Linux基础学习笔记十一：Makefile依赖关系理解

一、前言

最近在看makefile，各文件之间的依赖关系整的我有点懵，看了好久还是迷迷糊糊，可能是我看的资料比较少。反正下面就通过一个例子逐渐引出自己的理解，完全是自己瞎琢磨，有错误欢迎指正！！！

一个简单的例子：4个.c文件，3个.h文件，其中mytest调用了test1，test2，test3；test1调用了test2，test3；test2调用了test3。

4个.c文件如下：

3个.h文件如下：

二、Makefile写法

1、最常规的写法：

mytest:  mytest.o test1.o test2.o test3.o
	gcc -o mytest mytest.o test1.o test2.o test3.o
mytest.o: mytest.c mytest.h test1.h test2.h test3.h
	gcc -c mytest.c
test1.o: test1.c test1.h test2.h test3.h
	gcc -c test1.c
test2.o: test2.c test2.h test3.h
	gcc -c test2.c
test3.o: test3.c test3.h
	gcc -c test3.c


.PHONY:clean
clean:
	-rm -rf *.o mytest

这种写法没有可说的，就是把每个目标所需的依赖都给写出来了，包括.h依赖文件。

2、无.h依赖文件的写法：

mytest:  mytest.o test1.o test2.o test3.o
	gcc -o mytest mytest.o test1.o test2.o test3.o
mytest.o: mytest.c 
	gcc -c mytest.c
test1.o: test1.c 
	gcc -c test1.c
test2.o: test2.c 
	gcc -c test2.c
test3.o: test3.c
	gcc -c test3.c

这种写法与第一种写法的区别就在于没有为每个目标添加.h依赖文件。

3、自动推导（简化）版本：

mytest:  mytest.o test1.o test2.o test3.o
	gcc -o mytest mytest.o test1.o test2.o test3.o

mytest.o:  mytest.c
	gcc -c mytest.c
test1.o: test1.c 

test2.o: 
	gcc -c test2.c
test3.o: 

由以上可知，可以省略.c依赖文件、指令，或者两者都省略。

由下面终极自动推导的例子可以看出，上面四句甚至可以直接不写！！！

mytest:  mytest.o test1.o test2.o test3.o
	gcc -o mytest mytest.o test1.o test2.o test3.o

三、问题分析

1、没有.h依赖文件为什么会编译成功？

我本来以为在第一种写法中，.h依赖文件刚好作为连接各个文件的桥梁，源文件中使用的各种变量或者函数才能被正确找到，这样整个工程才能编译成功。可是现在看来，没有.h依赖文件也可以编译成功。为什么呢？

我个人的理解是，在编译时，以mytest.c源文件为例，其中有如下头文件包含语句：

#include "test1.h" 
#include "test2.h" 
#include "test3.h" 

这些头文件包含语句，就已经可以建立起各个文件之间的调用关系了，不用在makefile中指明就可以编译成功了，注意这里说的仅仅是编译成功！！！

2、自动推导版本中，修改某个文件，再次make，哪些目标会被重新生成？

• 先修改test3.c源文件进行测试：

由上图可以看到，第一次make时，一共执行了五条指令，这是因为一开始这些目标都不存在，所以需要生成这5个目标文件。

这时候，我修改了test3.c源文件，在该文件最后加了一句：

 printf("modified\n");

此时再次make（注意，在此之前，没有make clean），从下图可以看到这次只执行了两条指令，也很好理解，因为test3.c被修改了，所以test3.o要重新生成，则mytest也要重新生成。

从上面的运行结果可以看出，虽然只重新生成了test3.o，而test1.o和test2.o、mytest.o都没有重新生成，但是最后所有源文件的执行结果都多了添加的modified，也即test3.c的修改对它们都生效了。这是为什么呢？明明只重新生成了test3.o，然后重新生成应用程序mytest，其他文件没有被修改也没有被重新生成。

我个人理解是，比如test1.c调用了test3.c中的函数，其实并不是它把被调用函数的代码复制过来了(这种情况下，修改了test3.c，test1.c的功能不会受影响)，而是可以认为它获取了被调用函数的指针，这样在执行到调用的函数时，调用的仍然是修改后的函数！！！

• 再修改test3.h头文件进行测试：

可以看到，此时显示mytest为最新，没有重新生成任何目标文件。

之所以发生这种情况，是因为Makefile的自动推导功能只会推导出目标文件对源文件的依赖关系（所以，自动推导版本的makefile补全后，其实就是无.h依赖文件的写法），而不会在依赖关系中添加头文件！这导致的直接问题就是：当第一次执行make后，再次修改依赖的.h头文件的内容，自动推导功能只会去检测.c文件的修改时间戳，发现没有变化则不会再次编译生成.o文件，进一步导致不会进行重新make链接生成mytest目标文件（因为检测到4个.o文件都没有变化）！！！除非修改头文件后运行一次make clean，再运行make。

四、小结

1、makefile中的依赖关系，不是为了使编译通过，更多的是为了实现当修改某个文件时，与其相关的文件也能被重新编译，避免出现修改无效的情况！！！

2、自动推导只会推导出目标文件对源文件的依赖关系，而不会在依赖关系中添加头文件！！！

因此，如果你在项目中只涉及到修改源文件，那么可以不用添加头文件依赖；但是如果你还需要修改.h头文件，那么在makefile中一定要将.h依赖文件根据实际情况添加上！！！