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飞凌嵌入式ElfBoard ELF 1板卡-Linux内核移植之Makefile介绍

前面我们编译内核时，那么多.c文件最终生成一个zImage镜像。其实是make工具通过解析Makefile文件进行一系列编译操作，最终生成我们想要的镜像文件。Makefile文件中描述了个工程所有文件的编译顺序、编译规则以及依赖关系，决定了工程中文件是否需要编译，以及这些文件的编译顺序。Make工具还可以通过比较文件最后修改时间，来决定哪些文件需要更新哪些不需要更新，更改了某个文件之后，只对依赖此文件的目标文件进行重新编译更新，这就大大减少了编译时间。
打开源码目录可以看到，Makefile文件不仅存在于源码根目录下，在其他的子目录下也基本都有Makefile文件。在执行编译时，Make工具会解析根目录下Makefile 文件进行编译，而根目录的Makefile会调用子目录下的Makefile，子目录下又有子目录，层层调用。
Makefile需要按照一定的格式语法规则进行书写。如果你是做Linux应用开发的人员，那么写Makefile就是必备技能，就需要深谙Makefile语法规则。对于我们Linux平台初级开发人员，很少需要我们去写一个复杂的Makefile文件，只是在做平台移植的时候可能需要去简单修改或者阅读Makefile文件，所以呢，下面我们就简单了解一下Makefile基本格式规则。
目标和依赖
目标就是我们需要生成的文件，依赖就是生成目标文件所需要的其他文件，称为依赖文件。基本语法规则如下：
  1. targets … :dependent_files …
  2. (tap)command
  3. …
举例一
我们先创建一个简单的app.c文件：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ touch app.c
在文件中输入如下代码：
  1. #include
  2. int main(void)
  3. {
  4.         printf("my first app !!! \r\n");
  5.         return 0;
  6. }
按照基本规则建立一个简单的Makefile文件，app为我们需要的目标文件，app.c为所要生成的app的依赖文件，gcc –o app app.c就是生成目标app需要执行的命令。
建立一个Makefile文件：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ touch makefile
文件中输入如下内容：


注意：复制粘贴过程中可能会出现格式问题
  1. app:app.c
  2.         gcc -o app app.c
使用make命令，可以看到执行了命令gcc -o app app.c，ls命令查看文件，发现在该目录下生成了app目标文件：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. gcc -o app app.c
  3. elf@ubuntu:~/work/tmp$ ls
  4. app app.c makefile
执行app，即可看到app.c中我们写的打印信息：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ ./app
  2. my first app !!!
然后我们再执行make命令，会发现出现如下信息，‘app’ is up to date，说明app已经是最新的，没必要再重新生成：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. make: ‘app’ is up to date.
我们做一下稍微的改动，修改app.c文件中的内容或者使用touch命令更改一下app.c的时间属性，然后再进行make看看：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ touch app.c
  2. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  3. gcc -o app app.c
可以看到又重新执行了gcc -o app app.c命令，重新生成了app。也就是说，make工具会判断依赖文件的时间戳是否比目标文件时间戳更新，来决定是否重新生成目标文件。
举例二
假如我们有多个文件需要编译，比如我们创建多个文件fun1.c，fun1.h，fun2.c，fun2.h，app.c。
fun1.c：
  1. #include
  2. #include "fun1.h"
  3. void fun1(char *s)
  4. {
  5.         printf("%s\r\n",s);
  6. }
fun1.h：
  1. #ifndef _FUN1_H
  2. #define _FUN1_H
  3. void fun1(char *s);
  4. #endif
fun2.c：
  1. #include "fun2.h"
  2. int fun2(int x,int y)
  3. {
  4.         return x+y;
  5. }
fun2.h：
  1. #ifndef _FUN2_H
  2. #define _FUN2_H
  3. int fun2(int x,int y);
  4. #endif
创建app.c文件，该文件引用fun1.c和fun2.c中定义的函数：
  1. #include
  2. #include "fun1.h"
  3. #include "fun2.h"
  4. int main(void)
  5. {
  6.         fun1("I am fun1 !");
  7.         printf("fun2 return value=%d \n",fun2(1,2));
  8.         return 0;
  9. }
最后创建makefile文件，其中app是我们的最终目标文件，app的依赖文件为app.o，fun1.o，fun2.o，这几个.o文件称为中间目标文件，它们又有各自所依赖的.c和.h文件，最后的clean也是一个目标文件，但是这个目标没有任何依赖，也不会生成真正文件，只是执行一条命令，我们称之为伪目标。我们可以看到clean执行的是删除.o和app的命令。
注意：复制粘贴过程中可能会出现格式问题
  1. app:app.o fun1.o fun2.o
  2.         gcc -o app app.o fun1.o fun2.o
  3. app.o:app.c
  4.         gcc -c app.c
  5. fun1.o:fun1.c fun1.h
  6.         gcc -c fun1.c
  7. fun2.o:fun2.c fun2.h
  8.         gcc -c fun2.c
  9. clean:
  10.          rm -rf *.o app                  
创建完成之后，我们直接make：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. gcc -c app.c
  3. gcc -c fun1.c
  4. gcc -c fun2.c
  5. gcc -o app app.o fun1.o fun2.o
  6. elf@ubuntu:~/work/tmp$ ls
  7. app  app.c  app.o  fun1.c  fun1.h  fun1.o  fun2.c  fun2.h  fun2.o  makefile           
上图可以看到生成最终目标app和一些中间目标文件，这个过程经过了以下四个步骤：
  1. gcc -c app.c
  2. gcc -c fun1.c
  3. gcc -c fun2.c
  4. gcc -o app app.o fun1.o fun2.o
执行app，可以看到执行成功：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ ./app
  2. I am fun1 !
  3. fun2 return value=3
现在修改其中一个文件fun2.h后，比如更改一下fun2.h的时间属性，然后再次编译：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ touch fun2.h
  2. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  3. gcc -c fun2.c
  4. gcc -o app app.o fun1.o fun2.o
可以看到只用了两个步骤，app的其他依赖文件并没有被重新编译生成。
最后，执行make clean清除中间文件和app：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make clean
  2. rm -rf *.o app
  3. elf@ubuntu:~/work/tmp$ ls
  4. app.c  fun1.c  fun1.h  fun2.c  fun2.h  makefile
变量定义
变量是在Makefile中定义的名字，用来代替一个文本字符串，该文本字符串称为该变量的值。变量名是不包括“:”、“#”、“=”结尾空格的任何字符串。变量名是大小写敏感的。推荐在Makefile内部使用小写字母作为变量名。
变量赋值方式有以下几种：
递归赋值
变量的名称 = 变量值
变量的值将会是整个Makefile中最后被指定的值。
举例，建立一个makefile文件，定义两个变量a和b，引用变量使用$()，使用@echo进行打印：


注意：复制粘贴过程中可能会出现格式问题
  1. a = 123
  2. b = $(a) string
  3. a = 678
  4. target:
  5.         [url=home.php?mod=space&uid=70594]@echo[/url] "a = $(a)"
  6.         @echo "b = $(b)"
可以看到b的值为678 string，而不是123 string
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. a = 678
  3. b = 678 string
简单赋值
变量的名称 := 变量值
变量的值决定于它在Makefile中的位置，而不是整个Makefile展开后最终的值。
注意：复制粘贴过程中可能会出现格式问题
  1. a := 123
  2. b := $(a) string
  3. a := 678
  4. target:
  5.         @echo "a = $(a)"
  6.         @echo "b = $(b)"
make后可以看到b的值为123 string：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. a = 678
  3. b = 123 string
条件赋值
变量的名称 ?= 变量值
如果变量未定义，则使用该变量值定义变量。如果该变量已经被定义赋值，则该赋值语句无效，使用原有值。


注意：复制粘贴过程中可能会出现格式问题
  1. a ?= 123
  2. b ?= $(a) string
  3. a ?= 678
  4. target:
  5.         @echo "a = $(a)"
  6.         @echo "b = $(b)"
make后，a的值是第一次被赋予的值：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. a = 123
  3. b = 123 string
追加赋值
变量的名称 += 变量值
举例：


注意：复制粘贴过程中可能会出现格式问题
  1. a := 123
  2. b := $(a) string
  3. a += $(b)
  4. target:
  5.         @echo "a = $(a)"
  6.         @echo "b = $(b)"
make之后结果：
  1. elf@ubuntu:~/work/tmp$ make
  2. a = 123 123 string
  3. b = 123 string
系统变量
系统变量或者叫环境变量，包含了常见编译器、汇编器的名称及其编译选项，我们在编译之前使用source /opt/fsl-imx-x11/4.1.15-2.0.0/environment-setup-cortexa7hf-neon-poky-linux-gnueabi主要就是设置这些系统环境变量的值。
下表列出了Makefile中常见系统变量及其部分默认值：
AR：库文件维护程序的名称，默认值为ar；
AS：汇编程序的名称，默认值为as；
CC：C编译器的名称，默认值为cc；
CPP：C预编译器的名称，默认值为$(CC) –E；
CXX：C++编译器的名称，默认值为g++；
FC：FORTRAN编译器的名称，默认值为f77；
RM：文件删除程序的名称，默认值为rm –f；
ARFLAGS：库文件维护程序的选项，无默认值；
ASFLAGS：汇编程序的选项，无默认值；
CFLAGS：C编译器的选项，无默认值；
CPPFLAGS：C预编译的选项，无默认值；
CXXFLAGS：C++编译器的选项，无默认值；
FFLAGS：FORTRAN编译器的选项，无默认值；
条件表达式的语法
（1）比较arg1和arg2值是否相同，如果相同则执行text-if-true，否则执行text-if-false。
  1. ifeq (,  )
  2. text-if-true
  3. else
  4. text-if-false
  5. endif
比较arg1和arg2值是否相同，如果不同则执行text-if-true，否则执行text-if-false，与上面的ifeq相反。
  1. ifneq (,  )
  2. text-if-true
  3. else
  4. text-if-false
  5. endif
（2）判断variable是否为空，如果非空则为真，执行text-if-true，否则执行text-if-false。
  1. ifdef
  2. text-if-true
  3. else
  4. text-if-false
  5. endif
判断variable是否为空，如果为空则为真，执行text-if-true，否则执行text-if-false。
  1. ifndef
  2. text-if-true
  3. else
  4. text-if-false
  5. endif

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