前情提要

在 [Day 12] make 專案目錄規劃實作解析的時候我們學會用makefile控制不同系統的編譯 gcc/clang....etc。這篇文章我們會針對多目錄專案：子 Makefile 與遞迴 make 這個方向去做更多的延伸，主要的原因是因為當專案變大、功能變多的時候難免會需要用到不同資料夾或是路徑去做區分，在這樣的背景條件下，makefile的使用必定更加趨於複雜，所以針對這個部分，今天會特別設定一個主題專門給子 Makefile 與遞迴 make

這篇文章的重點:

會學到含有兩個makefile以上專案的makefile撰寫還有運作方式

為什麼要用子 Makefile 與遞迴 make？

當專案規模擴大時，設計佳的專案結構能讓開發更高效：

• 專案結構清晰化
  把程式庫（lib）、應用程式（app）、測試（tests）分開管理。

• 快速理解專案
  透過頂層 Makefile，我們可以馬上知道：

  • 這個專案可以在哪個系統上運行
  • 編譯流程長怎樣
  • 檔案之間的相依關係

• 團隊協作
  每個模組有自己的 Makefile，互相之間不干擾。

延伸的內容

今天主要會介紹頂層的makefile連結的作用，明天會深入再介紹子資料夾中makefile的作用方式還有寫法

範例專案結構

在 [Day 12] make 專案目錄規劃實作解析
的時候，我們設計一個包含 inc/ 還有 src/ 的專案結構：

Day12_c_proj/
├── Makefile
├── inc/
│   └── calc.h
└── src/
    ├── main.c
    └── calc.c

今天我們要進一步做一個多目錄專案：
我們來實作一個簡單的專案：

• calc/：數學函式庫（會被編成 libcalc.a）
• app/：主程式，會連結 libcalc.a 生成 bin/app

Day14_recursive_make/
├── Makefile            # 頂層：遞迴呼叫子專案
├── calc/
│   ├── Makefile        # 產生 libcalc.a
│   ├── inc/
│   │   └── calc.h
│   └── src/
│       ├── add.c
│       ├── sub.c
│       └── mul.c
└── app/
    ├── Makefile        # 連結 libcalc.a → app
    └── main.c

程式碼

請幫我先準備下面的程式碼

calc/inc/calc.h

#ifndef CALC_H
#define CALC_H
int add(int a, int b);
int sub(int a, int b);
int mul(int a, int b);
#endif

calc/src/add.c

#include "calc.h"
int add(int a, int b) { return a + b; }

calc/src/sub.c

#include "calc.h"
int sub(int a, int b) { return a - b; }

calc/src/mul.c

#include "calc.h"
int mul(int a, int b) { return a * b; }

app/main.c

#include <stdio.h>
#include "calc.h"

int main(void) {
    printf("add(10,5)=%d\n", add(10,5));
    printf("sub(10,5)=%d\n", sub(10,5));
    printf("mul(10,5)=%d\n", mul(10,5));
    return 0;
}

頂層 Makefile

最頂層 Makefile 的任務就是呼叫子目錄的 Makefile。
好的~ 現在可以請你先自己嘗試理解看看這段code在做什麼，下面會公布解答~

問題

.PHONY: all clean distclean calc app
BUILD ?= Release
SUBDIRS := calc app

all: calc app

calc:
	@$(MAKE) -C calc BUILD=$(BUILD)

app: calc
	@$(MAKE) -C app  BUILD=$(BUILD)

clean:
	@for d in $(SUBDIRS); do \
		$(MAKE) -C $$d BUILD=$(BUILD) clean || exit 1; \
	done

distclean:
	@for d in $(SUBDIRS); do \
		$(MAKE) -C $$d BUILD=$(BUILD) distclean || exit 1; \
	done
	@rm -rf bin

解答

第一段

這邊用.PHONY定義了幾個呼叫式all clean distclean calc app~

.PHONY: all clean distclean calc app

BUILD ?= Release # BUILD 沒有被定義的話就被定義成Release
SUBDIRS := calc app # SUBDIRS 固定被assign成calc app

all 是頂層 Makefile 的預設目標（因為是第一個 rule）
依賴 calc 和 app
代表執行 make all 的時候，必須先完成 calc ，再完成 app。

它本身沒有其他作用，只是把兩個目標綁在一起的用途~

就是代表要同時建 calc 和 app，是最上層的打包指令

all: calc app # all 的意思是：同時編譯 calc 與 app

第二段

目的:呼叫兩個子目錄裡面的make
下面這段code的意思是: 進入 calc 子目錄，呼叫裡面的 Makefile

calc:
	@$(MAKE) -C calc BUILD=$(BUILD) # make -C calc Release=$(Release)

$(MAKE) 是 GNU make 的內建變數（指向 make 本身）
-C calc → 切換到 calc 目錄，執行裡面的 Makefile
BUILD=$(BUILD) → 把變數傳下去，確保子 Makefile 收到 Release 或 Debug
前面的 @ → 隱藏命令本身，只顯示輸出，不會把 make -C calc ... 印出來

同理，下面這段code的意思是: 進入 calc 子目錄，呼叫裡面的 Makefile
只是她是app: calc這樣寫的，代表要建 app 之前，先確保 calc 已經完成

app: calc
	@$(MAKE) -C app  BUILD=$(BUILD) # make -C app Release=$(Release)

第三段

另外下面的內容可以回去參考[Day 12] make 專案目錄規劃實作解析會有詳細的解釋

clean:
	@for d in $(SUBDIRS); do \
		$(MAKE) -C $$d BUILD=$(BUILD) clean || exit 1; \
	done

distclean:
	@for d in $(SUBDIRS); do \
		$(MAKE) -C $$d BUILD=$(BUILD) distclean || exit 1; \
	done
	@rm -rf bin

流程的關係

make all
   │
   ├── target: calc
   │        └── (進入 ./calc → build libcalc.a)
   │
   └── target: app (依賴 calc)
            └── (進入 ./app → build bin/app，連結 libcalc.a)

• $(MAKE) -C <dir> 會進入子目錄執行 Makefile。
• BUILD=$(BUILD) 把參數傳下去，確保 Debug/Release 一致。

calc/Makefile （靜態函式庫）

CC      := gcc
CFLAGS  := -Wall -Wextra -O2 -g -Iinc -MMD -MP
AR      := ar
ARFLAGS := rcs

SRCS    := $(wildcard src/*.c)
OBJS    := $(patsubst src/%.c,obj/%.o,$(SRCS))
DEPS    := $(patsubst src/%.c,dep/%.d,$(SRCS))

LIBDIR  := ../bin
LIB     := $(LIBDIR)/libcalc.a

.PHONY: all clean distclean
all: $(LIB)

$(LIB): $(OBJS) | $(LIBDIR)
	$(AR) $(ARFLAGS) $@ $(OBJS)

obj/%.o: src/%.c | obj dep
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
	@mv $(@:.o=.d) dep/

$(LIBDIR) obj dep:
	@mkdir -p $@

-inc $(DEPS)

clean:
	@rm -rf obj dep

distclean: clean
	@rm -f $(LIB)

app/Makefile （應用程式）

CC     := gcc
CFLAGS := -Wall -Wextra -O2 -g -I../calc/inc -MMD -MP

SRCS   := main.c
OBJS   := $(patsubst %.c,obj/%.o,$(SRCS))
DEPS   := $(patsubst %.c,dep/%.d,$(SRCS))

BINDIR := ../bin
TARGET := $(BINDIR)/app

LDFLAGS := -L$(BINDIR) -lcalc

.PHONY: all clean distclean
all: $(TARGET)

$(TARGET): $(OBJS) | $(BINDIR)
	$(CC) $(CFLAGS) $(OBJS) -o $@ $(LDFLAGS)

obj/%.o: %.c | obj dep
	$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
	@mv $(@:.o=.d) dep/

$(BINDIR) obj dep:
	@mkdir -p $@

-inc $(DEPS)

clean:
	@rm -rf obj dep

distclean: clean
	@rm -f $(TARGET)

執行流程

cd Day14_recursive_make

# 編譯
make
# => 先進 calc/ 產生 libcalc.a，再進 app/ 連結成 bin/app

# 執行
./bin/app
# 輸出：
# add(10,5)=15
# sub(10,5)=5
# mul(10,5)=50

# 清理中繼檔
make clean

# 完全清理（含執行檔與函式庫）
make distclean

多目錄專案建置流程圖

calc/src/*.c
     │
     ▼
 [ 編譯成 .o 檔案 ]
     │
     ▼
 libcalc.a   (由 calc/Makefile 打包)
     │
     └───────┐
             ▼
        app/main.c
             │
             ▼
      [ 編譯成 .o 檔案 ]
             │
             ▼
      bin/app (最終執行檔)

頂層 Makefile 的遞迴控制流程

make all
   │
   ├──▶ make -C calc   (進入 calc 子目錄，建 libcalc.a)
   │
   └──▶ make -C app    (進入 app 子目錄，連結 libcalc.a → 生成 bin/app)

結論

• 子 Makefile：每個模組有自己的建置規則。
• 遞迴 make：頂層負責調度，子目錄負責細節。
• 好處：專案結構清楚、維護容易、協作方便。
• 缺點：跨模組相依的偵測不如單一 Makefile 精準，平行化 (make -j) 有時效果有限。