【RT-Thread学习笔记】Makefile的FORCE

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相信大家在使用Linux环境编程的时候，一定接触过Makefile这个玩意。Makefile在搭建自定义的编译环境，尤其是自动化编译、多功能一键编译等功能上，还是发挥了很大的作用。如果接触过Linux内核编译的童鞋，一定会看到编译内核中的各级Makefile中，有很多地方都会有 FORCE 这样的字段出现，那么这个 FORCE 究竟是何方神圣呢？本文将给你答案，通过阅读本文，你讲了解到以下内容：

• Makefile的基本规则
• FORCE 在Makefile的含义
• FORCE在实际工程中的应用

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Makefile的基本规则

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Makefile的基本形式如下所示：

TARGET :DEPENDENCES
    CMD

# TARGET：生成的目标，可以是一个文件，也可以是一个虚拟符号（非真实文件）
# DEPENDENCES: 生成目标的所有依赖，它是一个集合，可以只有一个文件，或者很多文件；也可以是虚拟符号
# CMD：把所有依赖生成目标的执行命令，其中CMD前面是一个TAB键，而不能是空格

Makefile的基本规则，归纳起来就是一句话：【当一个TARGET （欲生成的目标）比它的任何一个DEPENDENCES（依赖的文件）旧时，这个TARGET就要重新生成】。

这句话读起来很简单，就是Makefile在执行编译的时候，会先去判断TARGET和其依赖文件的时间，如果TARGET的时间比较旧，意味着依赖文件有更新了，所以TARGET要重新生成；反之，如果TARGET的时间比较新，意味着在TARGET生成后，依赖文件是没有改变过的，自然就不用重新去生成TARGET。

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FORCE 在Makefile的含义

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有了上一小节中介绍的Makefile基本概念后，我们来进一步分析下Makefile中的FORCE，以下是FORCE在Makefile中出现的最简化版本：

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

这个Makefile不是用于真正的编译工程，而是提供一个很简单的功能，生成一个test.txt，并且这个test.txt的内容是记录每次编译的时间。但是使用这个makefile执行make时，发现只有第一次make的时候，才会生成test.txt，而其他时候只要test.txt还存在都不会重新生成，如下所示：

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很明显，它没有达到我们期望的“每次编译都重新生成test.txt”。这个时候 FORCE就发挥作用了，我们在 test.txt目标的后面添加 FORCE作为它的依赖试试看，即如下所示：

file = test.txt

all: generate-a-file

generate-a-file: $(file) 

$(file): FORCE  #FORCE表示每次这段都要执行
	@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

执行输出如下所示： 我们可以看到，这达到了我们的目的，每次test.txt都是重新生成了，它记录了每次make的时间。

​编辑

这个就是要归功于 FORCE 的功劳了。我们来分析下，为何加了 FORCE 就能实现这样的功能。

我们可以注意到FORCE这个目标，它的DEPENDENCES是空的，CMD部分也是空的；这个比较特殊了，在Makefile里，像这样依赖为空、执行命令也为空的TARGET，则需要每次都重新生成，而这个TARGET不一定是一个文件，可以是任意的符号，而 FORCE 只是我们最常用的符号，理论上它可以换成任意符号，比如NO-FORCE、SOMETHING等等。

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FORCE在实际工程中的应用

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上一小节，我们讲到可以用Makefile配合shell命令来自动生成一些文件，自然我们很容易想到，在我们实际的编译工程中，往往需要动态生成一些配置项，然后嵌入到代码中，比如编译版本号、编译时间等。

假设我们有以下一个main.c：

#include 
#include "build_info.h"  #这个头文件需要每次编译时自动生成

int main(int argc, const char *argv[])
{
    printf("%s >>> APP_TIME=%s\n", __func__, APP_TIME);
    return 0;
}

示例代码很简单，就是再main函数中打印一个 build_info.h中的一个宏定义APP_TIME，这个build_info.h要求每次编译的时候都重新生成。我们给出的Makefile示例如下：

##拷贝时，注意tab键
SHELL           = /bin/bash #指定shell使用/bin/bash，否则echo -e可能会出问题
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)

$(BUILG_INFO_H): FORCE     #强制生成build_info.h
    @$(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执行输出测试如下：

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从输出的测试，我们可以看出，make的每次执行都触发了生成build_info.h，但是运行编译出来的test可执行程序，我们发现并不是每次生成的build_info.h的内容都传递到了test里面；也就是当build_info.h改变的时候，test没有被重新编译。这里先留下点疑问，为何会产生这样的问题。博主将会在后续的文章中解决这个问题。

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不管怎么样，经过对上文的学习，我们至少掌握了 FORCE的基本用法，而在实际项目工程中，我们也见证了它的威力；那么，你学会了吗？如果还有疑问，欢迎在评论席提出你的问题和看法，博主定会尽力解决你的困惑。

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【Linux + Makefile】Makefile的高阶用法：解决C文件包含的头文件修改了，但C文件不重新编译的问题

​审核编辑：汤梓红