【Linux仓库】Linux内核：深度解剖Makefile如何管理百万行代码？

背景

• 会不会写makefile，从⼀个侧⾯说明了⼀个⼈是否具备完成⼤型⼯程的能⼒。
• ⼀个⼯程中的源⽂件不计数，其按类型、功能、模块分别放在若⼲个⽬录中，makefile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。
• makefile带来的好处就是⸺“⾃动化编译”，⼀旦写好，只需要⼀个make命令，整个⼯程完全⾃动编译，极⼤的提⾼了软件开发的效率。
• make是⼀个命令⼯具，是⼀个解释makefile中指令的命令⼯具，⼀般来说，⼤多数的IDE都有这个命令，⽐如：Delphi的make，Visual C++的nmake，Linux下GNU的make。可⻅，makefile都成为了⼀种在⼯程⽅⾯的编译⽅法。
• make是⼀条命令，makefile是⼀个⽂件，两个搭配使⽤，完成项⽬⾃动化构建。

理解make/Makefile

make是一个Linux系统内置的命令；

Makefile是一个需要工程师自己建立的的一个文件！

编写代码

code:code.c
    gcc -o code code.c

.PHONY:clean
clean:
    rm -f code

得到理论

上面这段代码中各自代表什么含义呢？

可以看到程序写完后，进行make时第一次没问题，但是多次make后会显示已是最新的，不能重新编译；但我们进行make clean时却可以无限次，这是为啥呢？

1. 重复编译是需要耗费时间的，如果多次编译但源代码都是同一份显然是没有必要的；
2. clean清除所有的⽬标⽂件，以便重编译，且能多次运行。

可以发现，clean的左边加上了 .PHONY ，这是什么意思呢？

.PHONY表示：被修饰的目标是一个伪目标，且伪目标总是被执行的。

啊？伪目标总是被执行是什么意思呢？由小编带着大家一步步解析。

要理解被执行，我们可以从总是不被执行作为切入点。

上图中多次make不会再次编译，这就是不被执行。那它又是如何做到不被执行的呢？

在指令章节介绍了stat指令，它可以列出一个文件的访问、内容修改、属性修改时间。

• Modify: 内容变更，时间更新
• Change：属性变更，时间更新
• Access：常指的是文件最近一次被访问的时间。在Linux的早期版本中，每当⽂件被访问时，其atime都会更新。但这种机制会导致⼤量的IO操作。（因此可能是多次访问只会修改一次）

在下图中，我们对一个未修改文件进行修改时，其文件内容最近修改时间发生了变化，此时可以重新make了。

因此，不被执行是根据文件内容最近修改时间与exe时间对比来决定是否需要重新编译 ！

那么，总不被执行即是忽略exe和文件内容最近修改时间对比。

结论：.PHONY:让make忽略源⽂件和可执⾏⽬标⽂件的M时间对⽐！ 最佳实践：可执行程序，不需要修饰成.PHONY，clean修饰成总是被执行！

推导过程

上面这种方式是一步到位的，能否像gcc那样生成 .i , .s , .o 的临时文件呢？可以的。

​myproc:myproc.o
    gcc myproc.o -o myproc
myproc.o:myproc.s
    gcc -c myproc.s -o myproc.o
myproc.s:myproc.i
    gcc -S myproc.i -o myproc.s
myproc.i:myproc.c
    gcc -E myproc.c -o myproc.i

.PHONY:clean
clean:
    rm -f *.i *.s *.o myproc

根据上面这段程序及make工作规则进行解析：

1. make会在当前⽬录下找名字叫“Makefile”或“makefile”的⽂件。
2. 如果找到，它会找⽂件中的第⼀个⽬标⽂件（target），在上⾯的例⼦中，他会找到 myproc 这个⽂件，并把这个⽂件作为最终的⽬标⽂件。
3. 如果 myproc ⽂件不存在，或是 myproc 所依赖的后⾯的 myproc.o ⽂件的⽂件修改时间要⽐ myproc 这个⽂件新，那么，他就会执⾏后⾯所定义的命令来生成myproc 这个⽂件。
4. 如果 myproc 所依赖的 myproc.o ⽂件不存在，那么 make 会在当前⽂件中找⽬标为myproc.o ⽂件的依赖性，如果找到则再根据那⼀个规则⽣成 myproc.o ⽂件。（像⼀个堆栈的过程）
5. 这就是整个make的依赖性，make会⼀层⼜⼀层地去找⽂件的依赖关系，直到最终编译出第⼀个⽬标⽂件。
6. 在找寻的过程中，如果出现错误，⽐如最后被依赖的⽂件找不到，那么make就会直接退出，并报错，⽽对于所定义的命令的错误，或是编译不成功，make根本不理。
7. make只管⽂件的依赖性，即如果在我找了依赖关系之后，冒号后⾯的⽂件还是不在，那么对不起，我就不⼯作啦。

简单而言 make/makefile 只默认形成一个目标，就是从上到下遇到的第一个目标，并根据依赖关系寻找，如果没有找到依赖关系就会报错，直到找到源文件为止。

但上面这种方法在实践中并不经常使用，像 .i .s 这种临时文件一般是不需要保留的，在vs上也是这样处理的，只保留 .o文件和 可执行程序。因此Makefile的最佳实践如下所示

code:code.c
    gcc -o $@ $^ //$@ 代表:左边部分 $^代表：右边部分

.PHONY:clean
clean:
    rm -f code

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