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使用make工具编译任意目录下所有.c并链接 & 指定输出目录

今朝无言 2023-04-12 原文

如何编写Makefile编译本目录下的所有.c

  首先看怎么编写makefile,实现对本文件夹下.c的编译与链接:

__build: main

src := $(wildcard *.c)
obj := $(src:.c=.o)

main: $(obj)
	$(CC) $^ -o $@
	
$(obj): %.o: %.c
	$(CC) -c $< -o $@

.PHONY: clean
clean:
	rm -f *.o main

在该makefile中,变量 src 为当前目录下的所有 .c 文件,obj 为 .c 对应的所有 .o 文件,主目标 main 依赖于所有 .o,而每个 .o 都依赖于对应的 .c 。因此当首次运行 make 时,可以将所有 .c 都进行编译,然后链接成 main 这个可执行程序。

  但这么编写的 makefile 是不完美的,我们知道 make 是可以通过检查依赖文件的时间戳,从而只编译发生改变的源码文件(如下图所示,更新了 hello.c,因此 make 重新编译生成了 hello.o,然后重新链接生成了 main 文件)。但由于在本 makefile 中,.o 的依赖文件仅有其对应的 .c,因此如果改变的是其引用的头文件(如这里的 hello.h),重新运行 make 会发现 make 没有重新编译,如下图所示,这显然是不符合我们要求的。

改进

  为了实现当更新头文件后,也重新编译对应文件的功能,需要将 .c 的所有引用的头文件也加入到目标依赖中,cc -MM xxx.c 命令即可分析 .c 的依赖关系,如下

可以看到,其输出形式与 <目标>: [依赖] 的 makefile 规则形式完全一致,因此可以编写如下 makefile

__build: main

src := $(wildcard *.c)
obj := $(src:.c=.o)
dep := $(addprefix .,$(src:.c=.d))

main: $(obj)
	$(CC) $^ -o $@

# 生成.c的依赖关系文件.d
$(dep): .%.d: %.c
	$(CC) -MM $< > $@

-include $(dep)		# 读入.d文件,使用隐含规则生成.o

.PHONY: clean
clean:
	rm -f *.o main .*.d
	

由于 hello.c 和 main.c 中都 include 了 hello.h,因此当更新 hello.h 后,重新 make ,可以发现其重新编译了 hello.c 以及 main.c ,然后重新链接生成了可执行文件 main。

  而如果更新的文件是 .c 文件,则首先会重新分析依赖关系,然后重新编译该 .c 文件,最后重新链接 main。

编译任意目录下的所有 .c & 指定输出目录

  由于我们经常会用到将一个目录下的所有 .c 文件进行编译链接,如果是上述的 makefile,就不免要在每一个待编译目录下都创建一个类似的 makefile,这种重复工作显然是没必要的,因此我们能不能创建一个 makefile ,可以直接指定其编译目录,甚至指定其输出目录呢?这就要用到 makefile 的参数传递了,可以编写 makefile.build 如下

src-list	:=	$(filter %.c,$(shell ls $(M)))
obj-list	:=	$(patsubst %.c,%.o,$(src-list))
dep-list	:=	$(patsubst %.c,.%.d,$(src-list))

src-list	:=	$(addprefix $(M)/,$(src-list))
obj-list	:=	$(addprefix $(O)/,$(obj-list))
dep-list	:=	$(addprefix $(M)/,$(dep-list))

PHONY		:=	
target		:=	$(O)/built-in.o

PHONY	+= __build
__build: $(target)

$(target): $(obj-list)
	$(CC) $^ -o $@

# 生成依赖文件.d
$(dep-list):  $(M)/.%.d: $(M)/%.c
	$(CC) -MM $< > $@
	@echo "$(O)/`cat $@`\n\t\$$(CC) -c -o \$$@ \$$(filter %.c,$$^)" -e > $@
	@sed -i 's/-e$$//g' $@
# 规则里的echo似乎有bug,加-e才能打印转义符,但-e本身也会作为字符串进行打印  所以还要处理一次,删掉-e

-include $(dep-list)

PHONY	+= clean
clean:
	rm -f $(target) $(obj-list) $(dep-list)

.PHONY: $(PHONY)

编写 makefile 如下

curr_PATH		=	$(shell pwd)

makefile_PATH	=	$(curr_PATH)/scripts
build			=	$(makefile_PATH)/makefile.build

# 源代码目录
src_PATH		=	$(curr_PATH)/src

# 输出目录
output_PATH		=	$(curr_PATH)/out
output_PATH		:=	$(shell mkdir -p $(output_PATH) && cd $(output_PATH) && pwd)	#若该输出文件夹不存在,创建之   注意用:=,否则递归引用自身!

build:
	$(MAKE) -f $(build) M=$(src_PATH) O=$(output_PATH)
# 通过传递M、O两个自定义变量设置源文件目录以及输出文件夹

clean:
	$(MAKE) -f $(build) M=$(src_PATH) O=$(output_PATH) clean

文件组织结构如下

  makefile.build 就是通用的 make 文件,通过指定两个变量 (这里定义为待编译文件夹M,以及输出文件夹O)实现对编译目录与输出目录的指定。

  对该 makefile 进行测试,结果如上图,可以看到其行为符合预期,仅重新编译链接了改动的的源文件。

  编译后的文件树如下

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