实验二 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shell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.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.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.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”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
shell创建文件并写入内容
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
GNU make 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，GNU make 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“cweave”。
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 Fortran 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。

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