跟我一起寫Makefile--- 變量(嵌套變量+追加變量+overrid+多行變量+環境變量+目標變量+模式變量)


目錄(?)[-]

  1. 使用變量
    1. 一變量的基礎
    2. 二變量中的變量
    3. 三變量高級用法
    4. 四追加變量值
    5. 五override 指示符
    6. 六多行變量
    7. 七環境變量
    8. 八目標變量
    9. 九模式變量

使用變量

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在Makefile中的定義的變量,就像是C/C++語言中的宏一樣,他代表了一個文本字串,在Makefile中執行的時候其會自動原模原樣地展開在所使用的地方。其與C/C++所不同的是,你可以在Makefile中改變其值。在Makefile中,變量可以使用在“目標”,“依賴目標”,“命令”或是Makefile的其它部分中。 
變量的命名字可以包含字符、數字,下划線(可以是數字開頭),但不應該含有“:”、“#”、“=”或是空字符(空格、回車等)。變量是大小寫敏感的,“foo”、“Foo”和“FOO”是三個不同的變量名。傳統的Makefile的變量名是全大寫的命名方式,但我推薦使用大小寫搭配的變量名,如:MakeFlags。這樣可以避免和系統的變量沖突,而發生意外的事情。 

有一些變量是很奇怪字串,如“$<”、“$@”等,這些是自動化變量,我會在后面介紹。

 

一、變量的基礎

變量在聲明時需要給予初值,而在使用時,需要給在變量名前加上“$”符號,但最好用小括號“()”或是大括號“{}”把變量給包括起來。如果你要使用真實的“$”字符,那么你需要用“$$”來表示。 
變量可以使用在許多地方,如規則中的“目標”、“依賴”、“命令”以及新的變量中。先看一個例子: 
objects = program.o foo.o utils.o 
program : $(objects) 
cc -o program $(objects) 
$(objects) : defs.h 
變量會在使用它的地方精確地展開,就像C/C++中的宏一樣,例如: 
foo = c 
prog.o : prog.$(foo) 
$(foo)$(foo) -$(foo) prog.$(foo) 
展開后得到: 
prog.o : prog.c 
cc -c prog.c 
當然,千萬不要在你的Makefile中這樣干,這里只是舉個例子來表明Makefile中的變量在使用處展開的真實樣子。可見其就是一個“替代”的原理。 
另外,給變量加上括號完全是為了更加安全地使用這個變量,在上面的例子中,如果你不想給變量加上括號,那也可以,但我還是強烈建議你給變量加上括號。 

二、變量中的變量

在定義變量的值時,我們可以使用其它變量來構造變量的值,在Makefile中有兩種方式來在用變量定義變量的值。 
先看第一種方式,也就是簡單的使用“=”號,在“=”左側是變量,右側是變量的值,右側變量的值可以定義在文件的任何一處,也就是說,右側中的變量不一定非要是已定義好的值,其也可以使用后面定義的值。如: 
foo = $(bar) 
bar = $(ugh) 
ugh = Huh? 

all: 
echo $(foo) 
我們執行“make all”將會打出變量$(foo)的值是“Huh?”( $(foo)的值是$(bar),$(bar)的值是$(ugh),$(ugh)的值是“Huh?”)可見,變量是可以使用后面的變量來定義的。 
這個功能有好的地方,也有不好的地方,好的地方是,我們可以把變量的真實值推到后面來定義,如: 
CFLAGS = $(include_dirs) -O 
include_dirs = -Ifoo -Ibar 
當“CFLAGS”在命令中被展開時,會是“-Ifoo -Ibar -O”。但這種形式也有不好的地方,那就是遞歸定義,如: 
CFLAGS = $(CFLAGS) -O 
或: 
A = $(B) 
B = $(A) 
這會讓make陷入無限的變量展開過程中去,當然,我們的make是有能力檢測這樣的定義,並會報錯。還有就是如果在變量中使用函數,那么,這種方式會讓我們的make運行時非常慢,更糟糕的是,他會使用得兩個make的函數“wildcard”和“shell”發生不可預知的錯誤。因為你不會知道這兩個函數會被調用多少次。 
為了避免上面的這種方法,我們可以使用make中的另一種用變量來定義變量的方法。這種方法使用的是“:=”操作符,如: 
x := foo 
y := $(x) bar 
x := later 
其等價於: 

y := foo bar 
x := later 
值得一提的是,這種方法,前面的變量不能使用后面的變量,只能使用前面已定義好了的變量。如果是這樣: 
y := $(x) bar 
x := foo 
那么,y的值是“bar”,而不是“foo bar”。 
上面都是一些比較簡單的變量使用了,讓我們來看一個復雜的例子,其中包括了make的函數、條件表達式和一個系統變量“MAKELEVEL”的使用: 
ifeq (0,${MAKELEVEL}) 
cur-dir := $(shell pwd) 
whoami := $(shell whoami) 
host-type := $(shell arch) 
MAKE := ${MAKE} host-type=${host-type} whoami=${whoami} 
endif 
關於條件表達式和函數,我們在后面再說,對於系統變量“MAKELEVEL”,其意思是,如果我們的make有一個嵌套執行的動作(參見前面的“嵌套使用make”),那么,這個變量會記錄了我們的當前Makefile的調用層數。 
下面再介紹兩個定義變量時我們需要知道的,請先看一個例子,如果我們要定義一個變量,其值是一個空格,那么我們可以這樣來: 
nullstring := 
space := $(nullstring) # end of the line 
nullstring是一個Empty變量,其中什么也沒有,而我們的space的值是一個空格。因為在操作符的右邊是很難描述一個空格的,這里采用的技術很管用,先用一個Empty變量來標明變量的值開始了,而后面采用“#”注釋符來表示變量定義的終止,這樣,我們可以定義出其值是一個空格的變量。請注意這里關於“#”的使用,注釋符“#”的這種特性值得我們注意,如果我們這樣定義一個變量: 
dir := /foo/bar # directory to put the frobs in 
dir這個變量的值是“/foo/bar”,后面還跟了4個空格,如果我們這樣使用這樣變量來指定別的目錄——“$(dir)/file”那么就完蛋了。 
還有一個比較有用的操作符是“?=”,先看示例: 
FOO ?= bar 
其含義是,如果FOO沒有被定義過,那么變量FOO的值就是“bar”,如果FOO先前被定義過,那么這條語將什么也不做,其等價於: 
ifeq ($(origin FOO), undefined) 
FOO = bar 
endif 

三、變量高級用法

這里介紹兩種變量的高級使用方法,第一種是變量值的替換。 
我們可以替換變量中的共有的部分,其格式是“$(var:a=b)”或是“${var:a=b}”,其意思是,把變量“var”中所有以“a”字串“結尾”的“a”替換成“b”字串。這里的“結尾”意思是“空格”或是“結束符”。 
還是看一個示例吧: 
foo := a.o b.o c.o 
bar := $(foo:.o=.c) 
這個示例中,我們先定義了一個“$(foo)”變量,而第二行的意思是把“$(foo)”中所有以“.o”字串“結尾”全部替換成“.c”,所以我們的“$(bar)”的值就是“a.c b.c c.c”。 
另外一種變量替換的技術是以“靜態模式”(參見前面章節)定義的,如: 
foo := a.o b.o c.o 
bar := $(foo:%.o=%.c) 
這依賴於被替換字串中的有相同的模式,模式中必須包含一個“%”字符,這個例子同樣讓$(bar)變量的值為“a.c b.c c.c”。 
第二種高級用法是——“把變量的值再當成變量”。先看一個例子: 
x = y 
y = z 
a := $($(x)) 
在這個例子中,$(x)的值是“y”,所以$($(x))就是$(y),於是$(a)的值就是“z”。(注意,是“x=y”,而不是“x=$(y)”) 
我們還可以使用更多的層次: 
x = y 
y = z 
z = u 
a := $($($(x))) 
這里的$(a)的值是“u”,相關的推導留給讀者自己去做吧。 
讓我們再復雜一點,使用上“在變量定義中使用變量”的第一個方式,來看一個例子: 
x = $(y) 
y = z 
z = Hello 
a := $($(x)) 
這里的$($(x))被替換成了$($(y)),因為$(y)值是“z”,所以,最終結果是:a:=$(z),也就是“Hello”。 
再復雜一點,我們再加上函數: 
x = variable1 
variable2 := Hello 
y = $(subst 1,2,$(x)) 
z = y 
a := $($($(z))) 
這個例子中,“$($($(z)))”擴展為“$($(y))”,而其再次被擴展為“$($(subst 1,2,$(x)))”。$(x)的值是“variable1”,subst函數把“variable1”中的所有“1”字串替換成“2”字串,於是,“variable1”變成“variable2”,再取其值,所以,最終,$(a)的值就是$(variable2)的值——“Hello”。(喔,好不容易) 
在這種方式中,或要可以使用多個變量來組成一個變量的名字,然后再取其值: 
first_second = Hello 
a = first 
b = second 
all = $($a_$b) 
這里的“$a_$b”組成了“first_second”,於是,$(all)的值就是“Hello”。 
再來看看結合第一種技術的例子: 
a_objects := a.o b.o c.o 
1_objects := 1.o 2.o 3.o 
sources := $($(a1)_objects:.o=.c) 
這個例子中,如果$(a1)的值是“a”的話,那么,$(sources)的值就是“a.c b.c c.c”;如果$(a1)的值是“1”,那么$(sources)的值是“1.c 2.c 3.c”。 
再來看一個這種技術和“函數”與“條件語句”一同使用的例子: 
ifdef do_sort 
func := sort 
else 
func := strip 
endif 
bar := a d b g q c 
foo := $($(func) $(bar)) 
這個示例中,如果定義了“do_sort”,那么:foo := $(sort a d b g q c),於是$(foo)的值就是“a b c d g q”,而如果沒有定義“do_sort”,那么:foo := $(sort a d b g q c),調用的就是strip函數。 
當然,“把變量的值再當成變量”這種技術,同樣可以用在操作符的左邊: 
dir = foo 
$(dir)_sources := $(wildcard $(dir)/*.c) 
define $(dir)_print 
lpr $($(dir)_sources) 
endef 
這個例子中定義了三個變量:“dir”,“foo_sources”和“foo_print”。 

四、追加變量值

我們可以使用“+=”操作符給變量追加值,如: 
objects = main.o foo.o bar.o utils.o 
objects += another.o 
於是,我們的$(objects)值變成:“main.o foo.o bar.o utils.o another.o”(another.o被追加進去了) 
使用“+=”操作符,可以模擬為下面的這種例子: 
objects = main.o foo.o bar.o utils.o 
objects := $(objects) another.o 
所不同的是,用“+=”更為簡潔。 
如果變量之前沒有定義過,那么,“+=”會自動變成“=”,如果前面有變量定義,那么“+=”會繼承於前次操作的賦值符。如果前一次的是“:=”,那么“+=”會以“:=”作為其賦值符,如: 
variable := value 
variable += more 
等價於: 
variable := value 
variable := $(variable) more 
但如果是這種情況: 
variable = value 
variable += more 
由於前次的賦值符是“=”,所以“+=”也會以“=”來做為賦值,那么豈不會發生變量的遞補歸定義,這是很不好的,所以make會自動為我們解決這個問題,我們不必擔心這個問題。 

五、override 指示符

如果有變量是通常make的命令行參數設置的,那么Makefile中對這個變量的賦值會被忽略。如果你想在Makefile中設置這類參數的值,那么,你可以使用“override”指示符。其語法是: 
override <variable>; = <value>; 
override <variable>; := <value>; 
當然,你還可以追加: 
override <variable>; += <more text>; 
對於多行的變量定義,我們用define指示符,在define指示符前,也同樣可以使用ovveride指示符,如: 
override define foo 
bar 
endef

六、多行變量

還有一種設置變量值的方法是使用define關鍵字。使用define關鍵字設置變量的值可以有換行,這有利於定義一系列的命令(前面我們講過“命令包”的技術就是利用這個關鍵字)。 
define指示符后面跟的是變量的名字,而重起一行定義變量的值,定義是以endef關鍵字結束。其工作方式和“=”操作符一樣。變量的值可以包含函數、命令、文字,或是其它變量。因為命令需要以[Tab]鍵開頭,所以如果你用define定義的命令變量中沒有以[Tab]鍵開頭,那么make就不會把其認為是命令。 
下面的這個示例展示了define的用法: 
define two-lines 
echo foo 
echo $(bar) 
endef 

七、環境變量

make運行時的系統環境變量可以在make開始運行時被載入到Makefile文件中,但是如果Makefile中已定義了這個變量,或是這個變量由make命令行帶入,那么系統的環境變量的值將被覆蓋。(如果make指定了“-e”參數,那么,系統環境變量將覆蓋Makefile中定義的變量) 
因此,如果我們在環境變量中設置了“CFLAGS”環境變量,那么我們就可以在所有的Makefile中使用這個變量了。這對於我們使用統一的編譯參數有比較大的好處。如果Makefile中定義了CFLAGS,那么則會使用Makefile中的這個變量,如果沒有定義則使用系統環境變量的值,一個共性和個性的統一,很像“全局變量”和“局部變量”的特性。 
當make嵌套調用時(參見前面的“嵌套調用”章節),上層Makefile中定義的變量會以系統環境變量的方式傳遞到下層的Makefile中。當然,默認情況下,只有通過命令行設置的變量會被傳遞。而定義在文件中的變量,如果要向下層Makefile傳遞,則需要使用exprot關鍵字來聲明。(參見前面章節) 
當然,我並不推薦把許多的變量都定義在系統環境中,這樣,在我們執行不用的Makefile時,擁有的是同一套系統變量,這可能會帶來更多的麻煩。 

八、目標變量

前面我們所講的在Makefile中定義的變量都是“全局變量”,在整個文件,我們都可以訪問這些變量。當然,“自動化變量”除外,如“$<”等這種類量的自動化變量就屬於“規則型變量”,這種變量的值依賴於規則的目標和依賴目標的定義。 
當然,我樣同樣可以為某個目標設置局部變量,這種變量被稱為“Target-specific Variable”,它可以和“全局變量”同名,因為它的作用范圍只在這條規則以及連帶規則中,所以其值也只在作用范圍內有效。而不會影響規則鏈以外的全局變量的值。 
其語法是: 
<target ...>; : <variable-assignment>; 
<target ...>; : overide <variable-assignment>; 
<variable-assignment>;可以是前面講過的各種賦值表達式,如“=”、“:=”、“+=”或是“?=”。第二個語法是針對於make命令行帶入的變量,或是系統環境變量。 
這個特性非常的有用,當我們設置了這樣一個變量,這個變量會作用到由這個目標所引發的所有的規則中去。如: 
prog : CFLAGS = -g 
prog : prog.o foo.o bar.o 
$(CC) $(CFLAGS) prog.o foo.o bar.o 
prog.o : prog.c 
$(CC) $(CFLAGS) prog.c 
foo.o : foo.c 
$(CC) $(CFLAGS) foo.c 
bar.o : bar.c 
$(CC) $(CFLAGS) bar.c 
在這個示例中,不管全局的$(CFLAGS)的值是什么,在prog目標,以及其所引發的所有規則中(prog.o foo.o bar.o的規則),$(CFLAGS)的值都是“-g” 

九、模式變量

在GNU的make中,還支持模式變量(Pattern-specific Variable),通過上面的目標變量中,我們知道,變量可以定義在某個目標上。模式變量的好處就是,我們可以給定一種“模式”,可以把變量定義在符合這種模式的所有目標上。 
我們知道,make的“模式”一般是至少含有一個“%”的,所以,我們可以以如下方式給所有以[.o]結尾的目標定義目標變量: 
%.o : CFLAGS = -O 
同樣,模式變量的語法和“目標變量”一樣: 
<pattern ...>; : <variable-assignment>; 
<pattern ...>; : override <variable-assignment>; 
override同樣是針對於系統環境傳入的變量,或是make命令行指定的變量。


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