【嵌入式Linux基础】Makefile详解 - 教程

Makefile详解

• 一、什么是 Makefile？
• • 1.1 核心作用​
  • 1.2 适用场景​
  • 1.3 依赖工具​
  • 1.4 make 命令执行流程
  • 1.5 make选项
• 二、Makefile 基础语法
• • 2.1 基本结构
  • 2.2 核心概念
  • 2.3 **变量**
• 三、Makefile 进阶用法
• • 3.1 条件判断
  • 3.2 函数
  • 3.3 Makefile嵌套执行
• 总结

时隔多日，我真是AI偷懒，虽然学了很多了，但是记录也得加把劲了。

一、什么是 Makefile？

1.1 核心作用​

Makefile 是一个自动化构建脚本，用于定义项目的编译规则、依赖关系和执行流程。它的核心价值在于：​

• 自动化编译：一键完成「源码 → 目标文件 → 可执行文件」的全流程​
• 避免复杂命令行并减少编译时间
• 增量构建：只重新编译修改过的文件，大幅提升开发效率​
• 统一规范：为项目提供标准化的构建方式，便于团队协作​

1.2 适用场景​

C/C++ 等编译型语言项目（最经典场景）​

• 多文件、多模块的复杂项目​
• 需要自定义构建流程的场景（如文档生成、部署脚本）​
• 跨平台项目的构建适配​

1.3 依赖工具​

Makefile 依赖 make 命令执行，主流操作系统默认预装：​
Linux/macOS：自带 GNU Make​
Windows：需安装 MinGW 或 WSL

1.4 make 命令执行流程

• make命令会在当前目录下按顺序寻找 GNUmakefile、makefile、 Makefile文件
• 把Makefile中第一个目标文件作为最终目标
• 按“堆栈”顺序，依序找到每个目标文件，判断新旧关系，必要时生成新的目标文件，直到最终生成最终目标。

1.5 make选项

选项	作用说明	示例
-h / --help	显示 make 的帮助信息（包含所有选项说明）	make -h 或 make --help
-v / --version	显示 make 的版本信息	make -v 或 make --version
-f / --file=	指定要使用的 Makefile 文件（默认查找 Makefile 或 makefile）	make -f MyMakefile （使用 MyMakefile）
-n / --just-print	模拟执行（“干跑”），只显示要执行的命令，不实际运行	make -n （查看构建步骤，不真正编译）
-B / --always-make	强制重新构建所有目标（忽略文件时间戳，即使目标已 “最新”）	make -B （完全重新编译所有内容）
-j / --jobs=	指定并行执行的任务数（加速编译，n 为并行数量）	make -j4 （4 个任务并行编译）
-k / --keep-going	即使某个目标构建失败，继续执行其他可独立构建的目标	make -k （一个模块出错，不中断其他）
-s / --silent	静默模式，不显示执行的命令（只输出命令的结果）	make -s （仅看构建结果，不看命令）
-t / --touch	不执行命令，仅更新目标文件的时间戳（让 make 认为目标已 “最新”）	make -t （标记目标为已更新）
-d	显示调试信息（详细输出 make 的解析过程、依赖检查、执行逻辑等）	make -d （调试复杂 Makefile 时用）
-C	切换到指定目录 后再执行 make（常用于嵌套 Makefile 调用）	make -C src （进入 src 目录执行 make）

二、Makefile 基础语法

2.1 基本结构

• 一个 Makefile 的核心由「规则（Rule）」组成，规则的基本格式：

目标（Target）: 依赖（Prerequisites）​
    命令（Commands）

目标：要生成的文件（如可执行文件、目标文件）或执行的动作（如 clean）
依赖：生成目标所需的文件或其他目标
命令：实现目标的具体操作
例如：

main: main.c
	gcc main.c -o main

2.2 核心概念

1）默认目标

Make 会默认执行第一个规则的目标（无需指定目标名称）。如需指定默认目标，可在开头添加：

.DEFAULT_GOAL := main

如此一来，最终目标便会被强制指定为对应的目标，而不是第一个目标：

.DEFAULT_GOAL :=main
clean:
	rm -f main
mian: main.c
	gcc main.c -o main

2）伪目标（Phony Target）
用于执行动作（而非生成文件）的目标，需用 .PHONY 声明，避免与同名文件冲突：

.PHONY: clean
clean:
	rm -f main

如此一来，程序并不会直接执行clean ，而是当使用make clean的时候才会执行对应的动作。
如clean般的伪目标，一般习惯放在末尾，不能放在开头

2.3 变量

用于简化规则、统一配置，分为自定义变量和自动变量。
1）自定义变量

CC := gcc  # 编译器​
CFLAGS := -Wall -g  # 编译选项（-Wall 显示警告，-g 生成调试信息）​
TARGET := app  # 目标文件名​
SRC := main.c utils.c  # 源码文件​
# 使用变量（$(变量名)）​
$(TARGET): $(SRC)​
    $(CC) $(CFLAGS) $(SRC) -o $(TARGET)

• 变量赋值：常见的有如下三种
  • =延迟赋值，当使用= 赋值时，变量为使用时赋值
  • :=立即赋值，当使用:=赋值时，变量为直接赋值
  • ?=条件赋值，当使用?=赋值时，变量为空赋值
  • 举例说明

# 1. = 延迟赋值（使用时才计算，受后续修改影响）
x = $(y)
y = 100
x2 = $(y)
y = 200  # 后续修改y
# 2. := 立即赋值（定义时计算，不受后续修改影响）
a := $(b)
b = 300
a2 := $(b)
b = 400  # 后续修改b
# 3. ?= 条件赋值（仅变量未定义时生效）
c ?= 500  # c未定义，赋值生效
c ?= 600  # c已定义，赋值无效
d = 700   # d已提前定义
d ?= 800  # d已定义，赋值无效
# 打印变量值
all:
	@echo "= 延迟赋值："
	@echo "x = $(x) "
	@echo "x2 = $(x2)"
	@echo ""
	@echo ":= 立即赋值："
	@echo "a = $(a) "
	@echo "a2 = $(a2)"
	@echo ""
	@echo "?= 条件赋值："
	@echo "c = $(c) "
	@echo "d = $(d)"

结果：

• 需要注意的是，当我们在使用 make 变量名=值时，从命令行传入的值会直接覆盖定义好的值，但是可以通过添加 override 指示符，就可以使用在Makefile中设置的参数了
• 绝对不能出现，循环嵌套！！！

2）自动化变量

• 自动变量用于简化命令，无需重复写目标 / 依赖名称
• 常见的自动化变量有$@ 、$^ 、 $< 、$?等。
  • $@ :当前规则的目标
  • $< :当前规则的第一个依赖文件
  • $^ :当前规则的所有依赖
  • $? :当前规则中比目标文件更新的所有依赖文件
• 举例：

CC := gcc​ #编译器
CFLAGS := -Wall -g​ #编译选项
TARGET := main #目标文件
SRC := main.c utils.c​
​# 通过变量和自动化变量，Makefile文档可重复利用
$(TARGET): $(SRC)​
    $(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@-o app​
.PHONY: clean​
clean:​
    rm -rf $(TARGET) *.o

3）预定义变量

• AR：归档维护程序，默认为ar
• AS：汇编程序，默认为as
• CC：C编译程序，默认为cc
• CPP：C预处理程序， 默认为cpp
• RM：文件删除程序，默认为：rm –f
• ARFLAGS：传给归档维护程序的参数，默认rv
• ASFLAGS：传给汇编程序的参数，无默认值
• CFLAGS：传给C编译器的参数，无默认值
• CPPFLAGS：传给C预处理器的参数，无默认值
• LDFLAGS：传给链接器的参数，无默认值

三、Makefile 进阶用法

3.1 条件判断

• 语法

# 基本结构（else 可选）
conditional-directive
  text-if-true  # 条件为真时执行的内容
else
  text-if-false  # 条件为假时执行的内容（可选）
endif

• 主要有四种条件判断 ifeq、ifneq、ifdef、ifndef

# 定义测试变量
VAR1 = hello
VAR2 = world
VAR3 = hello  # 与 VAR1 相等
# VAR4 未定义（用于 ifdef/ifndef 测试）
# 1. ifeq：判断两个参数是否相等（支持字符串/变量）
ifeq ($(VAR1), hello)
  MSG1 = "VAR1 等于 'hello'"
else
  MSG1 = "VAR1 不等于 'hello'"
endif
# 2. ifneq：判断两个参数是否不相等
ifneq ($(VAR1), $(VAR2))
  MSG2 = "VAR1 不等于 VAR2"
else
  MSG2 = "VAR1 等于 VAR2"
endif
# 3. ifdef：判断变量是否已定义（只要被赋值过，包括空值）
ifdef VAR3
  MSG3 = "VAR3 已定义"
else
  MSG3 = "VAR3 未定义"
endif
# 4. ifndef：判断变量是否未定义
ifndef VAR4
  MSG4 = "VAR4 未定义"
else
  MSG4 = "VAR4 已定义"
endif
# 打印结果
all:
	@echo "ifeq 测试: $(MSG1)"
	@echo "ifneq 测试: $(MSG2)"
	@echo "ifdef 测试: $(MSG3)"
	@echo "ifndef 测试: $(MSG4)"

结果：

3.2 函数

Makefile 内置常用函数，用于文件查找、字符串处理等，支持的函数语法如下：

$(function  arg1,arg2,…)

常用函数：

• foreach函数：

$(foreach  ,,)

功能：：把list中的单词逐一取出，送入var指定的变量中，然后再执行test表达式。每执行一次test返回一个字串，所有字串用空格连接起来就是函数的返回值。

names:=a b c
 $(foreach  n,  $(names),  $(n).c)
返回：a.c b.c c.c

• if函数：

$(if ,,)

功能：如条件为真（condition非空），则返回then部分，否则返回else部分（或空）

tmp=
res=$(if tmp,tmp not exist,tmp exist)
all:
	@echo $(m)
# 结果为 tmp not exist

• wildcard函数：

$(wildcard )

功能：匹配当前目录下所有符合模式的文件（支持*等通配符），返回文件名列表（空格分隔）。

# 匹配当前目录下所有.c文件
src_files := $(wildcard *.c)
# 若当前目录有a.c、b.c、main.c，则返回：a.c b.c main.c

• patsubst函数：

$(patsubst ,,)

功能：对 中的字符串进行模式替换，中的%匹配任意字符，替换为中%对应的部分（保留原结构）。

# 将.c文件替换为.o文件
obj_files := $(patsubst %.c,%.o,a.c b.c main.c)
# 返回：a.o b.o main.o

• notdir函数：

$(notdir )

功能：从文件路径列表中移除目录部分，仅保留文件名。

# 提取路径中的文件名
files := $(notdir src/a.c include/b.h lib/c.so)
# 返回：a.c b.h c.so

• shell函数：

$(shell )

功能：执行指定的 shell 命令，返回命令的输出结果（自动去除末尾换行符）。

# 获取当前目录路径
cur_dir := $(shell pwd)
# 若当前目录为/home/user/project，则返回：/home/user/project
# 获取当前时间（格式：年-月-日）
today := $(shell date +%Y-%m-%d)
# 若当天是2025-11-10，则返回：2025-11-10

常用的函数如上，当然还有很多函数自行解锁吧。

3.3 Makefile嵌套执行

• Makefile 嵌套执行指的是在一个主 Makefile 中调用其他子目录中的 Makefile（通常用于大型项目的模块化管理，将不同模块的编译规则拆分到各自目录的 Makefile中）。

• 例如:
  1）目录结构：

project/
├── Makefile       # 主 Makefile（嵌套执行入口）
├── src/           # 源码目录
│   ├── main.c
│   └── Makefile   # src 目录的子 Makefile
└── test/          # 测试目录
    ├── test.c
    └── Makefile   # test 目录的子 Makefile

2）子目录 Makefile 实现:
src/Makefile

# 目标：生成可执行文件 app
app: main.c
	gcc main.c -o app
	@echo "src 目录编译完成：生成 app"
# 清理 src 目录生成的文件
clean:
	rm -f app
	@echo "src 目录清理完成"

test/Makefile

# 目标：生成测试可执行文件 test_app
test_app: test.c
	gcc test.c -o test_app
	@echo "test 目录编译完成：生成 test_app"
# 清理 test 目录生成的文件
clean:
	rm -f test_app
	@echo "test 目录清理完成"

3)主Makefile实现

# 定义子目录列表
SUBDIRS := src test
# 默认目标：编译所有子目录
all: $(SUBDIRS)
# 嵌套执行子目录的 make（% 匹配子目录名）
$(SUBDIRS):
	@echo "\n===== 开始编译 $@ 目录 ====="
	$(MAKE) -C $@  # -C $@ 切换到子目录 $@，执行该目录的 Makefile
	@echo "===== $@ 目录编译结束 =====\n"
# 清理所有子目录的生成文件
clean:
	@echo "\n===== 开始清理所有目录 ====="
	$(foreach dir, $(SUBDIRS), $(MAKE) -C $(dir) clean;)  # 循环调用子目录的 clean 目标
	@echo "===== 所有目录清理结束 =====\n"
.PHONY: all clean $(SUBDIRS)  # 声明伪目标，避免与同名目录冲突

执行 make 或者 make all

总结

makefile博大精深，还有很多内容如隐含规则等并没有在本文中介绍，日后精进了，再写其进阶。