gcc/make/Makefile 源码编译

本章主要说 c 语言。

源码工作流程：程序员编写代码 -> 编译 -> 产生二进制执行文件 -> 文件加载到系统运行。

编译这个环节，其实是一个高级语言翻译成低级语言过程：高级语言 -> 汇编 -> 机器语言。

• 1. 概述
• 2. gcc
• 3. make/Makefile
  • 3.1. make 工作流程
  • 3.2. Makefile 规则
  • 3.3. Makefile 实例
• 4. 编译子文件夹
  • 4.1. 目录
  • 4.2. Makefile 文件内容
• 5. 参考

1. 概述

• 随着时代变迁，人类根据不同应用场景，创造了很多应用级别的高级语言，例如 c 语言，然而这些都是高级语言，机器不懂啊，机器就是一堆硬件，它只懂（0 1）二进制机器码。用二进制机器码编写代码对人类非常不友好，那怎么办，后面工程师创造了汇编语言，比二进制机器码高级一点，它封装了二进制命令。后来在这个基础上，人们又创造出很多对人类友好的高级语言，只要将这些高级语言翻译成汇编就好了。

• 高级语言转汇编过程中，需要编译器进行“翻译”。例如 gcc 编译器套件，它是一个程序集合。编译器对高级语言通过：预编译 -> 编译 -> 汇编 -> 链接，产生可以被系统加载运行的二进制文件。

• 编译器可以对源码进行翻译，一个复杂的项目，往往不是一个简单的文件就能实现的，它通过很多文件实现不同功能，组合起来完成一个项目。这其实是模块化，不同的小功能模块，当你需要哪个小功能模块时就添加进来构成一个整体。但是编译器没那么智能，它不懂文件之间的依赖关系是怎么样的。所以 make 自动化构建命令工具应运而生，研发人员通过编写 Makefile 文件，将源码文件之间的依赖关系通过一定规则建立起来。make 工具读取 Makefile 文件规则，调用编译器套件（gcc）编译链接这些文件，最终这些小模块组织起来编译成预期的可执行文件。

2. gcc

GCC（GNU Compiler Collection，GNU编译器套件）是由GNU开发的编程语言译器。GNU编译器套件包括C、C++、 Objective-C、Fortran、Java 和 Go 语言等，也包括了这些语言的库（如libstdc++，libgcj等）。

• 常用参数。

• 测试源码。

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// hello.c
#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv) {
    printf("hello world\n");
    return 0;
}

• gcc 编译运行结果。

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# gcc -O0 -g hello.c -o hello && ./hello
hello world

3. make/Makefile

3.1. make 工作流程

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。

参考：《跟我一起学 Makefile》– 五、make 的工作方式

3.2. Makefile 规则

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target ... : prerequisites ...
(tab)command

• 关键字。

• 语法。

3.3. Makefile 实例

• 编译前。

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# ls
Makefile     ae.h         ae_kqueue.c  anet.h       networking.c server.c
ae.c         ae_epoll.c   anet.c       config.h     server.h

• Makefile 文件内容。

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CC = gcc
CFLAGS = -g -O0

SRCS = $(wildcard ./*.c)
OBJS = $(patsubst %.c, %.o, $(SRCS))
SERVER_NAME = my-redis-server

.PHONY: clean

$(SERVER_NAME): $(OBJS)
	$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@

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

clean:
	rm -f $(OBJS)
	rm -f $(SERVER_NAME)

• 编译。

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# make clean; make
rm -f  ./ae.o  ./ae_epoll.o  ./ae_kqueue.o  ./anet.o  ./networking.o  ./server.o
rm -f my-redis-server
gcc -g -O0 -c ae.c -o ae.o
gcc -g -O0 -c ae_epoll.c -o ae_epoll.o
gcc -g -O0 -c ae_kqueue.c -o ae_kqueue.o
gcc -g -O0 -c anet.c -o anet.o
gcc -g -O0 -c networking.c -o networking.o
gcc -g -O0 -c server.c -o server.o
gcc -g -O0 ae.o ae_epoll.o ae_kqueue.o anet.o networking.o server.o -o my-redis-server

• 编译结果。

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# ls
Makefile        ae_epoll.c      anet.c          my-redis-server server.c
ae.c            ae_epoll.o      anet.h          networking.c    server.h
ae.h            ae_kqueue.c     anet.o          networking.o    server.o
ae.o            ae_kqueue.o     config.h

4. 编译子文件夹

参考 test_libco Makefile 配置。

4.1. 目录

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# tree -L 2
.
├── Makefile
├── Makefile.test
├── libco
│   ├── CMakeLists.txt
│   ├── LICENSE.txt
│   ├── Makefile
│ ...
└── ...

4.2. Makefile 文件内容

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LIBCO_DIR = libco
TEST_DIR = $(shell pwd)

.PHONY : build

build:
	cd $(LIBCO_DIR) && make -f Makefile
	cd $(TEST_DIR) && make -f Makefile.test

clean:
	cd $(LIBCO_DIR) && make clean -f Makefile
	cd $(TEST_DIR) && make clean -f Makefile.test

5. 参考

• 《跟我一起学 Makefile》
• Make 命令教程
• 进程内存分布（Linux）
• 编译器 cc、gcc、g++、CC 的区别
• wiki Makefile
• gcc （GNU编译器套件）
• GCC 参数详解
• Make (software)
• gcc-Link-Options