Linux下Makefile文件的的基础知识与语法详解

前文我们讲了如何使用 GCC 编译器在 Linux 进行 C 语言编译，通过在终端执行 gcc 命令来完成C 文件的编译，如果我们的工程只有一两个 C 文件还好，需要输入的命令不多，当文件有几十、上百甚至上万个的时候用终端输入 GCC命令的方法显然是不现实的。如果我们能够编写一个文件，这个文件描述了编译哪些源码文件、如何编译那就好了，每次需要编译工程的时只需要使用这个文件就行了。这种问题怎么可能难倒聪明的程序员，为此提出了一个解决大工程编译的工具：Make，描述哪些文件需要编译、哪些需要重新编译的文件就叫做 Makefile，Makefile 就跟脚本文件一样，Makefile 里面还可以执行系统命令。使用的时候只需要一个 Make命令即可完成整个工程的自动编译，极大的提高了软件开发的效率。如果大家以前一直使用 IDE来编写 C 语言的话肯定没有听说过 Makefile 这个东西，其实这些 IDE 是有的，只不过这些 IDE对其进行了封装，提供给大家的是已经经过封装后的图形界面了，我们在 IDE 中添加要编译的C 文件，然后点击按钮就完成了编译。在 Linux 下用的最多的是 GCC 编译器，这是个没有 UI的编译器，因此 Makefile 就需要我们自己来编写了。作为一个专业的程序员，是一定要懂得Makefile 的，一是因为在 Linux 下你不得不懂 Makefile，再就是通过 Makefile 你就能了解整个工程的处理过程。

我们完成这样一个小工程，通过键盘输入两个整形数字，然后计算他们的和并将结果显示在屏幕上，在这个工程中我们有 main.c、input.c 和 calcu.c 这三个 C 文件和 input.h、calcu.h 这两个头文件。其中main.c 是主体，input.c 负责接收从键盘输入的数值，calcu.h 进行任意两个数相加，其中main.c 文件内容如下：

 #include <stdio.h>
 #include "input.h"
#include "calcu.h" 4
 int main(int argc, char *argv[])
 {
 int a, b, num;
 input_int(&a, &b);
 num = calcu(a, b);
 printf("%d + %d = %d\r\n", a, b, num) ;
 }

input.c 文件内容如下

#include <stdio.h>
#include "input.h"

void input_int(int *a, int *b)
{
 printf("input two num:"); 
 scanf("%d %d", a, b);
 printf("\r\n");
 }

calcu.c 文件内容如下：

#ifndef _INPUT_H
 #define _INPUT_H
 void input_int(int *a, int *b);
 #endif

文件 calcu.h 内容如下：

 #ifndef _CALCU_H
#define _CALCU_H

int calcu(int a, int b);
#endif

以上就是我们这个小工程的所有源文件，我们接下来使用前面讲的方法来对其进行编译，在终端输入如下命令：

 gcc main.c calcu.c input.c -o main 

上面命令的意思就是使用gcc 编译器对 main.c、calcu.c 和 input.c 这三个文件进行编译，编译生成的可执行文件叫做 main。编译完成以后执行 main 这个程序，测试一下软件是否工作正常，结果如图所示：

可以看出我们的代码按照我们所设想的工作了，使用命令“gcc main.c calcu.c input.c -o main”看起来很简单是吧，只需要一行就可以完成编译，但是我们这个工程只有三个文件啊！如果几千个文件呢？再就是如果有一个文件被修改了以，使用上面的命令编译的时候所有的文件都会重新编译，如果工程有几万个文件(Linux 源码就有这么多文件！)，想想这几万个文件编译一次所需要的时间就可怕。最好的办法肯定是哪个文件被修改了，只编译这个被修改的文件即可，其它没有修改的文件就不需要再次重新编译了，为此我们改变我们的编译方法，如果第一次编译工程，我们先将工程中的文件都编译一遍，然后后面修改了哪个文件就编译哪个文件，命令如下：

gcc -c main.c gcc -c input.c gcc -c calcu.c
gcc main.o input.o calcu.o -o main

上述命令前三行分别是将 main.c、input.c 和 calcu.c 编译成对应的.o 文件，所以使用了“-c”选项，“-c”选项我们上面说了，是只编译不链接。最后一行命令是将编译出来的所有.o 文件链接成可执行文件main。假如我们现在修改了 calcu.c 这个文件，只需要将 caclue.c 这一个文件重新编译成.o 文件，然后在将所有的.o 文件链接成可执行文件即，只需要下面两条命令即可：

gcc -c calcu.c
gcc main.o input.o calcu.o -o main

但是这样就又有一个问题，如果修改的文件一多，我自己可能都不记得哪个文件修改过了，然后忘记编译，然后……，为此我们需要这样一个工具：

1、如果工程没有编译过，那么工程中的所有.c 文件都要被编译并且链接成可执行程序。

2、如果工程中只有个别C 文件被修改了，那么只编译这些被修改的C 文件即可。

3、如果工程的头文件被修改了，那么我们需要编译所有引用这个头文件的 C 文件，并且链接成可执行文件。

很明显，能够完成这个功能的就是 Makefile 了，在工程目录下创建名为“Makefile”的文件，文件名一定要叫做“Makefile”！！！区分大小写的哦！如图所示：

上述代码中所有行首需要空出来的地方一定要使用“TAB”键！不要使用空格键！这是Makefile 的语法要求，编写好得 Makefile 如图所示：

Makefile 编写好以后我们就可以使用 Make 命令来编译我们的工程了，直接在命令行中输入“Make”即可，Make 命令会在当前目录下查找是否存在“Makefile”这个文件，如果存在的话就会按照 Makefile 里面定义的编译方式进行编译，如图所示：

在图中，使用命令“Make”编译完成以后就会在当前工程目录下生成各种.o 和可执行文件，说明我们编译成功了。使用 Make 命令编译工程的时候可能会提示如图所示错误:

图中的错误来源一般有两点:

1、Makefile 中命令缩进没有使用 TAB 键！

2、VI/VIM 编辑器使用空格代替了TAB 键，修改文件/etc/vim/vimrc，在文件最后面加上如下所示代码：

 set noexpandtab 

我们修改一下 input.c 文件源码，随便加几行空行就行了，保证 input.c 被修改过即可，修改完成以后再执行一下“Make”命令重新编译一下工程，结果如图所示：

从图中可以看出因为我们修改了 input.c 这个文件，所以 input.c 和最后的可执行文件 main 重新编译了，其它没有修改过的文件就没有编译。而且我们只需要输入“make”这个命令即可，非常方便。