相信大家在使用Linux環境編程的時候，一定接觸過Makefile這個玩意。Makefile在搭建自定義的編譯環境，尤其是自動化編譯、多功能一鍵編譯等功能上，還是發揮了很大的作用。如果接觸過Linux內核編譯的童鞋，一定會看到編譯內核中的各級Makefile中，有很多地方都會有 FORCE 這樣的字段出現，那麼這個 FORCE 究竟是何方神聖呢？本文將給你答案，通過閱讀本文，你講瞭解到以下內容：
- Makefile的基本規則
- FORCE 在Makefile的含義
- FORCE在實際工程中的應用
Makefile的基本規則
Makefile的基本形式如下所示：
TARGET : DEPENDENCES
CMD
# TARGET：生成的目標，可以是一個文件，也可以是一個虛擬符號（非真實文件）
# DEPENDENCES: 生成目標的所有依賴，它是一個集合，可以只有一個文件，或者很多文件；也可以是虛擬符號
# CMD：把所有依賴生成目標的執行命令，其中CMD前面是一個TAB鍵，而不能是空格
Makefile的基本規則，歸納起來就是一句話：【當一個TARGET （欲生成的目標）比它的任何一個DEPENDENCES（依賴的文件）舊時，這個TARGET就要重新生成】。
這句話讀起來很簡單，就是Makefile在執行編譯的時候，會先去判斷TARGET和其依賴文件的時間，如果TARGET的時間比較舊，意味着依賴文件有更新了，所以TARGET要重新生成；反之，如果TARGET的時間比較新，意味着在TARGET生成後，依賴文件是沒有改變過的，自然就不用重新去生成TARGET。
FORCE 在Makefile的含義
有了上一小節中介紹的Makefile基本概念後，我們來進一步分析下Makefile中的FORCE，以下是FORCE在Makefile中出現的最簡化版本：
file = test.txt
all: generate-a-file
generate-a-file: $(file)
$(file):
@echo "Force to generate a test file for every make ..."
rm -rf $(file) && echo `date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"` > $(file)
FORCE:
.PHONY: FORCE
這個Makefile不是用於真正的編譯工程，而是提供一個很簡單的功能，生成一個test.txt，並且這個test.txt的內容是記錄每次編譯的時間。但是使用這個makefile執行make時，發現只有第一次make的時候，纔會生成test.txt，而其他時候只要test.txt還存在都不會重新生成，如下所示：
很明顯，它沒有達到我們期望的“每次編譯都重新生成test.txt”。這個時候 FORCE 就發揮作用了，我們在 test.txt目標的後面添加 FORCE作爲它的依賴試試看，即如下所示：
file = test.txt
all: generate-a-file
generate-a-file: $(file)
$(file): FORCE #FORCE表示每次這段都要執行
@echo "Force to generate a test file for every make ..."
rm -rf $(file) && echo `date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"` > $(file)
FORCE:
.PHONY: FORCE
執行輸出如下所示： 我們可以看到，這達到了我們的目的，每次test.txt都是重新生成了，它記錄了每次make的時間。
這個就是要歸功於 FORCE 的功勞了。我們來分析下，爲何加了 FORCE 就能實現這樣的功能。
我們可以注意到FORCE這個目標，它的DEPENDENCES是空的，CMD部分也是空的；這個比較特殊了，在Makefile裏，像這樣依賴爲空、執行命令也爲空的TARGET，則需要每次都重新生成，而這個TARGET不一定是一個文件，可以是任意的符號，而 FORCE 只是我們最常用的符號，理論上它可以換成任意符號，比如NO-FORCE、SOMWTHING等等。
FORCE在實際工程中的應用
上一小節，我們講到可以用Makefile配合shell命令來自動生成一些文件，自然我們很容易想到，在我們實際的編譯工程中，往往需要動態生成一些配置項，然後嵌入到代碼中，比如編譯版本號、編譯時間等。
假設我們有以下一個main.c：
#include <stdio.h>
#include "build_info.h" #這個頭文件需要每次編譯時自動生成
int main(int argc, const char *argv[])
{
printf("%s >>> APP_TIME=%s\n", __func__, APP_TIME);
return 0;
}
示例代碼很簡單，就是再main函數中打印一個 build_info.h中的一個宏定義APP_TIME，這個build_info.h要求每次編譯的時候都重新生成。我們給出的Makefile示例如下：
##拷貝時，注意tab鍵
SHELL = /bin/bash #指定shell使用/bin/bash，否則echo -e可能會出問題
ECHO = echo
BIN = test
BUILG_INFO_H = build_info.h
SRC-C-y = main.c
SRC-O = $(patsubst %.c, $(O)%.o, $(SRC-C-y))
all: gen_build_info $(BIN)
$(BIN) : $(SRC-O)
gcc -o $(O)"$@" $(SRC-O)
%.o : %.c
gcc -c "$<" -o "$@"
gen_build_info: $(BUILG_INFO_H)
$(BUILG_INFO_H): FORCE #強制生成build_info.h
@$(RM) $@
@$(ECHO) ' GEN $@'
@$(ECHO) -e " #ifndef __BUILD_INFO_H__\n"\
"#define __BUILD_INFO_H__\n"\
"#define APP_TIME \"`date "+%Y-%m-%d %H:%M:%S"`\"\n"\
"#endif" > $@
FORCE:
.PHONY: FORCE
make執行輸出測試如下：
從輸出的測試，我們可以看出，make的每次執行都觸發了生成build_info.h，但是運行編譯出來的test可執行程序，我們發現並不是每次生成的build_info.h的內容都傳遞到了test裏面；也就是當build_info.h改變的時候，test沒有被重新編譯。這裏先留下點疑問，爲何會產生這樣的問題。博主將會在後續的文章中解決這個問題。
不管怎麼樣，經過對上文的學習，我們至少掌握了 FORCE的基本用法，而在實際項目工程中，我們也見證了它的威力；那麼，你學會了嗎？如果還有疑問，歡迎在評論席提出你的問題和看法，博主定會盡力解決你的困惑。
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原創作者：李路昌
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