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1、实验二 Makefile 实验 lyun Linux实验报告实验名称： Makefile 实验 院 系： 物理与机电工程学院 专业班级： 09电子信息工程(1)班 学 号： 2009041507 学生姓名： 大米饭 指导教师： 涂* 完成时间： 2012年11月23日 报告成绩： 评阅意见： 评阅教师 日期 实验2 Makefile 实验【实验目的】1、了解Makefile的基本概念和基本结构2、初步掌握编写简单Makefile的方法3、了解递归Make的编译过程4、初步掌握利用GNU Make编译应用程序的方法【实验仪器】 1、装有Linux 操作系统的PC 机一台； 2 、EMIOT-GJ

2、X-1 物联网高级教学平台 【实验原理】 在Linux或Unix环境下，对于只含有几个源代码文件的小程序（如hello.c）的编译，可以手工键入gcc命令对源代码文件逐个进行编译；然而在大型的项目开发中，可能涉及几十到几百个源文件，采用手工键入的方式进行编译，则非常不方便，而且一旦修改了源代码，尤其头文件发生了的修改，采用手工方式进行编译和维护的工作量相当大，而且容易出错。所以在Linux或Unix环境下，人们通常利用GNU make工具来自动完成应用程序的维护和编译工作。实际上，GNU make工具通过一个称为Makefile的文件来完成对应用程序的自动维护和编译工作。Makefile是按照

3、某种脚本语法编写的文本文件，而GNU make能够对Makefile中指令进行解释并执行编译操作。Makefile文件定义了一系列的规则来指定哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译，甚至于进行更复杂的功能操作。GNU make工作时的执行步骤如下：1、读入所有的Makefile。2、读入被include的其它Makefile。3、初始化文件中的变量。4、推导隐晦规则，并分析所有规则。5、为所有的目标文件创建依赖关系链。6、根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。7、执行生成命令。1-5步为第一个阶段，6-7为第二个阶段。第一个阶段中，如果定义的变量被使用了，那么，make会

4、把其展开在使用的位置。但make并不会完全马上展开，make使用的是拖延战术，如果变量出现在依赖关系的规则中，那么仅当这条依赖被决定要使用了，变量才会在其内部展开。下面对makefile的相关问题进行简单介绍：1、Makefile的基本结构Makefile的一般结构：target：dependency command结构中各部分的含义：（1）、target（目标）：一个目标文件，可以是Object文件，也可以是执行文件。还可以是一个标签（Label）。 （2）、dependency（依赖）：要生成目标文件（target）所依赖哪些文件（3）、command（命令）：创建项目时需要运行的shel

5、l命令（注：命令（command）部分的每行的缩进必须要使用Tab而不能使用多个空格）。Makefile实际上是一个文件的依赖关系，也就是说， target这一个或多个的目标文件依赖于dependency中的文件，其生成规则定义在命令command中。如果依赖文件（dependency）中有一个以上的文件比目标（target）文件要新的话，shell命令（command）所定义的命令就会被执行。这就是Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。例如，假设有一个C源文件test.c，该源文件包含有自定义的头文件test.h，则目标文件test.o明确依赖于两个源文件：test.

6、c和test.h。如果只希望利用gcc命令来生成test.o目标文件，这时，就可以利用如下的makefile来定义test.o的创建规则： 从上面的例子注意到，第一个字符为#的行表示注释行。第一个非注释行指定test.o为目标，并且依赖于test.c和test.h文件。随后的行指定了如何从目标所依赖的文件建立目标。 当test.c或test.h文件在编译之后又被修改，则make工具可自动重新编译test.o，如果在前后两次编译之间，test.c和test.h均没有被修改，而且test.o还存在的话，就没有必要重新编译。这种依赖关系在多源文件的程序编译中尤其重要。通过这种依赖关系的定义，make

7、工具可避免许多不必要的编译工作。一个makefile文件中可定义多个目标，利用make target命令可指定要编译的目标，如果不指定目标，则使用第一个目标。通常，makefile中定义有clean目标，可用来清除编译过程中的中间文件运行make clean时，执行rm f *.o命令，删除编译过程中生成的所有中间文件。2、Makefile的基本内容Makefile一般包括包含：显式规则、隐晦规则、变量定义、文件指示和注释等五个内容。（1）、显式规则：显式规则说明如何生成一个或多个的目标文件。这是由Makefile的书写者明显指出，要生成的文件，文件的依赖文件，生成的命令。（2）、变量定义。在

8、Makefile中可以定义一系列的变量，变量一般都是字符串，当Makefile被执行时，变量的值会被扩展到相应的引用位置上。（3）、隐含规则：由于GNU make具有自动推导功能，所以隐晦规则可以比较粗糙地简略地书写Makefile，然后由GNU make的自动推导功能完成隐晦规则的内容。（4）、文件指示。其包括了三个部分，一个是在一个Makefile中引用另一个Makefile，就像C语言中的include一样；另一个是指根据某些情况指定Makefile中的有效部分，就像C语言中的预编译#if一样；还有就是定义一个多行的命令。（5）、注释。Makefile中只有行注释，和UNIX的Shell

9、脚本一样，其注释是用“#”字符，如果你要在你的Makefile中使用“#”字符，可以用反斜框进行转义，如：“#”。2.1 Makefile中的变量（1）、Makefile中定义的变量，与C/C+语言中的宏一样，代表一个文本字串，在Makefile被执行时候变量会自动地展开在所使用的地方。Makefile中的变量可以使用在“目标”，“依赖目标”，“命令”或Makefile的其它部分中。（2）、Makefile中变量的命名字可以包含字符、数字，下划线（可以是数字开头），但不应该含有“:”、“#”、“=”或是空字符（空格、回车等）。 （3）、Makefile中变量是大小写敏感的，“foo”、“Foo

10、”和“FOO”是三个不同的变量名。传统的Makefile的变量名是全大写的命名方式 （4）、变量在声明时需要给予初值，而在使用时，需要在变量名前加上“$”符号上面自定义变量OBJS表示hello.o，当makefile被执行时，变量会在使用它的地方精确地展开，就像C/C+中的宏一样。上述makfile变量展开后的形式为：GNU make的主要预定义变量GNUmake有许多预定义的变量，这些变量具有特殊的含义，可在规则中使用。以下给出了一些主要的预定义变量，除这些变量外，GNUmake还将所有的环境变量作为自己的预定义变量。$ 表示规则中的目标文件集。在模式规则中，如果有多个目标，那么，$就是匹

11、配于目标中模式定义的集合。$% 仅当目标是函数库文件中，表示规则中的目标成员名。例如，如果一个目标是foo.a(bar.o)，那么，$%就是bar.o，$就是foo.a。如果目标不是函数库文件（Unix下是.a，Windows下是.lib），那么，其值为空。$ 依赖目标中的第一个目标名字。如果依赖目标是以模式（即%）定义的，那么$将是符合模式的一系列的文件集。注意，其是一个一个取出来的。$? 所有比目标新的依赖目标的集合。以空格分隔。$ 所有的依赖目标的集合。以空格分隔。如果在依赖目标中有多个重复的，那个这个变量会去除重复的依赖目标，只保留一份。$+ 这个变量很像$，也是所有依赖目标的集合。只

12、是它不去除重复的依赖目标。命令的变量。AR 函数库打包程序。默认命令是“ar”。 AS 汇编语言编译程序。默认命令是“as”。CC C语言编译程序。默认命令是“cc”。CXX C+语言编译程序。默认命令是“g+”。CO 从 RCS文件中扩展文件程序。默认命令是“co”。CPP C程序的预处理器（输出是标准输出设备）。默认命令是“$(CC) E”。FC Fortran 和 Ratfor 的编译器和预处理程序。默认命令是“f77”。GET 从SCCS文件中扩展文件的程序。默认命令是“get”。 LEX Lex方法分析器程序（针对于C或Ratfor）。默认命令是“lex”。PC Pascal语言编译

13、程序。默认命令是“pc”。YACC Yacc文法分析器（针对于C程序）。默认命令是“yacc”。YACCR Yacc文法分析器（针对于Ratfor程序）。默认命令是“yacc r”。MAKEINFO 转换Texinfo源文件（.texi）到Info文件程序。默认命令是“makeinfo”。TEX 从TeX源文件创建TeX DVI文件的程序。默认命令是“tex”。TEXI2DVI 从Texinfo源文件创建军TeX DVI 文件的程序。默认命令是“texi2dvi”。WEAVE 转换Web到TeX的程序。默认命令是“weave”。CWEAVE 转换C Web 到 TeX的程序。默认命令是“cwe

14、ave”。TANGLE 转换Web到Pascal语言的程序。默认命令是“tangle”。CTANGLE 转换C Web 到 C。默认命令是“ctangle”。RM 删除文件命令。默认命令是“rm f”。命令参数变量：下面的这些变量都是相关上面的命令的参数。如果没有指明其默认值，那么其默认值都是空。ARFLAGS 函数库打包程序AR命令的参数。默认值是“rv”。ASFLAGS 汇编语言编译器参数。（当明显地调用“.s”或“.S”文件时）。 CFLAGS C语言编译器参数。CXXFLAGS C+语言编译器参数。COFLAGS RCS命令参数。 CPPFLAGS C预处理器参数。（ C 和 Fort

15、ran 编译器也会用到）。FFLAGS Fortran语言编译器参数。GFLAGS SCCS “get”程序参数。LDFLAGS 链接器参数。（如：“ld”）LFLAGS Lex文法分析器参数。PFLAGS Pascal语言编译器参数。 RFLAGS Ratfor 程序的Fortran 编译器参数。YFLAGS Yacc文法分析器参数。 2.2隐含规则GNUmake包含有一些内置的或隐含的规则，这些规则定义了如何从不同的依赖文件建立特定类型的目标。 GNUmake支持两种类型的隐含规则：（1）、后缀规则（SuffixRule）。后缀规则是定义隐含规则的老风格方法。后缀规则定义了将一个具有某个后

16、缀的文件（例如，.c文件）转换为具有另外一种后缀的文件（例如，.o文件）的方法。每个后缀规则以两个成对出现的后缀名定义，例如，将.c文件转换为.o文件的后缀规则可定义为： .c.o: $(CC)$(CCFLAGS)$(CPPFLAGS)-c-o$ （2）、模式规则（patternrules）。这种规则更加通用，因为可以利用模式规则定义更加复杂的依赖性规则。模式规则看起来非常类似于正则规则，但在目标名称的前面多了一个%号，同时可用来定义目标和依赖文件之间的关系，例如下面的模式规则定义了如何将任意一个X.c文件转换为X.o文件： %.c:%.o $(CC)$(CCFLAGS)$(CPPFLAGS)

17、-c-o$2.3 文件引用在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来，这很像C语言的#include，被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。例如：有这样几个Makefile：a.mk、b.mk、c.mk，还有一个文件叫foo.make，以及一个变量$(bar)，其包含了e.mk和f.mk，那么，下面的语句： include foo.make *.mk $(bar) 等价于： include foo.make a.mk b.mk c.mk e.mk f.mkmake命令开始时，会把找寻include所指出的其它Makefile，并把其内容安置在当前的位

18、置。如果文件都没有指定绝对路径或是相对路径的话，make首先会在当前目录下寻找，如果当前目录下没有找到，那么，make还会在下面的几个目录下找：（1）如果make执行时，有“-I”或“-include-dir”参数，那么make就会在这个参数所指定的目录下去寻找。（2）、如果目录/include（一般是：/usr/local/bin或/usr/include）存在的话，make也会去找。如果有文件没有找到的话，make会生成一条警告信息，但不会马上出现致命错误。它会继续载入其它的文件，一旦完成makefile的读取，make会再重试这些没有找到，或是不能读取的文件，如果还是不行，make才会出

19、现一条致命信息。2.4 Makefile中的函数 在Makefile中可以使用函数来处理变量，从而让命令或规则更为的灵活和具有智能，函数调用，很像变量的使用，也是以“$”来标识的，函数调用后，函数的返回值可以当做变量来使用。 例如：wildcard 的函 数，可以展开成一列所有符合由其参数描述的文件名。文件间以空格间隔。语法如下：$(wildcard PATTERN.)用wildcard 函数找出目录中所有的.c文件：SOURCES = $(wildcard *.c)。实际上，GNU make还是许多如字符串处理函数、文件名操作函数等其他函数3、运行 make3.1 Make的执行 一般来说，

20、最简单的就是直接在命令行下输入make命令，GNU make找寻默认的Makefile的规则是在当前目录下依次找三个文件“GNUmakefile”、“makefile”和“Makefile”。其按顺序找这三个文件，一旦找到，就开始读取这个文件并执行，也可以给make命令指定一个特殊名字的Makefile。要达到这个功能，要求使用make的“-f”或是“-file”参数，例如：make f Hello.makefile 3.2嵌套执行make 在一些大的工程中，不同模块或是不同功能的源文件放在不同的目录中，可以在每个目录中都书写一个该目录的Makefile，这有利于Makefile变得更加地简洁

21、，而不至于把所有的东西全部写在一个Makefile中，这个技术对于进行模块编译和分段编译有着非常大的好处。 例如，有一个子目录叫subdir，这个目录下有个Makefile文件指明了这个目录下文件的编译规则。那么总控的Makefile可以书写：subsystem: cd subdir & $(MAKE) 如果要传递变量到下级Makefile中，那么可以使用export 来声明。3.3 GNU make命令选项GNUmake命令还有一些其他选项，下面给出了这些选项。 命令行选项含义 -CDIR 在读取makefile之前改变到指定的目录DIR。 -fFILE以指定的FILE文件作为makefil

22、e。 -h 显示所有的make选项。 -i 忽略所有的命令执行错误。 -IDIR当包含其他makefile文件时，可利用该选项指定搜索目录。 -n 只打印要执行的命令，但不执行这些命令。 -p 显示make变量数据库和隐含规则。 -s 在执行命令时不显示命令。 -w 在处理makefile之前和之后，显示工作目录。 -WFILE 假定文件FILE已经被修改。【实验内容】第1 步：启动终端，切换到/work 目录下，建立一个hello 文件夹。 第2 步：切换到hello 目录下，利用vi 编辑器创建hello.c 文件，输入如下内容并保存。 第3 步：手动编译hello 应用程序，在hello

23、.c 的目录的终端下输入： emdoorubuntu:/work/hello$ gcc -Wall -c hello.c emdoorubuntu:/work/hello$ gcc hello.o -o hello 第4 步：在该目录下执行./hello，运行hello 程序 第5 步：编写Makefile 文件。用vi 编辑器在hello.c 所在的目录下建立Makefile 文件，输入 如下内容并保存。 第6 步：用rm 命令删除hello 、hello.o 文件 第7 步：执行make 命令，编译hello.c 程序。 第8 步：在该目录下执行./hello，运行hello 程序。 第9

24、 步：执行make clean 清楚编译结果。 第10 步：重新编辑Makefile 文件（红色部分表示修改部分）。 第11 步：重复7、8 步，编译并测试结果。 第12 步：多个.c 文件的编译。在/work 目录先新建一个hello2 目录，并在该目录下用vi 命 令创建文件hello1.c 、hello2.c 、hello.h 和Makefile 。分别输入如下内容。 /* 第13 步：重复7、8 步，编译并测试结果。 第14 步：执行make clean 清楚编译结果。 第15 步：修改Makefile 文件 （红色部分表示修改部分），并保存。 第16 步：重复7、8 步，编译并测试结果。