一個簡單的通用Makefile實現
Makefile是Linux下程序開發的自動化編譯工具，一個好的Makefile應該準確的識別編譯目標與源文件的依賴關系，并且有著高效的編譯效率，即每次重新make時只需要處理那些修改過的文件即可。Makefile擁有很多復雜的功能，這里不可能也沒必要一一介紹，為了簡化問題的復雜性，本文僅和大家討論針對單目錄下的C/C++項目開發，如何寫一個通用的Makefile。
首先，我們假設當前工程目錄為prj/，該目錄下有6個文件，分別是：main.c、abc.c、xyz.c、abc.h、xyz.h和Makefile。其中main.c包含頭文件abc.h和xyz.h，abc.c包含頭文件abc.h，xyz.c包含頭文件xyz.h，而abc.h又包含了xyz.h。它們的依賴關系如圖1。
圖1 文件依賴關系
第一次使用Makefile應該寫成這個樣子（假設生成目標main）：
main:main.o abc.o xyz.o
gcc main.o abc.o xyz.o -o main
main.o:main.c abc.h xyz.h
gcc -c main.c –o main.o -g
abc.o:abc.c abc.h xyz.h
gcc -c abc.c –o abc.o -g
xyz.o:xyz.c xyz.h
gcc -c xyz.c -o xyz.o -g
clean:
rm main main.o abc.o xyz.o -f
雖然這樣Makefile完全符合Makefile的書寫規則，但是當代碼文件再增加幾倍后，再管理這些命令將會是一個噩夢！！！因此Makefile提供了默認規則和自動推導幫我們完成一些常用功能。然后，我們將Makefile修改如下：
EXE=main
CC=gcc
OBJ=main.o abc.o xyz.o
CFLAGS=-g
(EXE):(OBJ)
(CC)^ -o $@
clean:
rm (EXE)(OBJ) -f
變量EXE，CC，OBJ分別代指目標程序名，編譯器名，目標文件名。CFLAGS是Makefile的預定義變量，它會附加在每條編譯命令（gcc -c）之后。
$(EXE)是對變量的引用，$^代指所有的依賴項——即$(OBJ)，$@代指目標項——即$(EXE)。該命令等價于：(CC)(OBJ) -o $(EXE)。
這個Makefile只有目標文件鏈接的命令，源文件的編譯命令都被忽略了！這正是Makefile的自動推導功能——它可以將目標文件自動依賴于同名的源文件，即：
main.o:main.c
gcc -c main.c -o main.o
abc.o:abc.c
gcc -c abc.c -o abc.o
xyz.o:xyz.c
gcc -c xyz.c -o xyz.o
按照上述方式，只要工程下增加了源文件后，只需要在OBJ初始化處增加一個*.o即可。但是這種方式是有問題的，Makefile的自動推導功能只會推導出目標文件對源文件的依賴關系，而不會增加頭文件的依賴關系！！！這導致的直接問題就是修改項目的頭文件，不會導致make的自動更新！除非修改頭文件后運行一次make clean，再運行make…… :-)
為了能讓make自動包含頭文件的依賴關系，我們需要做一點額外的工作。幸運的是gcc為我們提供了一個編譯選項（gcc -M，對于g++是-MM），能輸出目標文件的依賴關系！比如：
$gcc -M main.c
main.o:main.c abc.h xyz.h
如果將每個源文件的依賴關系包含到Makefile里，就可以使得目標文件自動依賴于頭文件了！再次修改原先的Makefile：
EXE=main
CC=gcc
SRC=$(wildcard *.c)
OBJ=$(SRC:.c=.o)
CFLAGS=-g
all:depend $(EXE)
depend:
@(CC)−MM(SRC) > .depend
-include .depend
(EXE):(OBJ)
(CC)(OBJ) -o $(EXE)
clean:
@rm (EXE)(OBJ) .depend -f
我們虛設了一個目標all，它依賴于depend和實際的目標EXE。而depend正式將所有的源文件對應的目標文件的依賴關系輸入到.depend文件，并包含在Makefile內！這里有幾個細節需要說明：
1．.depend文件是隱藏文件，避免和工程的文件混淆。
2．include命令之前增加符號‘-’，避免第一次make時由于.depend文件不存在報告錯誤信息。
3．SRC初始化為wildcard *.c表示當前目錄下的所有.c源文件，這就省去了我們手動輸入新增的源文件。
4．OBJ初始化為SRC:.c=.o，表示將SRC中所有.c結尾的文件名替換為.o結尾的，這樣就自動生成了源文件的目標文件序列。
5．clean的rm命令錢@符號表示執行該命令時不輸出任何信息。
這樣，每次執行make時都會重新計算目標文件的依賴關系，并輸出到.depend文件，然后包含到Makefile后進行編譯工作，這樣目標文件的依賴關系就不會出錯了！而我們得到了一個能自動包含源文件和識別頭文件依賴關系的Makefile，將該文件應用于任何單目錄的C/C++工程（C++需要修改部分細節，不作贅述）都能正常工作。
但是，這種方式也有一定的不足，當頭文件的依賴關系不發生變化時，每次make也會重新生成.depend文件。如果這樣使得工程的編譯變得不盡人意，那么我們可以嘗試將依賴文件拆分，使得每個源文件獨立擁有一個依賴文件，這樣每次make時變化的只是一小部分文件的依賴關系。
EXE=main
CC=gcc
SRC=$(wildcard *.c)
OBJ=$(SRC:.c=.o)
DEP=(patsubst(SRC))
CFLAGS=-g
(EXE):(OBJ)
(CC)^ -o $@
$(DEP):.%.d:%.c
@set -e;\
rm -f $@;\
(CC)−M< > @.$$$;\
sed 's,$∗\.o[ :]*,\1.o @:,g′<@.
> $@;\
rm -f @.$$$
-include $(DEP)
clean:
@rm (EXE)(OBJ) $(DEP) -f
該Makefile增加了一個變量DEP，初始化為patsubst %.c,.%.d,$(SRC)，表示將SRC中的以*.c結尾的源文件名替換為.*.d的形式，比如main.c對應著文件.main.d，這就是main.c的依賴關系文件，且是隱藏的。
為了生成每個源文件的依賴文件，建立了目標依賴關系$(DEP):.%.d:%.c，該關系表示，對于目標DEP，通過$@可以訪問一個依賴文件，通過$>則訪問對應的同名源文件。命令部分使用\連接，表示當前命令作為一個整體在一個進程內執行。該組命令的含義是：將gcc -M生成的信息輸出到一個臨時文件，然后在：之前加上當前的文件名輸出到依賴文件。比如對于main.c生成的臨時文件信息為：
main.o:main.c abc.h xyz.h
處理后依賴文件信息是：
main.o .main.d:main.c abc.h xyz.h
這樣的依賴關系表示main.o和它的依賴關系文件的依賴項是一致的，只要相關的源文件或頭文件發生了改變，才會重新生成目標文件和依賴關系文件，也就達到了依賴關系文件單獨更新的目的了。
雖然如此，但是這樣的Makefile也不是完美的。現假設工程目錄內新增一個源文件lmn.c，按照Makefile的指令make后會產生.lmn.d依賴關系文件。而如果我們再刪除lmn.c源文件后，重新make后.lmn.d依然存在！尤其是當重復增刪很多源文件后，工程目錄下可能會存在很多無用的依賴文件，當然這些問題可以通過make clean解決。
通過前邊的討論，我們得到一個能在單目錄工程下工作的通用Makefile，至于是實現為單獨一個依賴文件的形式，還是每個源文件產生一個獨立的依賴文件，要根據程序作者自己的喜惡來選擇。雖然每種方法都有一些細微的瑕疵，但是不影響這個通用的Makefile的實用性，試想一下在工程目錄下拷貝一份當前的Makefile，稍加修改便可以正確的編譯開發，一定會令人心情大好。希望本文對你學習Linux寫的程序開發有所幫助！
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