linux C項目make：不能更新 的 一個原因

這個問題在昨天工作中遇到，先記一下自己的探索的結果。

大致問題如下：程序有3個文件組成，如下顯示（工作項目當然要保密的嘛，所以另外自己寫了個最簡單的小程序來說明問題）

1. /* fun.h */
2. #ifndef FUN_H
3. #define FUN_H
4. #include <stdio.h>
5. void fun(int f);
6. #endif
7. 
   
8. /* fun.c */
9. #include "fun.h"
10. void f(int f){ printf("f is %d/n", f);}
11. 
    
12. /* main.c */
13. #include "fun.h"
14. int main()
15. {
16.     f(1);
17.     return 0;
18. }
    

然後，那個Makefile文件是這麼寫的（最簡單的形式的主幹部分，對於clean爲目標就不寫了。）

1. main:
2. <TAB>gcc -o main main.c 

那個<TAB>是TAB鍵的意思，好了make可以得到main執行文件，可是後來需要把main.c文件文件中的f(1)改成f(4)，然後再make一遍的時候，屏幕上顯示了類似於“沒有東西更新”提示。當時沒有留意（慘了，居然沒有留意）。就直接運行了，結果還是輸出1；過了十分鐘，在同事的提醒下才發現這個問題，誒。

發現問題時候，開始時直接用make clean; make來重新編譯鏈接得到可執行文件；後來我覺得好像以前或多或少的也發現了這種類似的問題，所以就看看是什麼原因導致了沒有發現更新。

首先，解釋一下make程序的原理。make程序在運行時，找當前目錄的makefile文件或者是Makefile文件（默認），makefile文件的主幹部分是像上面這種格式。

目標1：依賴文件集合1
<TAB>命令1
目標2：依賴文件集合2
<TAB>命令2
...

其中的第一個目標就是make程序生成的最終目標。這個就像一棵樹（說嚴格一點，不是樹，應該是有向無環圖DAG），其中葉子節點就是這些.c, .h等已經有的資料，最終目標就是樹根。舉例：比如上面那個例子，寫嚴格的makefile文件是這個樣子：

main:main.o fun.o
<TAB>gcc -o main main.o fun.o
main.o:main.c fun.h
<TAB>gcc -c main.c
fun.o:fun.c fun.h
<TAB>gcc -c fun.c

嗯，這個就形成了一顆依賴樹結構，這個:前面的是目標，就是說main的目標依賴於main.o和fun.o文件，而main.o文件又依賴於main.c和fun.h文件；同理，fun.o文件依賴於fun.h和fun.c文件。

那麼，當這個程序第一次運行make的時候，

（1）、make程序會根據makefile文件得到上面的依賴關係樹；
（2）、從當前目錄找main文件（結果是找不到）
（3）、然後，就找main.o和fun.o文件（找來幹嘛，當然是要生成main文件了），也沒有找到
（4）、然後再找main.o文件所依賴的main.c和fun.h文件（這次找到了），然後用命令來生成main.o文件
（5）、同樣方法生成fun.o文件
（6）、用生成的main.o,fun.o文件生成最終目標的main

那麼，生成了main程序文件之後，對main.c文件進行修改，make程序又是如何編譯的呢？還是按照以上的6步編譯嘛？不可能，如果這樣的話，那麼一個幾百個文件的大項目，豈不是要等等等...

揭曉的結果是：make程序是根據文件的 修改日期 和 依賴關係 判斷那些模塊需要跟新的。具體步驟如下：

（1）、make程序根據makefile文件得到依賴關係樹
（2）、從當前目錄中找到了main文件，從屬性中得到該文件的最後修改日期。
（3）、再得到main文件的依賴文件main.o和fun.o文件的日期，如果main.o沒有找到，或者main.o文件的最後修改日期 比 main文件的要 新 ！ 那麼就說明main目標已經過期，要執行命令生成main文件；fun.o文件也類似
（4）、用（3）類似的方法判斷下去，一路判斷；

如此一來，程序發現main.c的日期比main.o的新，所以運行命令重新生成main.o，再由main.o和fun.o的文件生成新的main文件。（發現沒有：遞歸在這方面的優勢，我估計make程序用遞歸寫這部分，但我沒看過，也不清楚，哪位大俠指點一下小子，感激不盡。）

好了，說明了make運行的機制，現在說一下那個問題的結症：就是第一次寫的那個makefile文件沒有寫依賴關係！！

1. main:
2. <TAB>gcc -o main main.c
   

main文件沒有依賴關係時候，make程序就無法知道從什麼地方去進行判斷，也就是說main程序一經生成，以後的make的結果都是“最新”的，除非把main刪掉（用make clean）。

再做個試驗，如果在上面那個詳細的makefile文件中，把下面依賴關係的fun.h刪掉

main.o:main.c fun.h
<TAB>gcc -c main.c
fun.o:fun.c fun.h
<TAB>gcc -c fun.c

再修改fun.h文件裏面的內容（加個空格啊什麼都可以），保存退出；然後make，看看結果是什麼...


好了，那麼文件的依賴關係到底怎麼找呢？其實gcc最常見的命令有兩種，一種是編譯，一種是鏈接

編譯命令：gcc -c file.c 結果是生成file.o; 鏈接命令是：gcc -o file file1.o file2.o ...結果是生成file可執行文件

那麼對於編譯命令來說 （gcc -c file.c ）目標文件file.o的依賴文件肯定有file.c存在還有file.c所依賴的一些頭文件(在file.c中#include 的那些文件，以及那些頭文件中又包含的頭文件...)。

在gcc中由一個命令可以找出一個.c文件所依賴的（包括嵌套的）所有頭文件（原理是找文件中的#include，取出裏面的內容）

gcc -MM file.c

嗯，很好，那我們的makefile文件可以這樣做，

首先，gcc -MM main.c > main.d
gcc -MM fun.c > fun.d

這樣就可以生成依賴關係文件main.c fun.d

然後，makefile文件大概是這個樣子：（具體的內容以前看過，但忘記了。）

main.o:main.d
    gcc -c main.c
...

原理大概是這個樣子的，makefile具體的寫法，google上去吧。呵呵（那裏的資料很多很詳細）


最後說一下的是，開始時別爲了省事就把這些依賴關係不寫全部，甚至不寫；如果這樣，到以後的維護過程要麼是發現不了改的東西，要麼就只好make clean重新編譯哦。

這些原理也可以說明爲什麼c++中那麼喜歡用“前向聲明"的技術，爲了減少編譯時間（因爲這樣減少了文件的依賴關係了哦），可以google相關資料哇。

說明：其實那些依賴關係說是樹並不恰當，比如上面的情況中，那個fun.o,main.o都依賴fun.h也就是說並不是一對多的關係，是多對多的關係，所以是圖，那個依賴關係是單向的，畫畫圖看看就知道，應該是有向無環圖（DAG）（不應該有環的，如果有環，那就是a依賴b，b依賴c，c依賴a...無窮潰也）

上面的過程和結論，有很大部分是我根據網上make原理的資料猜想出來的，不一定正確，如果各位不吝賜教，在下感激涕零啊...