【Linux + Makefile】Makefile的高階用法：解決C文件包含的頭文件修改了，但C文件不重新編譯的問題

在上一篇 《【Linux + Makefile】十分鐘教你學會Makefile的FORCE 》文章的最後，筆者就FORCE的用法在一個示例工程中使用，提出了一個問題：爲何build_info.h每次都是新生成的（有修改過），而main.c又是有include “build-info.h”，但main.c卻不是每次都重新編譯呢？這個到底是不是違反了Makefile的基本規則呢？本文將給你答案，通過閱讀本文，你將瞭解到以下內容：

• 如何保證在C文件中包含的頭文件修改了的時候，C文件每次都會被重新編譯？

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爲了更好地展示上訴描述的問題，我們將之前的示例工程稍微複雜化一點點：

整個工程有3個.c文件，a.c/b.c/main.c，其中main.c會調用a.c/b.c中的兩個接口，同時main.c會include頭文件build_info.h；這個build_info.h每次編譯都會重新生成，按照我們之前的寫法，我們Makefile可能就是這樣:

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         += a.c
SRC-C-y         += b.c
SRC-C-y         += main.c
SRC-O           = $(patsubst %.c, $(O)%.o, $(SRC-C-y))

all: gen_build_info $(BIN)

clean: 
    rm -rf $(SRC-O) $(BIN) $(BUILG_INFO_H)

$(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

執行make，我們會發現，跟我們的預期不一樣：它雖然會每次都生成build_info.h，但是main.c包含了build_info.h卻不會每次都重新編譯。這個問題發生的原因，我們來分析下：

在我們的Makefile規則中，main.o只依賴於main.c （Makefile 第18-19行），而在第二次執行make的時候，main.c顯然並沒有被修改，所以main.o不會重新生成，自然可執行文件就不會重新生成。這裏的問題根源在於，main.c它是依賴於build_info.h的，而這個依賴關係並沒有體現在Makefile中，所以整個編譯流程達不到我們的預期想法。我們嘗試下，將main.c的依賴頭文件也寫入到Makefile中，怎麼實現呢？

恰好，GCC給了我們強大的支持，它有個非常有用的選項 -MD -MF，它可以在生成一個.o的同時也生成它的依賴文件列表，修改後的Makefile如下所示：

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         += a.c
SRC-C-y         += b.c
SRC-C-y         += main.c
SRC-O           = $(patsubst %.c, $(O)%.o, $(SRC-C-y))
SRC-C-DEPS      = $(patsubst %.c, $(O).%.o.d, $(SRC-C-y))  ## 由 a.c ==> .a.o.d

all: gen_build_info $(BIN)

clean: 
    rm -rf $(SRC-O) $(BIN) $(BUILG_INFO_H) $(SRC-C-DEPS)

$(BIN) : $(SRC-O)
    gcc -o $(O)"$@" $(SRC-O)
	
%.o : %.c
#	生成xxx.o的時候，同時生成它的依賴列表，放在文件.xxx.o.d中
	gcc -c "$<" -o "$@" -MD -MF "$(dir $@).$(notdir $@).d" -MT "$@"
	
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

# 在Makefile末尾強制包含這些依賴文件
-include $(SRC-C-DEPS)

測試結果如下所示：

再次執行make，多試幾次，一樣的結果。

由上可知，經過改造後的Makefile是實現了我們的需求，每次build_info.h重新生成，導致main.c包含了build_info.h也會重新編譯，而a.c和b.c沒有被修改，所以在未執行make clean的情況下，a.c和b.c是不會被重新編譯的，每次都是僅僅main.c被再次編譯，從而重新生成新的test可執行文件。這樣就是已經達到了【當C文件包含的頭文件修改了的時候，C文件必須重新編譯】的目的。

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以上就是關於Makefile的高階用法，基本滿足了我們日常工程實踐的需求。如果你對該Makefile有疑問，歡迎在評論席提出你的疑問，博主很樂意爲你解答。

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原創作者：李路昌

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延伸閱讀：

【Linux + Makefile】十分鐘教你學會Makefile的FORCE