1、基本编译流程

发行版linux系统都会安装gcc，可以通过下面的命令查看gcc版本，如下所示，我这里是ubuntu16.04：

gcc 命令格式如下：

gcc [选项] [文件名字]
1

主要选项如下：

• -c： 只编译不链接为可执行文件，编译器将输入的.c 文件编译为.o 的目标文件。
• -o： <输出文件名>用来指定编译结束以后的输出文件名，如果不使用这个选项的话 GCC 默认编译出来的可执行文件名字为 a.out。
• -g： 添加调试信息，如果要使用调试工具(如 GDB)的话就必须加入此选项，此选项指示编译的时候生成调试所需的符号信息。
• -O： 对程序进行优化编译，如果使用此选项的话整个源代码在编译、链接的的时候都会进行优化，这样产生的可执行文件执行效率就高。
• -O2： 比-O 更幅度更大的优化，生成的可执行效率更高，但是整个编译过程会很慢。

编译的流程：

下面的图来自从零0⃣️开始写Makefile【新手教程】

因此总结一下：GCC 编译器的编译流程是：预处理、编译、汇编和链接。

预处理就是展开所有的头文件、替换程序中的宏、解析条件编译并添加到文件中。编译是将经过预编译处理的代码编译成汇编代码，也就是我们常说的程序编译。汇编就是将汇编语言文件编译成二进制目标文件。链接就是将汇编出来的多个二进制目标文件链接在一起，形成最终的可执行文件，链接的时候还会涉及到静态库和动态库等问题。

整个流程如下所示：

2、最基本的makefile

那么什么是makefile呢？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。这个文件就是makefile文件了。

下面用一个最基础的例子来说明什么是makefile：

下面是一个最基本的makefile文件

下面是运行他需要的外部函数：

这样如果要写一个makefile来编译这个工程，（makefile需要我们创建一个名为makefile的文件，make进行编译的时候会自动寻找这个文件进行编译）写法如下：

在使用的时候，也只需要make一下即可，之后运行就可以看到结果了，如下所示：

可以看到这个其实是跟gcc的编译好像没什么区别，那这样还不如gcc直接输入一下不是也很方便吗，的确，当文件比较少的时候无法凸显出makefile强大的功能，下面就了解一下makefile的基本规则再来看看吧。

3、makefile的基本规则

1、基本使用

makefile的基本规则格式如下：

目标…... : 依赖文件集合……
命令 1
命令 2
……
1
2
3
4

上面的例子不是很据有代表性，下面我用一个makefile的模版来说明一下：

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

clean:
	rm *.o
	rm main
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

上面的makefile中根据最开头的语法规则来看，第一条是默认规则，就是main，main依赖于main.o，input.o，calcu.o这几个文件，然后下面三个就指明了其他main.o等这个几个的依赖，比如main.o是依赖于main.c然后需要gcc来编译这个命令，最后有一个clean的项，但是clean需要我们make clean才会执行，但是第一个main的命令则不需要，因为第一行是默认命令，没有其他干扰会首先执行第一条命令。

因此来总结一下makefile的工作流程：

• 1、 make 命令会在当前目录下查找以 Makefile(makefile 其实也可以)命名的文件。
• 2、当找到 Makefile 文件以后就会按照 Makefile 中定义的规则去编译生成最终的目标文件。
• 3、当发现目标文件不存在，或者目标所依赖的文件比目标文件新(也就是最后修改时间比目标文件晚)的话就会执行后面的命令来更新目标。

2、相关规则

1、变量

跟 C 语言一样 Makefile 也支持变量的，先看一下前面的例子：

这里例如main.o input.o calcu.o这三个变量我们输入了两遍，如果过程很复杂还有输入很多遍，因此就可以省略的写法，如下所示：
不像 C 语言中的 Makefile 中的变量都是字符串，类似 C 语言中的宏。（这里补充一点，就是makefile的注释符号是#），Makefile 中变量的引用方法是“$ (变量名)”，比如本例中的“$ (objects)”就是使用变量 objects。

2、赋值符

Makefile变量的赋值符有“=“，”:=”和“?=”这三种，他们的用法如下所示：

= 就是直接赋值的意思了，这个很容易理解，但是要注意一点就是，这个赋值符以最新的为准，就是前面赋值一次，后面修改了这个变量，以最新修改的为准：

：= 这个赋值符的区别就在于，他以第一次的赋值结果为准，不用后面修改的值

？=直接看下面的例子吧

name ?= zzk
1

如果变量 name 前面没有被赋值，那么此变量就是“zzk”，如果前面已经赋过值了，那么就使用前面赋的值。

+= 这个用于变量是字符串的时候，用于追加复制，可以理解为字符串的拼接，如下所示：

name = main.o input.o 
name += calcu.o
1
2

3、模式规则

上述 Makefile 将对应的.c 源文件编译为.o 文件，每一个 C 文件都要写一个对应的规则，如果工程中 C文件很多的话显然不能这么做。为此，我们可以使用 Makefile 中的模式规则：

通过模式规则我们就可以使用一条规则来将所有的.c 文件编译为对应的.o 文件。模式规则中，至少在规则的目标定义中要包涵“%”，否则就是一般规则，目标中的“%”表示对文件名的匹配，“%”表示长度任意的非空字符串，比如“%.c”就是所有的以.c 结尾的文件，类似与通配符， a.%.c 就表示以 a.开头，以.c 结束的所有文件。

例如下面的命令

%o:%c
	cmd
1
2

4、自动化变量

上面的规则都是目标和依赖都是一系列的文件，每次模式规则进行解析都是不同的目标和依赖，但是命令只有一行，如何通过一行命令从不同的依赖中生成对应的目标，需要我们使用自动化变量来实现，下面例举了常见的自动化变量：

这样上面的代码可以修改为：

这里就是指定所有的依赖文件了

5、伪目标

Makefile 有一种特殊的目标——伪目标，一般的目标名都是要生成的文件，而伪目标不代表真正的目标名，在执行 make 命令的时候通过指定这个伪目标来执行其所在规则的定义的命令。使用伪目标主要是为了避免 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，有时候我们需要编写一个规则用来执行一些令，但是这个规则不是用来创建文件的，

比如下面的，我们一般会写一个clean的目标，方便我们清理掉一些过程文件：

但是如果正好有一个文件名字是clean的话，那就不一样了，当执行make clean的时候，规则因为没有依赖文件，因此目标被认为是最新的，后面的命令就不会继续执行了，而是重新编译，因此我们可以把clean声明为伪目标，声明的方式如下：

.PHONY:clean
1

最终如下所示：

6、条件判断

其中条件关键字有 4 个： ifeq、 ifneq、 ifdef 和 ifndef，这四个关键字其实分为两对、 ifeq 与 ifneq、 ifdef 与 ifndef，他们的用法如下所示：

ifeq(<参数1>,<参数2>)
判断两个参数是否相同，相同为真，参数1和2可以作为函数返回值

ifneq(<参数1>,<参数2>)
判断两个参数是否不相同，不相同为真，参数1和2可以作为函数返回值

ifdef<变量名>
变量名的值非空表达式为真
ifndef<变量名>
变量名的值为空表达式为真
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

7、函数使用

Makefile 支持函数，类似 C 语言一样， Makefile 中的函数是已经定义好的，我们直接使用，不支持我们自定义函数。 make 所支持的函数不多，但是绝对够我们使用了，函数的用法如下：

$(函数名 参数集合) 这里（）可以用｛｝代替

1、函数subst 字符串替换函数

$(subst <from>,<to>,<text>) 将test中的from换成to
1

2、函数patsubst 完成模式字符串替换

$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)

此函数查找字符串<text>中的单词是否符合模式<pattern>，如果匹配就用<replacement>来替换掉， 
<pattern>可以使用通配符“%”，表示任意长度的字符串，函数返回值就是替换后的字符串。如果
<replacement>中也包涵“%”，那么<replacement>中的“%”将是<pattern>中的那个“%”所代表的字符串。
1
2
3
4
5

3、函数dir获取目录

$(dir <names…>) 这里就是获取<names>的目录部分
1

4、函数notdir 去除文件中的目录部分

$(notdir <names…>) 提取文件名
1

5、 函数foreach 完成循环

$(foreach <var>, <list>,<text>)

此函数的意思就是把参数<list>中的单词逐一取出来放到参数<var>中，然后再执行<text>所
包含的表达式。每次<text>都会返回一个字符串，循环的过程中， <text>中所包含的每个字符串
会以空格隔开，最后当整个循环结束时， <text>所返回的每个字符串所组成的整个字符串将会是
函数 foreach 函数的返回值。
1
2
3
4
5
6

6、函数 wildcard ：通配符在变量定义和函数使用的时候不会自动展开，需要用到wildcard这个函数

$(wildcard PATTERN…)
1

例如我们要获取当前目录下所有的.c 文件，类似“%”。

$(wildcard *.c)
1

4、一些好用的makefile模版

这个算一个更新吧，等有了再说，下面是一个编译当前目录下所有.c文件的模版

SOURCE = $(wildcard *.c)
TARGETS = $(patsubst %.c, %, $(SOURCE))

CC = gcc
CFLAGS = -Wall -g -lm#如果有math.h要加上这个lm选项

all:$(TARGETS)

$(TARGETS):%:%.c
		$(CC) $< $(CFLAGS) -o $@

.PHONY:clean all
clean:
	-rm -rf $(TARGETS)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14