Makefile：多重定义和未定义的引用错误

Question

我目前正在学习如何在没有 IDE 的情况下进行编码，因此我正在学习如何编写 makefile。这是我当前的测试项目：

\__ /CoDstructor/
      |\__ Makefile
      |\__ /bin/
      |      \__ CoDstructor.exe
      |\__ /src/
      |     \__ /cod/
      |          |\__ main.cpp
      |          |\__ types.cpp
      |           \__ types.hpp
       \__ /obj/
            \__ /cod/
                 |\__ main.o
                 |\__ main.d
                 |\__ types.o
                  \__ types.d

我只有一个顶级 makefile 来处理 src/ 目录中的每个模块，并在 obj/ 目录中创建对象和依赖文件。 以下是文件：

main.cpp

#include <iostream>
#include <cod/types.hpp>

int main() {
    int s;
    std::cin >> s;
    return lol();
}

types.hpp

#ifndef TYPES_HPP_INCLUDED
#define TYPES_HPP_INCLUDED

int lol();

#endif // TYPES_HPP_INCLUDED

types.cpp

#include <iostream>
#include <cod/types.hpp>

int lol() {
    std::cout << "lol";

    return 0;
}

生成文件

APP_NAME = CoDstructor
DEBUG_TARGET = debug
RELEASE_TARGET = release
SRC_DIR = src
OBJ_DIR = obj
BIN_DIR = bin
INC_DIR = src

INCLUDE_DIRS +=

LIBRARY_DIRS +=

CXXFLAGS += -Wall
CXXFLAGS += -Werror
CXXFLAGS += -Wextra
CXXFLAGS += -pedantic
CXXFLAGS += -std=c++11

$(DEBUG_TARGET): CXXFLAGS += -g
$(RELEASE_TARGET): CXXFLAGS += -O3

LDFLAGS += -static
LDFLAGS += -static-libstdc++
LDFLAGS += -static-libgcc

$(DEBUG_TARGET): LDFLAGS += -g
$(RELEASE_TARGET): LDFLAGS +=

CPPMACROS =

$(DEBUG_TARGET): CPPMACROS += DEBUG
$(RELEASE_TARGET): CPPMACROS += NDEBUG

CXXFLAGS += $(foreach i,$(INC_DIR),$(addprefix -I,$(i)))
CXXFLAGS += $(foreach i,$(INCLUDE_DIRS),$(addprefix -I,$(i)))
CXXFLAGS += $(foreach i,$(CPPMACROS),$(addprefix -D,$(i)))

LIBS = $(foreach i,$(LIBRARY_DIRS),$(addprefix -L,$(i)))

SOURCES =  $(subst ./,,$(shell find . -name *.cpp))
OBJS = $(subst $(SRC_DIR),$(OBJ_DIR),$(SOURCES:.cpp=.o))

DEPS = $(OBJS:.o=.d)

all: $(DEBUG_TARGET) clean

$(RELEASE_TARGET): $(BIN_DIR)/$(APP_NAME) clean
    @echo Building release...

$(DEBUG_TARGET): $(BIN_DIR)/$(APP_NAME) clean
    @echo Building debug...

$(OBJS): $(SOURCES)
    @mkdir -p $(@D)
    $(CXX) -MMD -MP $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

$(BIN_DIR)/$(APP_NAME): $(OBJS)
    $(CXX) $(LDFLAGS) $^ -o $@ $(LIBS)
    @echo $^

.PHONY: clean

clean:
    @echo clean
#   @-rmdir $(OBJ_DIR)

-include $(DEPS)

这是错误：

obj/cod/types.o: In function `main':
D:\PROJECTS\CoDstructor/src/cod/main.cpp:4: multiple definition of `main'
obj/cod/main.o:D:\PROJECTS\CoDstructor/src/cod/main.cpp:4: first defined here
obj/cod/main.o:main.cpp:(.text+0x2a): undefined reference to `lol()'
obj/cod/types.o:main.cpp:(.text+0x2a): undefined reference to `lol()'
collect2.exe: error: ld returned 1 exit status

我现在搜索了将近两天如何解决这些错误。

对于第一个（main的多个定义）： 我已经检查了 OBJS 变量，它只包含和链接一次 main.o。另外为什么在第一行说obj/cod/types.o？ types.hpp/types.cpp中没有main。

第二个错误（未定义对 lol() 的引用）： 为什么引用未定义，但没有给出编译器错误？

第三个错误（它每次都重新构建所有内容，而不是仅更改更改或查找 .d 依赖文件）

我正在运行最新的 MinGW32 构建 (g++ 4.9.1) 和最新的 MSYS (make)。

我在这里做错了什么？

Answer 1

你的$(OBJS): $(SOURCES) 规则不是你想象的那样。因此，您正在从同一个main.cpp 文件（命令行中的$< 参数）构建main.o 和types.o。因此，您有两个相同的文件存在冲突，而 types.cpp 甚至没有构建。

正确的规则是$(OBJ_DIR)/%.o: $(SRC_DIR)/%.cpp

Answer 2

你的关键问题在这里：

$(OBJS): $(SOURCES)
   @mkdir -p $(@D)
   $(CXX) -MMD -MP $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

这条规则有两个问题。

1. 您有多个目标文件。当您的src 目录下只有一个子目录时，第一个操作将不起作用。

2. 第二个动作编译你的src/cod/main.cpp两次，一次编译成obj/cod/main.o，然后编译成obj/cod/types.o。那是因为$< 是依赖列表中的第一项，而第一项是src/cod/main.cpp。

第二个问题比第一个更容易解决。你需要一个模式规则：

$(OBJ_DIR)/%.o: $(SRC_DIR)/%.cpp
   $(CXX) -MMD -MP $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

现在解决第一个问题。如果您有多个源目录，每个源目录都是src 目录的子目录，该怎么办？您想为其中的每一个创建一个相应的obj 子目录。另请注意，您没有创建一个目录，bin 目录。首先要做的是建立一个你需要创建的目录列表。

MKDIRS = $(sort $(foreach i,$(OBJS),$(dir $i)))
MKDIRS += bin

那么你需要一个规则来制定它们。让我们开始吧：

mkdirs:
   mkdir -p $(MKDIRS)

然而，这是有问题的。您将从 mkdir 收到错误消息，如果其中任何一个目录已经存在，则构建将停止。只有当它们不存在时，我们才需要创建这些目录。 Make确实提供了将该列表过滤到仅不存在的目录的工具，但我宁愿不这样做。对我来说，最好使用 shell 来做出一些决定：

mkdirs:
   @sh -c \
     'for d in $(MKDIRS); do \
        if [ ! -d $$d ]; then echo mkdir -p $$d; mkdir -p $$d; fi \
      done'

现在我们需要将该规则添加为依赖项。

$(RELEASE_TARGET): mkdirs $(BIN_DIR)/$(APP_NAME)
   @echo Release built

$(DEBUG_TARGET): mkdirs $(BIN_DIR)/$(APP_NAME)
   @echo Debug built

请注意，我对这些目标做了三件事。

1. 我添加了mkdirs 目标。

2. 我删除了clean 目标。你真的不想在这里这样做。它违背了单独编译的目的。当您拥有数百个源文件并对其中一个进行更改时，您只想重新编译该源文件，然后从数百个已经存在的目标文件中重建可执行文件。不要在构建可执行文件后立即进行清理！如果您觉得有必要这样做，您可以随时从命令行执行 make clean。

3. 我更改了消息。这些消息将在满足依赖关系后发出。他们将是你看到的最后一件事。要在操作开始之前获取消息，最简单的方法是构建一个打印所需消息的虚假目标。

最后几点说明：

请注意，mkdirs 是虚假目标（all 也是如此）。最好将其添加到您的 .PHONY 列表中，并且该列表最好放在前面。

最后，目标$(DEBUG_TARGET): mkdirs $(BIN_DIR)/$(APP_NAME) 是一个定时炸弹。 $(RELEASE_TARGET) 也是如此。有一天你会发现平行制造。无法保证在编译器尝试编译代码之前会创建目录。目录将不存在，并且kaboom，您的制作失败了。使您的 makefile 对并行执行具有鲁棒性是另一个 stackexchange 问题的问题。

Answer 3

凭记忆，没有检查文档，问题是这样的：

$(OBJS): $(SOURCES)
    @mkdir -p $(@D)
    $(CXX) -MMD -MP $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

这意味着每个目标文件都依赖于所有源。然后编译命令使用$<，我认为这意味着第一个依赖项。所以实际上，你从main.cpp 编译types.o 和main.o（我想这是$(SOURCES) 的第一个）。

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一种解决方案是使用模式规则，类似于：

 %.o : %.c
     @mkdir -p $(@D)
     $(CXX) -MMD -MP $(CXXFLAGS) -c $< -o $@

您的规则 $(BIN_DIR)/$(APP_NAME): $(OBJS) 已经需要对象文件，并且此模式规则将告诉 make 如何生成它们。