今天写了个层次化的Makefile模版，用来自动化编译项目，这个模版应当包含以下功能：
- 适用于层次化结构，Makefile主要内容都放在顶层目录下的Makefile.env中，子层Makefile包含这个Makefile.env，只要增加一些变量就可以编译，特别方便添加新的功能模块
- 自动解析头文件依赖
我的程序的目录结构是这样的：
1. 源文件目录src，模块xxx放在src/xxx下，主程序在src/main下面
2.公共头文件放在include目录下，模块xxx的头文件放在include/xxx目录下
3.模块输出的链接库放在lib目录下
4.可执行文件放在bin目录下
先来看一下Makefile.env，这个类似于c的头文件，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) $(DEPENDS)
当前目录下的子目录是通过shell命令自动得到的，subdirs:$(SUBDIRS) 这块会进入每个子目录执行make，当然有些子目录并不需要编译，可以通过exclude_dirs指定，比如顶层目录的exclude_dirs=bin lib include。
$(DEPENDS):%.d:%.c 这块作用是自动生成头文件依赖，这部分包括5条命令，看起来很复杂，其实原理很简单，假设main.c，包含头文件depend.h, 解析过程如下：
1. @set –e 命令设置当前Shell进程状态为：如果执行的任何一条命令的退出状态非零则立刻终止当前进程。
2. rm -f $@ 删除原来的main.d文件
3. gcc的-MM参数能够生成文件的依赖关系main.o:main.c depend.h，写入文件main.d. $$$$，$$是进程号
4. sed命令作用是将main.o:main.c depend.h替换成main.o main.d:main.c depend.h, 并写入main.d文件
5. rm -f $@.$$$$删除临时文件
Include $(SRCS:.c=.d)将main.d包含进来后，Makefile增加了以下依赖
main.o main.d:main.c depend.h
不管是main.c还是depend.h的变化都会更新main.o 以及main.d,main.d的更新又反过来更新上面这条依赖关系。
这条依赖下面并没有对应的命令，为什么会更新目标文件呢？这跟Makefile的运行步骤有关系，引用下陈浩先生的《跟我一起写Makefile》
GNU的 make 工作时的执行步骤如下：
1、读入所有的 Makefile。
2、读入被 include 的其它 Makefile。
3、初始化文件中的变量。
4、推导隐晦规则，并分析所有规则。
5、为所有的目标文件创建依赖关系链。
6、根据依赖关系，决定哪些目标要重新生成。
7、执行生成命令。
所以1-5 步为第一个阶段，形成了所有的依赖关系链，6-7 为第二个阶段，决定了所有需要生成的目标文件后，执行对应的命令。上面的依赖关系虽然没有命令，但是确定了main.o要重新生成，就会找到以下编译模块生成目标文件
$(OBJS):%.o:%.c
$(CC) -c $< -o $@ $(CFLAGS)
假设有一个模块first，源文件都放在src/first下，Makefile如下
TOPDIR=./../.. LIB=libfirst.a INCPATH=$(TOPDIR)/include/first LIBPATH=$(TOPDIR)/lib CFLAGS= -I$(INCPATH) include $(TOPDIR)/Makefile.env
TOPDIR是相对于顶层目录的相对路径，LIB是要生成的链接库，这样只要几行命令就可以完成当前模块的编译了，而且first下面还可以添加子模块。
假设main.c在src/main目录下，调用了first模块，Makefile如下
TOPDIR=./../.. TARGET=main LIBPATH=$(TOPDIR)/lib EXEPATH=$(TOPDIR)/bin CFLAGS= -I$(TOPDIR)/include/first LDFLAGS= -lfirst include $(TOPDIR)/Makefile.env
TARGET是生成的可执行文件名，在LIBPATH目录下寻找链接库，生成的可执行文件会被mv到EXEPATH目录下
src下没有源文件，只有目录，所以Makefile非常简单
TOPDIR=./.. include $(TOPDIR)/Makefile.env
顶层目录下的Makefile也很简单，相对增加了exclude_dirs，排除不需要编译的目录
TOPDIR=. exclude_dirs= include bin lib include $(TOPDIR)/Makefile.env
现在只需要在顶层目录下make一下，src下所有目录都会编译，生成的链接库放在lib下，可执行文件在bin目录中。如果要增加新的功能模块，只要在src/目录下新建目录，增加一个类似first下的Makefile即可，是不是很方便？