工作过程中，平时不怎么关注Makefile的书写规则，对于遇到的编译错误一般能看懂Makefile的基本规则也能解决。但如果想要编写Makefile文件还是有相当的难度的，更不用说包含多个目录和文件的功程了。于是在调试了一下午的情况下，终于把一个包含多个目录的基本Makefile给实现了，特此记录下来。 其实编写这个Makefile的目的很简单：便于集中分类管理平时的小程序。 （文章不是用来描述Makefile规则）
1. Makefile多目录结构
在windows上可以使用tree命令查看目录的树状信息（下图是在Windows下通过tree /f目录查看的)
简单的说明：
该工程目前包含有四个源代码目录和一个编译目录target，编写该功能的目的是为了方便对平时编写的小程序的管理和测试。
| 目录名 | 说明 |
|---|---|
| main | 存放main函数的C文件，用来测试运行其他接口程序 |
| process | 进程和线程相关 |
| scheduler | 任务调度代码实现 |
| sleep | 延时函数实现：select, pselect等实现 |
| target | 存放编译过程中生成的.o文件，因此不包含makefile |
2. 多目录Makefile编写思路
- 首先编译各个子目录的文件，生成一系列目标文件(.o文件）
- 然后将各个子目录编译生成的目标文件链接为最终的可执行文件
3. 工程根目录下的总控Makefile
#Makefile
#author : sunzd
#date : 2020-02-23
#location: Beijing
CC = gcc
MAKE = make
CFLAGS = -g -W -O2
LFLAGS =
#directory
TOP_DIR := $(PWD)
OBJ_DIR := $(TOP_DIR)/target
BIN_DIR := $(TOP_DIR)
SRC_SCHEDULE_DIR := $(TOP_DIR)/scheduler
SRC_SLEEP_DIR := $(TOP_DIR)/sleep
SRC_PROCESS_DIR := $(TOP_DIR)/process
SRC_MAIN_DIR := $(TOP_DIR)/main
#这里指定要编译的子目录信息
SUB_DIR := $(SRC_SCHEDULE_DIR) $(SRC_SCHEDULE_DIR) $(SRC_SLEEP_DIR) $(SRC_MAIN_DIR)
TARGET := demo.out
#方法一:手动指定所有的目标文件
#OBJS ?= $(OBJ_DIR)/scheduler.o
#OBJS += $(OBJ_DIR)/scheduler_demo.o
#OBJS += $(OBJ_DIR)/mySleep.o
#OBJS += $(OBJ_DIR)/main.o
#方法二:自动获取指定目录下的目标文件
#OBJS = $(shell ls $(OBJ_DIR)/*.o) works
#OBJS := $(shell ls $(OBJ_DIR)/*.o) can't work
#OBJS ?= $(OBJ_DIR)/$(wildcard *.o) can't work
OBJS ?= $(shell ls $(OBJ_DIR)/*.o)
#将重要的变量export，供子目录中的Makefile使用
export CC CFLAGS TOP_DIR OBJ_DIR BIN_DIR SRC_PROCESS_DIR SRC_SCHEDULE_DIR SRC_SLEEP_DIR OBJS \
SRC_MAIN_DIR
all : $(SUB_DIR) $(TARGET)
#依次进入各个子目录进行编译
$(SUB_DIR):ECHO
$(MAKE) -C $@
ECHO:
@echo sub directorys: $(SUB_DIR)
@echo begin compile::::
#最终要生成的目标文件规则
$(TARGET):$(OBJS)
#@echo ======== OBJS: $(OBJS) =======
$(CC) $(LFLAGS) $(CFLAGS) $(OBJS) -o $@
.PHNOY: clean
clean:
rm -rf $(OBJ_DIR)/*.o $(TARGET)
说明：
| 变量定义方式 | 说明 |
|---|---|
| = | 延时变量 |
| ？= | 延时变量 |
| ：= | 立即变量 |
| 延时变量 | 在定义时不计算变量的值，在用到时再计算变量的值 |
| 立即变量 | 在定义时便计算出变量的值 |
这里由于不想通过手动指定所有的.o文件，而这些文件只有在子目录完全编译成功后会生成，因此在定义时不能采用立即变量，必须采用延时变量，等到最后编译生成可执行文件时在计算获取target目录下的所有.o文件。主要是为了方便后续扩展。
4. 子目录下的Makefile
工程中四个子目录的Makefile文件都一样(确实很方便)，如果后续需要提前新的功能创建新的目录，如果没有特殊需求，可以直接将Makefile拿来使用。
#获取当前目录下所有的.c文件
src := $(shell ls *.c)
#获取要编译的目标文件(.o文件): 使用patsubst函数做后缀替换实现
objs := $(patsubst %.c,%.o,$(src))
#OBJS += $(OBJ_DIR)/$(objs)
#目标: 1)编译.o文件 2）将.o文件移动到指定目录
all : $(objs) MOVE
#1)编译.o文件
%.o:%.c
$(CC) -c $^ -o $@
#2）将.o文件移动到指定目录
MOVE:
mv *.o $(OBJ_DIR)
4. 疑问
在Makefile规则的最后，一般是链接各个目录的目标文件生成最终的可执行文件。可以想到的方式有三种：
- 手动在中控Makefile中指定所有的.o文件（可能还有链接库，头文件等）。这种方式就是不方便扩展，每次增删文件需要修改总控的Makefile
- 将所有的目标文件放到一个特定的目录，最后读取对应的目录文件完成最后的链接操作。缺点很明显：对于需要链接特殊库和搜索指定路径的程序没有办法实现，还需要手动指定。
- 在总控Makefile中预先定义变量，每一个子目录的变量将各自的目标文件、链接文件、搜索路径添加到特定的全局变量中，最终由总控Makefile在生成最后的可执行文件时引用相应的全局变量即可。
在尝试使用第三种方式时，子目录虽然成功修改了全局变量OBJS，但是在总控的Makefile中，依然为空，尚不清楚哪个原因。留着后续处理
