linux学习3（C++程序编译及makefile编写）

1.最基本的编译过程

此时有一个a.cpp文件，文件中内容如下：

#include <iostream>
using namespace std;
int main()
{
    cout<<"hello world"<<endl;
    return 0;
}

第一步：预处理，将所有的#include头文件以及宏定义替换成其真正的内容，输入命令

g++ -E a.cpp >> a.i

如果不输入>>a.i，只会在终端中显示预处理以后的结果，不会生成.i文件

第二步：编译，将经过预处理之后的程序转换成特定汇编代码(assembly code)的过程，输入命令

g++ -S a.i

这样就可以生成汇编的.s文件

这里有个参数-o，如果不加-o，则生成的文件名为cpp的文件名，如果不想要这个文件名，就可以使用如下命令，生成想要的目标文件名

g++ -S a.i -o xxx

第三步：汇编，汇编过程将上一步的汇编代码转换成机器码(machine code)，也就是二进制。输入命令

g++ -c a.s

这样就可以生成二进制的.o文件

这里有个参数-o，如果不加-o，则生成的文件名为cpp的文件名，如果不想要这个文件名，就可以使用-o参数，生成想要的目标文件名（同上）

第四步：链接，链接过程将多个目标文以及所需的静态链接库文件(.a等)链接成最终的可执行文件(executable file)。输入命令

g++ a.o

生成可执行文件

这里有个参数-o，如果不加-o，则生成的文件名为a.out，如果不想要这个文件名，就可以使用-o参数，生成想要的目标文件名（同上）

注意：并不是需要严格执行每一步才可以，比如想直接生成汇编文件，也就是.s文件。可以直接使用命令

g++ -S a.cpp

相当于系统帮你自动执行了预处理步骤，生成.s文件。

2.常用编译方法

在第一点中讲到的整个编译过程并不是每次编译都需要用到，一般常用的是直接生成可执行文件，比如

g++ a.cpp -o helloworld

然后输入

./helloworld

得到如下的结果

当程序中有非标准库中的头文件时，只编译cpp文件会显示找不到头文件，所以需要用到参数 -i

命令格式

g++ hello.cpp -o hello -I （路径）

其他参数列表

注意：包含头文件的参数-I是大写的i，指定库名的参数是小写的L，不要搞混了。

另一个常用命令是输出二进制文件.o的命令，由于在制作动态和静态库时，需要使用到这个。

g++ -c a.cpp

3.用makefile写编译指令

简单的makefile主要掌握1条规则，2个函数，3个变量即可

以一个简单的情况为例，现在有如下六个文件

整个编译过程应该是如下命令：

gcc -c itcast_asn1_der.c -o itcast_asn1_der.o        预处理、编译、汇编

gcc -c itcastderlog.c -o itcastderlog.o            预处理、编译、汇编

gcc -c keymng_msg.c -o keymng_msg.o             预处理、编译、汇编

gcc -c keymng_msg_test.c -o keymng_msg_test.o        预处理、编译、汇编

gcc itcast_asn1_der.o itcastderlog.o keymng_msg.o keymng_msg_test.o -o a.out    链接

1 条规则：

目标：依赖

    命令

要求，目标必须晚于依赖条件生成时间。如果不满足，则更新目标。

                    如果依赖不存在，寻找新的规则生成依赖。

将如上的五条命令生成五条规则如下：

itcast_asn1_der.o:itcast_asn1_der.c
    gcc -c itcast_asn1_der.c -o itcast_asn1_der.o

itcastderlog.o:itcastderlog.c
    gcc -c itcastderlog.c -o itcastderlog.o

keymng_msg.o:keymng_msg.c
    gcc -c keymng_msg.c -o keymng_msg.o

keymng_msg_test.o:keymng_msg_test.c
    gcc -c keymng_msg_test.c -o keymng_msg_test.o

a.out:itcast_asn1_der.o itcastderlog.o keymng_msg.o keymng_msg_test.o
    gcc itcast_asn1_der.o itcastderlog.o keymng_msg.o keymng_msg_test.o -o a.out   

2 个函数：

$(wildcard 参):    获取指定类型特征的文件、

    src = $(wildcard *.c) 

$(patsubst 参1， 参2， 参3)：根据执行类型变量，获取新变量。

    $(patsubst %.c， %， $(src)): 将参数3 中，包含参数1的部分，替换成参数2。

对应到例子中

#src = itcast_asn1_der.c itcastderlog.c keymng_msg.c keymng_msg_test.c
src = $(wildcard *.c)            
#obj = itcast_asn1_der.o itcastderlog.o keymng_msg.o keymng_msg_test.o
obj = $(patsubst %.c, %.o, $(src))
    

3 个自动变量:

$@:    在规则的 命令中， 表示目标。

$^:    在规则的 命令中， 表示 所有依赖条件

$<:    在规则的 命令中， 表示 第一个依赖条。 如果是模式规则，会将依赖条件依次取出。 执行命令。

4个符号：

= 是最基本的赋值
 
:= 是覆盖之前的值
 
?= 是如果没有被赋值过就赋予等号后面的值
 
+= 是添加等号后面的值

可以参考博客：https://blog.csdn.net/b876144622/article/details/80372161

其他关键词：

1. filter-out可以把一些源文件剔除

比如：

FILES := $(wildcard $(PATH)/src/*.cc)//现获得所有的源文件
SRC_FILES += $(filter-out $(PATH)/src/a.cc $(PATH)/src/b.cc, $(FILES))//剔除一些不想要的源文件

注意：filter-out的语法是filter-out 剔除的内容, 剔除的目标文件

上面那个例子中，就是从FILES中剔除掉a.cc和b.cc

2. @echo可以查看makefile中的变量

debug:
	@echo $(srcc)#显示srcc变量的内容

可以利用刚才的规则将五条规则简化为如下两条规则

#表示终极目标
ALL:app

#使用变量的方式$(变量名)，下面这条是把所有的.c文件变成.o文件
app:$(obj)
    gcc $^ -o $@
#这句话是将所有的.c文件生成.o文件，前面加$(obj)是静态模式规则，obj变量会执行这个模式规则，而其他变量则不会执行这一规则，模式规则就是将所有满足条件的文件依次取出执行这一语句，%.o是目标文件，%.c是依赖文件
$(obj):%.o : %.c
    gcc -c $< -o $@ 

注意：这里的模式规则是指如果目标有多个，并且依赖条件也不一样的情况下，如果依赖条件和目标在名称上有对应关系，可以把多个目标生成语句合并为一个条规则。具体可以看下面这个例子

下面是将c文件放到src文件夹下，头文件放到inc文件夹下，并要求生成的文件放到obj文件夹下，生成的最终的makefile编译文件

#src = itcast_asn1_der.c itcastderlog.c keymng_msg.c keymng_msg_test.c
src = $(wildcard ./src/*.c)			
#obj = itcast_asn1_der.o itcastderlog.o keymng_msg.o keymng_msg_test.o
obj = $(patsubst ./src/%.c, ./obj/%.o, $(src))
#百分号就类似shell指令当中的通配符*，在makefile中这两种通配符都可以使用，但有些情况下不能使用，可以参考这篇文章：https://www.cnblogs.com/warren-wong/p/3979270.html
target = app
inc_path = ./inc
#上面是定义的两个变量
#表示终极目标
ALL:$(target)
 
#使用变量的方式$(变量名)，下面这条是把所有的.c文件变成.o文件
$(target):$(obj)
	gcc $^ -o $@
#模式规则开头不仅仅有目标文件和依赖文件，还会多一个目标集合（个人理解）
#前面加$(obj)就是目标文件集合，将所有满足条件的文件依次取出执行这一语句，
#./obj/%.o是目标文件，./src/%.c是依赖文件，并且其中%是一样的
#其中gcc -c itcast_asn1_der.c -o itcast_asn1_der.o -I ./inc就是这个目标规则中会执行的一句命令
$(obj):./obj/%.o : ./src/%.c
	gcc -c $< -o $@ -I $(inc_path)
 
clean:
	-rm -rf $(obj) $(target)
 
.PHONY: clean ALL
#表示clean和ALL是一种声明符号，不是规则中的目标文件

如果不止是c源文件，还有C++源文件，makefile如下

srcc = $(wildcard ./src/*.c)	
 
srccpp = $(wildcard ./src/*.cpp)			
 
objc = $(patsubst ./src/%.c, ./obj/%.o, $(srcc))
 
objcpp = $(patsubst ./src/%.cpp, ./obj/%.o, $(srccpp))
 
target = app
inc_path = ./inc
 
 
ALL:$(target)
 
#多个依赖可以直接在后面接着写
$(target):$(objc) $(objcpp)
	g++ $^ -o $@
 
$(objc):./obj/%.o : ./src/%.c
	gcc -c $< -o $@ -I $(inc_path)
 
$(objcpp):./obj/%.o : ./src/%.cpp
	g++ -c $< -o $@ -I $(inc_path)
 
clean:
	-rm -rf $(objc) $(objcpp) $(target)
 
debug:
	@echo $(srcc)#显示srcc变量的内容
 
.PHONY: clean ALL

注意：

• 凡是一个名称加冒号，这一行后面就没有的，都是自定义的命令，比如clean，debug（但是ALL特殊），使用的方法就是在终端输入make
  +名称，比如make clean，make debug。但是ALL并不是命令，而是指终极目标，我理解是Makefile文件只能生成一个目标，如果有多个，就是设定一个ALL目标，让这些目标都成为这个ALL目标的依赖即可。并且ALL也不符合命令的格式。
• .PHONY:后面跟的是目标，是可以重复生成的，比如ALL不加在后面，那么如果已经编译生成了ALL，那么如果ALL没有删除，就不可以再次编译ALL。