如何编写Makefile pattern rule实现多子目录源文件生成单一目标

需求 #

需要编写Makefile模式规则，将多个源文件合并生成单个目标文件。与常规单源文件场景不同，源文件存放在与目标同名的文件夹中（如目标lib1.so对应lib1/文件夹），源文件路径为src/[可变目录]/[库名]/形式，需忽略公共前缀src/及中间的可变目录，最终生成bin/[库名].so目标。

目录结构 #

需要生成的目标文件：

bin/lib1.so
bin/lib2.so
bin/lib3.so

源目录结构：

• src/
  • foo/
    • lib1/
      • a.c
      • b.c
  • bar/
    • lib2/
      • d.c
      • e.c
    • lib3/
      • f.c
      • g.c

现有Makefile问题 #

当前通过make all构建，显式指定目标（实际使用shell find自动查找，此处简化）：

all: bin/lib1.so bin/lib2.so bin/lib3.so

尝试编写的模式规则无法正常工作：

bin/%.so: $$(wildcard src/*/%/*.c)
   # 测试规则：
   echo $< > $@

问题核心：现有方案仅适配1:1文件映射场景，无法处理当前多源文件对应单个目标的n:1映射，且规则中的通配符展开时机错误，导致无法匹配到对应源文件。

期望结果 #

测试规则时，每个目标文件需记录对应所有源文件路径：

• bin/lib1.so内容：

src/foo/lib1/a.c
src/foo/lib1/b.c

• bin/lib2.so内容：

src/bar/lib2/d.c
src/bar/lib2/e.c

• bin/lib3.so内容：

src/bar/lib3/f.c
src/bar/lib3/g.c

解决方案 #

方案1：使用二次展开模式规则 #

利用Make的.SECONDEXPANSION特性，让依赖中的通配符在匹配到具体目标后再展开，确保每个%能正确替换为库名：

# 启用二次展开，让规则依赖在模式匹配后再解析
.SECONDEXPANSION:

all: bin/lib1.so bin/lib2.so bin/lib3.so

# 模式规则：匹配bin/%.so，依赖为对应库目录下的所有.c文件
bin/%.so: $$(wildcard src/*/%/*.c)
	# 将所有依赖源文件列表写入目标，用tr替换空格为换行
	echo $^ | tr ' ' '\n' > $@

# 确保bin目录存在，作为所有目标的前置条件
$(all): | bin

bin:
	mkdir -p bin

方案2：自动收集目标+静态模式规则 #

适合需要自动发现所有库目标的场景，无需手动指定all中的目标：

# 自动查找src下所有以lib开头的目录
LIB_SRCDIRS := $(shell find src -type d -name "lib*")
# 将源目录路径转换为bin下的目标文件路径
LIB_TARGETS := $(patsubst src/%/lib%, bin/lib%.so, $(LIB_SRCDIRS))

all: $(LIB_TARGETS)

# 静态模式规则：为每个目标匹配对应的源文件
bin/lib%.so:
	# 查找当前库对应的所有.c文件
	$(eval SRCS := $(shell find src -path "*lib$*/*.c"))
	# 将源文件列表写入目标
	echo $(SRCS) | tr ' ' '\n' > $@

# 确保bin目录存在
$(LIB_TARGETS): | bin

bin:
	mkdir -p bin

说明 #

• 方案1中，$^代表规则的所有依赖文件列表，通过tr ' ' '\n'将空格分隔的路径转换为每行一个，符合期望格式。
• 方案2通过find自动发现所有库目录，适合库数量较多或目录结构动态变化的场景，无需手动维护all目标列表。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者user66554