一個適用于層級目錄結構的makefile模版
今天寫了個層次化的Makefile模版，用來自動化編譯項目，這個模版應當包含以下功能：
- 適用于層次化結構，Makefile主要內容都放在頂層目錄下的Makefile.env中，子層Makefile包含這個Makefile.env，只要增加一些變量就可以編譯，特別方便添加新的功能模塊
- 自動解析頭文件依賴
我的程序的目錄結構是這樣的：
1. 源文件目錄src，模塊xxx放在src/xxx下，主程序在src/main下面
2.公共頭文件放在include目錄下，模塊xxx的頭文件放在include/xxx目錄下
3.模塊輸出的鏈接庫放在lib目錄下
4.可執行文件放在bin目錄下
先來看一下Makefile.env，這個類似于c的頭文件，包含了所有Makefile的公共部分，
########### MakeFile.env ##########
# Top level pattern, include by Makefile of child directory
# in which variable like TOPDIR, TARGET or LIB may be needed
CC=gcc
MAKE=make
AR=ar cr
RM = -rm -rf
CFLAGS+=-Wall
dirs:=$(shell find . -maxdepth 1 -type d)
dirs:=$(basename $(patsubst ./%,%,$(dirs)))
dirs:=$(filter-out $(exclude_dirs),$(dirs))
SUBDIRS := $(dirs)
SRCS=$(wildcard *.c)
OBJS=$(SRCS:%.c=%.o)
DEPENDS=$(SRCS:%.c=%.d)
all:$(TARGET) $(LIB) subdirs
$(LIB):$(OBJS)
$(AR) $@ $^
cp $@ $(LIBPATH)
subdirs:$(SUBDIRS)
for dir in $(SUBDIRS);\
do $(MAKE) -C $$dir all||exit 1;\
done
$(TARGET):$(OBJS)
$(CC) -o $@ $^ $(LDFLAGS)
cp $@ $(EXEPATH)
$(OBJS):%.o:%.c
$(CC) -c $< -o $@ $(CFLAGS)
-include $(DEPENDS)
$(DEPENDS):%.d:%.c
set -e; rm -f $@; \
$(CC) -MM $(CFLAGS) $< > $@.$$$$; \
sed 's,\($*\)\.o[:]*,\1.o $@:,g' < $@.$$$$ > $@; \
rm $@.$$$$
clean:
for dir in $(SUBDIRS);\
do $(MAKE) -C $$dir clean||exit 1;\
done
$(RM) $(TARGET) $(LIB) $(OBJS) $(DEPENDS)
當前目錄下的子目錄是通過shell命令自動得到的，subdirs:$(SUBDIRS) 這塊會進入每個子目錄執行make，當然有些子目錄并不需要編譯，可以通過exclude_dirs指定，比如頂層目錄的exclude_dirs=bin lib include。
$(DEPENDS):%.d:%.c 這塊作用是自動生成頭文件依賴，這部分包括5條命令，看起來很復雜，其實原理很簡單，假設main.c，包含頭文件depend.h, 解析過程如下：
1. @set –e 命令設置當前Shell進程狀態為：如果執行的任何一條命令的退出狀態非零則立刻終止當前進程。
2. rm -f $@ 刪除原來的main.d文件
3. gcc的-MM參數能夠生成文件的依賴關系main.o:main.c depend.h，寫入文件main.d. $$$$，$$是進程號
4. sed命令作用是將main.o:main.c depend.h替換成main.o main.d:main.c depend.h, 并寫入main.d文件
5. rm -f $@.$$$$刪除臨時文件
Include $(SRCS:.c=.d)將main.d包含進來后，Makefile增加了以下依賴
main.o main.d:main.c depend.h
不管是main.c還是depend.h的變化都會更新main.o 以及main.d,main.d的更新又反過來更新上面這條依賴關系。
這條依賴下面并沒有對應的命令，為什么會更新目標文件呢？這跟Makefile的運行步驟有關系，引用下陳浩先生的《跟我一起寫Makefile》
GNU的 make 工作時的執行步驟如下：
1、讀入所有的 Makefile。
2、讀入被 include 的其它 Makefile。
3、初始化文件中的變量。
4、推導隱晦規則，并分析所有規則。
5、為所有的目標文件創建依賴關系鏈。
6、根據依賴關系，決定哪些目標要重新生成。
7、執行生成命令。
所以1-5 步為第一個階段，形成了所有的依賴關系鏈，6-7 為第二個階段，決定了所有需要生成的目標文件后，執行對應的命令。上面的依賴關系雖然沒有命令，但是確定了main.o要重新生成，就會找到以下編譯模塊生成目標文件
$(OBJS):%.o:%.c
$(CC) -c $< -o $@ $(CFLAGS)
假設有一個模塊first，源文件都放在src/first下，Makefile如下
TOPDIR=./../.. LIB=libfirst.a INCPATH=$(TOPDIR)/include/first LIBPATH=$(TOPDIR)/lib CFLAGS= -I$(INCPATH) include $(TOPDIR)/Makefile.env
TOPDIR是相對于頂層目錄的相對路徑，LIB是要生成的鏈接庫，這樣只要幾行命令就可以完成當前模塊的編譯了，而且first下面還可以添加子模塊。
假設main.c在src/main目錄下，調用了first模塊，Makefile如下
TOPDIR=./../.. TARGET=main LIBPATH=$(TOPDIR)/lib EXEPATH=$(TOPDIR)/bin CFLAGS= -I$(TOPDIR)/include/first LDFLAGS= -lfirst include $(TOPDIR)/Makefile.env
TARGET是生成的可執行文件名，在LIBPATH目錄下尋找鏈接庫，生成的可執行文件會被mv到EXEPATH目錄下
src下沒有源文件，只有目錄，所以Makefile非常簡單
TOPDIR=./.. include $(TOPDIR)/Makefile.env
頂層目錄下的Makefile也很簡單，相對增加了exclude_dirs，排除不需要編譯的目錄
TOPDIR=. exclude_dirs= include bin lib include $(TOPDIR)/Makefile.env
現在只需要在頂層目錄下make一下，src下所有目錄都會編譯，生成的鏈接庫放在lib下，可執行文件在bin目錄中。如果要增加新的功能模塊，只要在src/目錄下新建目錄，增加一個類似first下的Makefile即可，是不是很方便？
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