Makefile中make re未执行所有模式规则的问题排查

问题描述 #

执行make re时出现异常：%.d模式规则会在fclean执行前触发，而fclean删除依赖文件后，后续all阶段仅调用%.o模式规则，未重新生成.d依赖文件。

make执行输出 #

mkdir -p srcs/depends
c++ -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -MM srcs/tests.cpp -o srcs/depends/tests.d
c++ -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -MM srcs/main.cpp -o srcs/depends/main.d
mkdir -p srcs/obj
c++ -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -c srcs/main.cpp -o srcs/obj/main.o
c++ -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -c srcs/tests.cpp -o srcs/obj/tests.o
c++ -lstdc++ srcs/obj/main.o srcs/obj/tests.o -o main

make re执行输出 #

rm -f -rv srcs/obj srcs/depends 
srcs/obj/main.o
srcs/obj/tests.o
srcs/obj
srcs/depends/main.d
srcs/depends/tests.d
srcs/depends
rm -f main
mkdir -p srcs/obj
c++ -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -c srcs/main.cpp -o srcs/obj/main.o
c++ -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -c srcs/tests.cpp -o srcs/obj/tests.o
c++ -lstdc++ srcs/obj/main.o srcs/obj/tests.o -o main

原Makefile内容 #

NAME        = main
SRCSDIR     = srcs
SRCS        = $(wildcard $(SRCSDIR)/*.cpp)
OBJSDIR     = srcs/obj
OBJS        = $(SRCS:$(SRCSDIR)/%.cpp=$(OBJSDIR)/%.o)
DEPENDSDIR  = srcs/depends
DEPENDS     = $(SRCS:$(SRCSDIR)/%.cpp=$(DEPENDSDIR)/%.d)
CPPFLAGS    = -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes
DEPFLAGS    = -MM
LDFLAGS     = -lstdc++


all: $(NAME)

$(NAME): $(OBJS)
    c++ $(LDFLAGS) $^ -o $@

$(OBJSDIR)/%.o: $(SRCSDIR)/%.cpp | $(OBJSDIR)
    c++ $(CPPFLAGS) -c $< -o $@

$(DEPENDSDIR)/%.d: $(SRCSDIR)/%.cpp | $(DEPENDSDIR)
    c++ $(CPPFLAGS) $(DEPFLAGS) $< -o $@

$(OBJSDIR) $(DEPENDSDIR):
    mkdir -p $@

-include $(DEPENDS)

clean:
    $(RM) -rv $(OBJSDIR) $(DEPENDSDIR) 

fclean: clean
    $(RM) $(NAME)

re: fclean all

.PHONY: all clean fclean re

原因分析 #

• Make在执行任何目标前，会先完成整个Makefile的解析过程，此时-include $(DEPENDS)会触发%.d规则生成依赖文件（如果文件不存在或过时），这一步发生在fclean执行之前。
• fclean删除.d文件后，Make已经完成了依赖解析，后续执行all时不会再重新触发%.d规则——因为Make认为这些依赖目标已经处理过，不会再检查文件是否存在。

解决方案 #

将依赖文件的生成逻辑整合到.o文件的编译规则中，利用编译器的自动依赖生成选项，避免单独的%.d规则，确保make re时能同步生成依赖文件。

修改后的Makefile #

NAME        = main
SRCSDIR     = srcs
SRCS        = $(wildcard $(SRCSDIR)/*.cpp)
OBJSDIR     = srcs/obj
OBJS        = $(SRCS:$(SRCSDIR)/%.cpp=$(OBJSDIR)/%.o)
DEPENDSDIR  = srcs/depends
DEPENDS     = $(SRCS:$(SRCSDIR)/%.cpp=$(DEPENDSDIR)/%.d)
# 添加-MMD -MP自动生成依赖，-MMD生成不含系统头文件的依赖，-MP避免头文件删除时出错
CPPFLAGS    = -Wall -Werror -Wextra -Wshadow -std=c++98 -pedantic -Iincludes -MMD -MP
LDFLAGS     = -lstdc++

all: $(NAME)

$(NAME): $(OBJS)
    c++ $(LDFLAGS) $^ -o $@

# 编译.o时，通过-MF指定依赖文件输出到DEPENDSDIR
$(OBJSDIR)/%.o: $(SRCSDIR)/%.cpp | $(OBJSDIR) $(DEPENDSDIR)
    c++ $(CPPFLAGS) -c $< -o $@ -MF $(DEPENDSDIR)/$*.d

$(OBJSDIR) $(DEPENDSDIR):
    mkdir -p $@

-include $(DEPENDS)

clean:
    $(RM) -rv $(OBJSDIR) $(DEPENDSDIR) 

fclean: clean
    $(RM) $(NAME)

re: fclean all

.PHONY: all clean fclean re

方案说明 #

• 使用-MMD -MP编译器选项，自动生成依赖文件，无需单独写%.d规则。
• 通过-MF $(DEPENDSDIR)/$*.d指定依赖文件的输出目录，保持文件结构整洁。
• 每次编译.o文件时会同步生成对应的.d文件，make re执行fclean后，重新编译.o时会自动生成新的依赖文件，彻底避免原规则的时机问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hiromasa