile中修改的【依赖关系】与【依赖方法】
最后来到命令行中执行一下【make】命令，便完成了所有的编译，对于之前一步步地写这个编译的过程，真的是来得方便很多

可以看到，如果我们想获取最终的可执行程序，需要先找到.o文件，如果需要找到.o文件，就需要找到.s文件如果需要找到.s文件，就需要找到.i文件。这种先执行的语句(从上往下执行)，要先找到后面的语句执行才能执行前面的语句，这就符合栈的先进后出原则

这个Makefile这么牛，我们将gcc编译的顺序修改一下，会发生什么呢？

可是呢，当我再去make的时候，却发现这个执行的顺序还是按照没打乱之前的位置，这说明了一点：make会自动推导Makefile中的依赖关系形成栈式结构

项目清理【伪目标】

平时我们在进行各种操作之后目录中都会出现很多文件，此时当我们不想要这些文件的时候，就得去一一删除，显得尤为麻烦，如果编译可以使用Makefile来自动化构建，那清理项目中的文件可不可以呢，我们来看看
此时我们在Makefile中增加一个【清理】功能
来看一下是否可以达到清理的目的
当我想使用清理功能的时候，并没有像自动化编译那样直接make，而是在make后面加上了一个clean，这是为什么呢？
新加上的.PHONY是什么？它对clean而言意味着什么？

伪目标的作用

PHONY是一个伪目标，Makefile中将.PHONY放在一个目标前就是指明这个目标是伪文件目标。其作用就是防止在Makefile中定义的执行命令的目标和工作目录下的实际文件出现名字冲突

也就是下面这句，此时的clean被.PHONY修饰了，那么它就可以反复执行它的依赖方法

.PHONY:clean

可以看到对于目标文件clean来说，的依赖文件列表为空它，上面我们也有提到过它可以为空

 11 clean:
 12     rm -f test.o test.s test.i

所以只要你一直使用【make clean】，它便会反复地执行rm -f test.o test.s test.i
.PHONY修饰的文件，并不会真正的去生成这个文件，也就是说操作系统并不会去像上面一样真正去找是否有这个文件，这里就是一个标记，我们的目的就是为了执行这个标记的依赖方法
可以看到，我们可以通过lean这个标签，一直执行rm xx 这个方法，那问题就来了，不是标签的方法可以一直执行吗？这里我们挖个坑。
现在我们再来做一件事情，我们把.PHONY这个修饰去掉，看看clean能不能一直执行
可以看到，即使是去掉.PHONY这个修饰，我们依然可以一直执行clean这个标签的依赖方法

那就有同学问：这是为什么呢？为何clean不加.PHONY修饰也可以多次执行

>原因就在他的依赖关系为空，回忆一下我们之前生成mytest这个文件就必须要先生成test.o文件，这里我们clean没有和任何文件有关系。t
实在不懂就这么理解：我clean是个孤儿，我没有父亲，那我想什么时候写作业就啥时候写作业，因为我没有父亲这个关系的人物来管理我

.PHONY伪目标的原理

可是呢，对于其他的指令就不行了，例如我们上面说到过的gcc去编译一个文件的过程
我们试着在【mytest】前面加上一个.PHONY的修饰试试
然后再去试试能不能进行反复使用【这里给读者详细解释一下.PHONY修饰的原理】
首先可以清楚的是，如果我们加了.PHONY修饰，正常情况我们应该能一直使用make命令执行这个方法，但是这里却不行了，可以看到我们执行后is up to date报错(意思说xx是最新的)
因为我们在经过一次完整的编译过程后，生成的test.o文件是最新的，如果这时候我们再次对他进行重新编译，系统为了避免无效的重复编译，会查看他的修改时间，如果说修改了就重新编译，如果说没有修改文件的数据，那么系统将不会重新编译，因为系统编译是需要消耗和时间的，为了避免这种无效的编译，系统会自己判断。
这个时候我们引出一个车ACM时间的概念
用stat + 文件名查看
我们之前说过：文件 = 内容 + 属性
这里修改文件内容就会更新Modify时间
修理文件属性就会更新Change时间
Access时间可以测试一下，我们cat查看到达一定次数他才会更新，因为如果早期Linux系统一天进行的大量操作就是查看文件，但是如果每次查看不修改内容和属性都更新这个时间，就会造成大量的IO操作，所以为了效率的提升，就设置查看一定次数才能更新Access时间
接下来看一下mian.c的内容
修改一下文件内容