Препроцессор, заголовочные файлы и make

Препроцессор

Перед компиляцией текст программы обрабатывает препроцессор. Он понимает строки, начинающиеся с #, и работает с текстом, ничего не зная о C.

#include

#include <sys/mman.h>     /* системный заголовок: mmap, PROT_*, MAP_* */
#include "mem.h"          /* свой заголовок: ищется рядом с файлом */

Директива просто вставляет содержимое файла. В заголовках лежат объявления: прототипы функций, типы, макросы. Тела функций — в .c-файлах или библиотеках.

#define: константы и макросы

#define NUM_PROCS 5
#define BUF_SIZE (4 * 1024)
#define SQR(x) ((x) * (x))

Макрос — текстовая замена. Отсюда ловушки:

Многие «константы» системных вызовов — макросы: SIGINT, PROT_READ, MAP_SHARED, MAP_FAILED.

Условная компиляция

#ifdef DEBUG
    fprintf(stderr, "counter = %u\n", mem->counter);
#endif

#if defined(__linux__)
    /* код для Linux */
#else
    /* для других систем */
#endif

gcc -DDEBUG prog.c      # определить макрос DEBUG из командной строки

Защита от повторного включения

/* mem.h */
#ifndef MEM_H
#define MEM_H

typedef struct { int state; unsigned counter; pid_t pid, ppid; } Mem;
Mem *mem_create(void);

#endif

При втором #include "mem.h" макрос MEM_H уже определён, и содержимое пропускается. Многие компиляторы понимают и короткую форму #pragma once.

Раздельная компиляция

Большую программу делят на файлы:

gcc -c main.c          # → main.o
gcc -c mem.c           # → mem.o
gcc main.o mem.o -o prog

Изменился один файл — перекомпилируем только его и заново компонуем.

Make

make автоматизирует сборку: по файлу Makefile он понимает зависимости и пересобирает только то, что устарело (сравнивая время изменения файлов).

CC     = gcc
CFLAGS = -Wall -Wextra -g

prog: main.o mem.o
    $(CC) main.o mem.o -o prog

main.o: main.c mem.h
    $(CC) $(CFLAGS) -c main.c

mem.o: mem.c mem.h
    $(CC) $(CFLAGS) -c mem.c

clean:
    rm -f *.o prog

.PHONY: clean

Формат правила: цель: зависимости, на следующей строке — табуляция и команда.

Итог

• Препроцессор подставляет файлы и макросы до компиляции; макросы — просто текст, ставьте скобки.
• Заголовки содержат объявления и защищаются #ifndef/#define/#endif.
• Раздельная компиляция: .c → .o → компоновка.
• make пересобирает только изменившееся по правилам из Makefile.