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源码位置：在这里插入图片描述

1.Makefile的使用

一个通用的Makefile，它可以用来编译应用程序。比如编写一个好的makefile ，可能具备以下的优点： ① 支持多个目录、多层目录、多个文件； ② 支持给所有文件设置编译选项； ③ 支持给某个目录设置编译选项； ④ 支持给某个文件单独设置编译选项； ⑤ 简单、好用。在这里插入图片描述

1.1 Makefile规则与示例

3.1.1 为什么需要Makefile

make命令根据文件更新的时间戳来决定哪些文件需要重新编译，这使得可以避免编译已经编译过的、没有变化的程序，可以大大提高编译效率。修改源文件或头文件，只需要重新编译牵涉到的文件，就可以重新生成APP

3.1.2 Makefile其实挺简单

在这里插入图片描述看这个图片提出一个要求如果一个文件被修改如何执行三个gcc中的哪些。内部执行的机制是什么？其实内部的机制是一个makefile文件。这个机制该如何使用makefile去编写呢？先了解一下makefile的语法结构，一个简单的Makefile文件包含一系列的“规则”，其样式如下：

目标(target)…: 依赖(prerequiries)…
	<tab>命令(command)

如果“依赖文件”比“目标文件”更加新，那么执行“命令”来重新生成“目标文件”。命令被执行的2个条件：依赖文件比目标文件新，或是目标文件还没生成。

目标(target)通常是要生成的文件的名称，可以是可执行文件或OBJ文件，也可以是一个执行的动作名称，诸如`clean’。

依赖是用来产生目标的材料(比如源文件)，一个目标经常有几个依赖。命令是生成目标时执行的动作，一个规则可以含有几个命令，每个命令占一行。注意：每个命令行前面必须是一个Tab字符，即命令行第一个字符是Tab。这是容易出错的地方。

如上所述，将以上的gcc命令写成makefile : 在这里插入图片描述三条makefile的命令，第一次三个都执行了，第二次只执行了如上右下角的两条。

现在我用notepad写出此makefile如下，并且写出makefile中包含的c文件。

在这里插入图片描述

再用FZ导入ubuntu中，如下图所示：在这里插入图片描述远程挂载Ubuntu，操作如下

在这里插入图片描述当你修改文件之后，他会显示执行了那些gcc。

通常，如果一个依赖发生了变化，就需要规则调用命令以更新或创建目标。但是并非所有的目标都有依赖，例如，目标“clean”的作用是清除文件，它没有依赖。规则一般是用于解释怎样和何时重建目标。make首先调用命令处理依赖，进而才能创建或更新目标。当然，一个规则也可以是用于解释怎样和何时执行一个动作，即打印提示信息。

一个Makefile文件可以包含规则以外的其他文本，但一个简单的Makefile文件仅仅需要包含规则。虽然真正的规则比这里展示的例子复杂，但格式是完全一样的。对于上面的Makefile，执行“make”命令时，仅当hello.c文件比hello文件新，才会执行命令“arm-linux-gcc –o hello hello.c”生成可执行文件hello；如果还没有hello文件，这个命令也会执行。

运行“make clean”时，由于目标clean没有依赖，它的命令“rm -f hello”将被强制执行。

3.1.3 在Makefile中怎么放置第1个目标

执行make命令时如果不指定目标，那么它默认是去生成第1个目标。所以“第1个目标”，位置很重要。有时候不太方便把第1个目标完整地放在文件前面，这时可以在文件的前面直接放置目标，在后面再完善它的依赖与命令。比如：

First_target:   // 这句话放在前面
．．．．        // 其他代码，比如include其他文件得到后面的xxx变量
First_target : $(xxx)   $(yyy)   // 在文件的后面再来完善
	command

3.2 makefile的语法

3.2.1通配符：%.o

一次性代表所有的.o文件和.c文件

Makefile中$@、$^、$<称为自动变量。
$@表示规则的目标文件名；
$^表示所有依赖的名字，名字之间用空格隔开；
$<表示第一个依赖的文件名。
‘%’是通配符，它和一个字符串中任意个数的字符相匹配。

	test : main.o sub.o
		gcc -o test main.o sub.o
	
	%.o : %.c
		gcc -c -o $@  $<

3.2.2 假想目标：.PHONY

在这里插入图片描述假想目标: 我们的Makefile中有这样的目标：

test ：a.o b.o c.o
	gcc -o test $^
%.o : %.c
	gcc -c -o $@ $<
clean:
	rm *.o test

如果当前目录下恰好有名为“clean”的文件，那么执行“make clean”时它就不会执行那些删除命令。这时我们需要把“clean”这个目标，设置为“假想目标”，这样可以确保执行“make clean”时那些删除命令肯定可以得到执行。使用下面的语句把“clean”设置为假想目标：

.PHONY : clean

3.2.3即时变量、延时变量、export

即时变量、延时变量：

变量的定义语法形式如下：

A  =  xxx   // 延时变量
B  ?= xxx    // 延时变量，只有第一次定义时赋值才成功；如果曾定义过，此赋值无效
C  := xxx    // 立即变量
D  += yyy   // 如果D在前面是延时变量，那么现在它还是延时变量；
// 如果D在前面是立即变量，那么现在它还是立即变量

在GNU make中对变量的赋值有两种方式：延时变量、立即变量。

上图中，变量A是延时变量，它的值在使用时才展开、才确定。比如：

A  =  $@
	test:
		@echo $A 
	
在 Makefile 中有时会看到 echo 命令前添加了 “@” 符号：
@echo "hello"
它与不加 @ 符号的区别就是它不会把 “hello” 输出到终端（显示器）。echo 明明就是用来输出内容的，那么 @ 是不是有点多余？这是因为有另一种需求存在，就是将 “hello” 输出到文件中（比如需要写一个脚本文件）。
@echo "hello"  >> file
此时会看到文件 file 中有追加了一行 “hello”。如果不需要将 "hello " 显示在终端上的话就可以用 @ 把 echo 的输出内容屏蔽掉

上述Makefile中，变量A的值在执行时才确定，它等于test，是延时变量。如果使用“A := $@” ，这是立即变量，这时$@为空，所以A的值就是空。

对于附加操作符`+=’，右边变量如果在前面使用（:=）定义为立即变量则它也是立即变量，否则均为延时变量。

 变量的导出(export)：

在编译程序时，我们会不断地使用“make -C dir”切换到其他目录，执行其他目录里的
Makefile。如果想让某个变量的值在所有目录中都可见，
要把它export出来。比如“CC= $(CROSS_COMPILE)gcc”，
这个CC变量表示编译器，在整个过程 中都是一样的。
定义它之后，要使用“export  CC”把它导出来。

3.2.4 通用Makefile的设计思想

在这里插入图片描述

A. 在Makefile文件中确定要编译的文件、目录，比如

obj-y += main.o
obj-y += a/

“Makefile”文件总是被“Makefile.build”包含的。

B. 在Makefile.build中设置编译规则，有3条编译规则 i. 怎么编译子目录？进入子目录编译：

$(subdir-y):
	make -C $@ -f $(TOPDIR)/Makefile.build

ii. 怎么编译当前目录中的文件？

%.o : %.c
	$(CC) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) $(CFLAGS_$@) -Wp,-MD,$(dep_file) -c -o $@ $<

iii. 当前目录下的.o和子目录下的built-in.o要打包起来：

built-in.o : $(cur_objs) $(subdir_objs)
	$(LD) -r -o $@ $^

C. 顶层Makefile中把顶层目录的built-in.o链接成APP

$(TARGET) : built-in.o
	$(CC) $(LDFLAGS) -o $(TARGET) built-in.o

3.2.5 一步一步完善Makefile

第1个Makefile，简单粗暴，效率低：

test : main.c sub.c sub.h
	gcc -o test main.c sub.c

第2个Makefile，效率高，相似规则太多太啰嗦，不支持检测头文件：

test : main.o sub.o
	gcc -o test main.o sub.o

main.o : main.c
	gcc -c -o main.o  main.c

sub.o : sub.c
	gcc -c -o sub.o  sub.c	

clean:
	rm *.o test -f

第3个Makefile，效率高，精炼，不支持检测头文件：

test : main.o sub.o
	gcc -o test main.o sub.o

%.o : %.c
	gcc -c -o $@  $<

clean:
	rm *.o test -f

第4个Makefile，效率高，精炼，支持检测头文件(但是需要手工添加头文件规则)：

test : main.o sub.o
	gcc -o test main.o sub.o

%.o : %.c
	gcc -c -o $@  $<

sub.o : sub.h


clean:
	rm *.o test -f

第5个Makefile，效率高，精炼，支持自动检测头文件：

objs := main.o sub.o

test : $(objs)
	gcc -o test $^


#需要判断是否存在依赖文件
#.main.o.d .sub.o.d
dep_files := $(foreach f, $(objs), .$(f).d)
dep_files := $(wildcard $(dep_files))

#把依赖文件包含进来
ifneq ($(dep_files),)
 include $(dep_files)
endif


%.o : %.c
	gcc -Wp,-MD,.$@.d  -c -o $@  $<


clean:
	rm *.o test -f

distclean:
	rm  $(dep_files) *.o test -f

3.2.6 make命令的使用

执行make命令时，它会去当前目录下查找名为“Makefile”的文件，并根据它的指示去执行操作，生成第一个目标。我们可以使用“-f”选项指定文件，不再使用名为“Makefile”的文件，比如：

make  -f  Makefile.build

我们可以使用“-C”选项指定目录，切换到其他目录里去，比如：

make -C  a/  -f  Makefile.build

我们可以指定目标，不再默认生成第一个目标：

make -C  a/  -f  Makefile.build   other_target

3.2.7 Makefile中可以使用shell命令

比如：

TOPDIR := $(shell pwd)

这是个立即变量，TOPDIR等于shell命令pwd的结果。

3.3 Makefile函数

函数调用的格式如下：

$(function arguments)

这里function’是函数名，arguments’是该函数的参数。参数和函数名之间是用空格或Tab隔开，如果有多个参数，它们之间用逗号隔开。这些空格和逗号不是参数值的一部分。内核的Makefile中用到大量的函数，现在介绍一些常用的。

3.3.1 字符串替换和分析函数

（1）$(subst from,to,text)

在文本text’中使用to’替换每一处`from’。比如：

$(subst ee,EE,feet on the street)

结果为‘fEEt on the strEEt’。

（2）$(patsubst pattern,replacement,text)

寻找text’中符合格式pattern’的字，用replacement’替换它们。pattern’和`replacement’中可以使用通配符。比如：

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)

结果为：`x.c.o bar.o’。

（3）$(strip string)

去掉前导和结尾空格，并将中间的多个空格压缩为单个空格。比如：

$(strip a   b c )

结果为`a b c’。

（4）$(findstring find,in)

在字符串in’中搜寻find’，如果找到，则返回值是`find’，否则返回值为空。比如：

$(findstring a,a b c)
$(findstring a,b c)

将分别产生值a’和’(空字符串)。

（5）$(filter pattern...,text)

返回在text’中由空格隔开且匹配格式pattern...’的字，去除不符合格式`pattern...’的字。比如：

$(filter %.c %.s,foo.c bar.c baz.s ugh.h)

结果为`foo.c bar.c baz.s’。

（6）$(filter-out pattern...,text)

返回在text’中由空格隔开且不匹配格式pattern...’的字，去除符合格式`pattern...’的字。它是函数filter的反函数。比如：

$(filter %.c %.s,foo.c bar.c baz.s ugh.h)

结果为`ugh.h’。

（7）$(sort list)

将‘list’中的字按字母顺序排序，并去掉重复的字。输出由单个空格隔开的字的列表。比如：

$(sort foo bar lose)

返回值是‘bar foo lose’。

3.3.2 文件名函数

（1）$(dir names...)

抽取‘names...’中每一个文件名的路径部分，文件名的路径部分包括从文件名的首字符到最后一个斜杠(含斜杠)之前的一切字符。比如：

$(dir src/foo.c hacks)

结果为‘src/ ./’。

（2）$(notdir names...)

抽取‘names...’中每一个文件名中除路径部分外一切字符（真正的文件名）。比如：

$(notdir src/foo.c hacks)

结果为‘foo.c hacks’。

（3）$(suffix names...)

抽取‘names...’中每一个文件名的后缀。比如：

$(suffix src/foo.c src-1.0/bar.c hacks)

结果为‘.c .c’。

（4）$(basename names...)

抽取‘names...’中每一个文件名中除后缀外一切字符。比如：

$(basename src/foo.c src-1.0/bar hacks)

结果为‘src/foo src-1.0/bar hacks’。

（5）$(addsuffix suffix,names...)

参数‘names...’是一系列的文件名，文件名之间用空格隔开；suffix是一个后缀名。将suffix(后缀)的值附加在每一个独立文件名的后面，完成后将文件名串联起来，它们之间用单个空格隔开。比如：

$(addsuffix .c,foo bar)

结果为‘foo.c bar.c’。

（6）$(addprefix prefix,names...)

参数‘names’是一系列的文件名，文件名之间用空格隔开；prefix是一个前缀名。将preffix(前缀)的值附加在每一个独立文件名的前面，完成后将文件名串联起来，它们之间用单个空格隔开。比如：

$(addprefix src/,foo bar)

结果为‘src/foo src/bar’。

（7）$(wildcard pattern)

参数‘pattern’是一个文件名格式，包含有通配符(通配符和shell中的用法一样)。函数wildcard的结果是一列和格式匹配的且真实存在的文件的名称，文件名之间用一个空格隔开。比如若当前目录下有文件1.c、2.c、1.h、2.h，则：

c_src := $(wildcard *.c)

结果为‘1.c 2.c’。

3.3.3 其他函数

（1）$(foreach var,list,text)

前两个参数，‘var’和‘list’将首先扩展，注意最后一个参数‘text’此时不扩展；接着，‘list’扩展所得的每个字，都赋给‘var’变量；然后‘text’引用该变量进行扩展，因此‘text’每次扩展都不相同。函数的结果是由空格隔开的‘text’ 在‘list’中多次扩展后，得到的新‘list’，就是说：‘text’多次扩展的字串联起来，字与字之间由空格隔开，如此就产生了函数foreach的返回值。下面是一个简单的例子，将变量‘files’的值设置为 ‘dirs’中的所有目录下的所有文件的列表：

dirs := a b c d
files := $(foreach dir,$(dirs),$(wildcard $(dir)/*))

这里‘text’是‘ $(wildcard$ (dir)/*)’，它的扩展过程如下：

①	第一个赋给变量dir的值是`a’，扩展结果为‘$(wildcard a/*)’；
②	第二个赋给变量dir的值是`b’，扩展结果为‘$(wildcard b/*)’；
③	第三个赋给变量dir的值是`c’，扩展结果为‘$(wildcard c/*)’；
④	如此继续扩展。

这个例子和下面的例有共同的结果：

files := $(wildcard a/* b/* c/* d/*)

（2）$(if condition,then-part[,else-part])

首先把第一个参数‘condition’的前导空格、结尾空格去掉，然后扩展。如果扩展为非空字符串，则条件‘condition’为‘真’；如果扩展为空字符串，则条件‘condition’为‘假’。如果条件‘condition’为‘真’,那么计算第二个参数‘then-part’的值，并将该值作为整个函数if的值。如果条件‘condition’为‘假’,并且第三个参数存在，则计算第三个参数‘else-part’的值，并将该值作为整个函数if的值；如果第三个参数不存在，函数if将什么也不计算，返回空值。注意：仅能计算‘then-part’和‘else-part’二者之一，不能同时计算。这样有可能产生副作用（例如函数shell的调用）。

（3）$(origin variable)

变量‘variable’是一个查询变量的名称，不是对该变量的引用。所以，不能采用‘$’和圆括号的格式书写该变量，当然，如果需要使用非常量的文件名，可以在文件名中使用变量引用。函数origin的结果是一个字符串，该字符串变量是这样定义的：

‘undefined'				：如果变量‘variable’从没有定义；
‘default'				：变量‘variable’是缺省定义；
‘environment'			：变量‘variable’作为环境变量定义，选项‘-e’没有打开；
‘environment override'	：变量‘variable’作为环境变量定义，选项‘-e’已打开；
‘file' 					：变量‘variable’在Makefile中定义；
‘command line' 			：变量‘variable’在命令行中定义；
‘override' 				：变量‘variable’在Makefile中用override指令定义；
‘automatic' 			：变量‘variable’是自动变量

（4）$(shell command arguments)

函数shell是make与外部环境的通讯工具。函数shell的执行结果和在控制台上执行‘command arguments’的结果相似。不过如果‘command arguments’的结果含有换行符（和回车符），则在函数shell的返回结果中将把它们处理为单个空格，若返回结果最后是换行符（和回车符）则被去掉。比如当前目录下有文件1.c、2.c、1.h、2.h，则：

c_src := $(shell ls *.c)