一个通用的Makefile

一、makefile的作用

Makefile是用于自动编译和链接的，一个工程有很多文件组成，每一个文件的改变都会导致工程的重新链接，但是不是所有的文件都需要重新编译，Makefile中记录有文件的信息，在make时会决定在链接的时候需要重新编译哪些文件。Makefile的宗旨就是：让编译器知道要编译一个文件需要依赖其他的哪些文件。当那些依赖文件有了改变，编译器会自动发现最终的生成文件已经过时，而应该重新编译相应的模块。 makefile带来的好处就是—“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令，整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。默认的情况下，make命令会在当前目录下按顺序找寻文件名为"GNUmakefile"、“makefile”、"Makefile"的文件，找到了解释这个文件。当然也可以使用make -f DIR/makefile 来指定用于makefile文件。

二、makefile语法简述

2.1 makefile规则

target ... : dependencies ... 
            command

target目标文件，可以是Object File，也可以是执行文件，还可以是一个标签 。
dependencies就是，要生成那个target所需要的文件或是目标。
command也就是make需要执行的命令。（任意的Shell命令，可以有若干行）。

这是一个文件的依赖关系，也就是说，target这一个或多个的目标文件依赖于dependencies中的文件，其生成规则定义在command中。dependencies 中如果有一个以上的文件时间要比target文件要新的话，command所定义的命令就会被执行。这就是 Makefile的规则。也就是Makefile中最核心的内容。在Makefile中的命令，必须要以[Tab]键开始。

2.2 变量定义

Makefile中变量的定义一般有两种: =和:=。 =符号定义的变量叫延时变量，只有在使用的时候才扩展开来； :=符号定义的变量为立即变量，一旦定义就扩展。 使用=定义的变量不能追加新值，使用:=定义的变量可以使用+=追加新值

2.3 文件指示

在Makefile使用include关键字可以把别的Makefile包含进来，这很像C语言的#include，被包含的文件会原模原样的放在当前文件的包含位置。include的语法是：include<filename>  filename可以是当前操作系统Shell的文件模式（可以保含路径和通配符）

2.4 伪目标

伪目标并不是一个文件，只是一个标签，由于伪目标不是文件，所以make无法生成它的依赖关系和决定 它是否要执行。我们只有通过显示地指明这个目标才能让其生效。当然，伪目标的取名不能和文件名重名，不然其就失去了伪目标的意义了。当然，为了避免和文件重名的这种情况，我们可以使用一个特殊的标记.PHONY来显示地指明一个目标是伪目标，向make说明，不管是否有这个文件，这个目标就是伪目标。

2.5 自动化变量

$<    第一个依赖文件的名称
$?    所有的依赖文件，以空格分开，这些依赖文件的修改日期比目标的创建日期晚
$@    目标的完整名称
$^    所有的依赖文件，以空格分开，不包含重复的依赖文件

三、通用的makefile实例

工程必备:

• 顶层Makefile
• 顶层Makefile.build
• 子目录Makefile

编译过程:

从顶层开始递归进入子目录，当进入到一个目录的最底层时，开始使用GCC编译，再将该层的所有.o文件打包成build-in.o，返回它的上一层目录再递归进入子目录，当编译完所有的子目录后，就开始编译顶层的.c文件，最后将顶层的.o文件和顶层每个子目录的build-in.o链接成我们的目标文件

顶层Makefile解析(随工程而变):

#-------------------------指定编译工具链-------------------------
CROSS_COMPILE =                         #指定编译器种类

AS        = $(CROSS_COMPILE)as          
LD        = $(CROSS_COMPILE)ld          #链接工具
CC        = $(CROSS_COMPILE)gcc         #编译工具
CPP       = $(CC) -E                    
AR        = $(CROSS_COMPILE)ar          #打包工具
NM        = $(CROSS_COMPILE)nm          

STRIP     = $(CROSS_COMPILE)strip    	#优化工具
OBJCOPY   = $(CROSS_COMPILE)objcopy  	
OBJDUMP   = $(CROSS_COMPILE)objdump  	

export AS LD CC CPP AR NM               #将定义的变量导出，方便其他makefile使用
export STRIP OBJCOPY OBJDUMP            #将定义的变量导出，方便其他makefile使用

CFLAGS := -Wall -O2 -g                  #编译器参数
CFLAGS += -I $(shell pwd)/include       #指定编译器头文件(根据实际项目手动修改)
LDFLAGS := -lm -lfreetype -lvga         #指定编译器链接库(根据实际项目手动修改)
export CFLAGS LDFLAGS                   #将定义的变量导出，方便其他makefile使用
TOPDIR := $(shell pwd)                  #获得当前程序的顶层目录

export TOPDIR                           #输出顶层目录
TARGET := show_file                     #编译后的程序名(根据实际项目手动修改)

#--------------顶层要生成的.o文件以及顶层文件夹(根据实际项目手动修改)--------------
obj-y += main.o
obj-y += display/
obj-y += draw/
obj-y += encoding/
obj-y += fonts/

#----------------------------顶层的第一个规则(默认规则)--------------------------
all :
    make -C ./ -f $(TOPDIR)/Makefile.build      #进入当前目录，使用顶层的makefile.build进行编译
    $(CC) $(LDFLAGS) -o $(TARGET) built-in.o    #将编译好的built-in.o文件链接生成我们的目标文件

#---------------------------------顶层的清除规则-------------------------------
clean:
    rm -f $(shell find -name "*.o")       #删除所有的.o文件
	rm -f $(shell find -name "*.d")       #删除所有的.d文件
    rm -f $(TARGET)                       #删除目标文件
.PHONY:all clean

顶层Makefile.build解析(无需改动):

PHONY := __build        #定义一个PHONY变量
__build:                #开头说明__build伪目标，使其成为Makefile.build的第一个目标
obj-y :=                #定义当前目录的目标变量，初始值为空
subdir-y :=             #定义当前目录的子目录变量，初始值为空
include Makefile        #将当前目录的Makefile包含进来，初始化obj-y
                        #obj-y:=a.o b.o c/ d/
__subdir-y := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(obj-y)))    #筛选出当前目录的目标变量中的子目录，并且去掉/
							 						  	 #$(filter %/, $(obj-y)):c/ d/
							 							 #__subdir-y:c d
subdir-y += $(__subdir-y)				 				 #将开始定义的subdir-y赋值为__subdir-y
							 							 #subdir-y:c d
subdir_objs := $(foreach f,$(subdir-y),$(f)/built-in.o)  #对于subdir-y里面的每一个值(目录),增加一个相应的目录/built-in.o的变量值
							 							 #subdir_objs：c/built-in.o d/built-in.o
cur_objs := $(filter-out %/, $(obj-y))     		 		 #得到obj-y中的.o文件
							 							 #cur_objs:a.o b.o
dep_files := $(foreach f,$(cur_objs),.$(f).d)     		 #对于所有的.o文件，定义它的依赖文件名
							 							 #dep_files: .a.d .b.d
dep_files := $(wildcard $(dep_files))

ifneq ($(dep_files),)          #根据依赖文件名，判断依赖文件是否存在，存在就包含就来
    include $(dep_files)
endif

PHONY += $(subdir-y) 		   #将$(subdir-y)也加入到变量PHONY中

#------------------------Makefile. build的第一个规则-------------------------
__build : $(subdir-y) built-in.o			#第一个规则
$(subdir-y):                                #第一个规则的第一个依赖规则
    make -C $@ -f $(TOPDIR)/Makefile.build  #依次进入该子目录变量里面存储的值，使用的Makefile.build进行编译
built-in.o : $(cur_objs) $(subdir_objs)     #第一个规则的第二个依赖规则
      $(LD) -r -o $@ $^                     #该规则的命令:将该目录下的.o和$(subdir_obj)打包成built-in.o文件
dep_file = .$@.d                            
%.o : %.c                                   	 #第一个规则的第二个依赖规则的依赖规则 
$(CC) $(CFLAGS) -Wp,-MD,$(dep_file) -c -o $@ $<  #用于将目录下所有的.c文件编译成.o文件
.PHONY : $(PHONY)                           	 #将PHONY声明为伪目标

子目录Makefile(随工程而变):

子目录的Makefile就是包含该目录下所有的目标文件名和子目录文件夹名。

例如任何一个子目录可写成:

objs-y := a.o
objs-y += b.o
objs-y += c/
objs-y += d/

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