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跟我一起写Makefile:使用变量
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{{TOCright}} {{跟我一起写Makefile}} =使用变量= 在Makefile中的定义的变量,就像是C/C++语言中的宏一样,他代表了一个文本字串,在Makefile中执行的时候其会自动原模原样地展开在所使用的地方。其与C/C++所不同的是,你可以在Makefile中改变其值。在Makefile中,变量可以使用在“目标”,“依赖目标”, “命令”或是Makefile的其它部分中。 变量的命名字可以包含字符、数字,下划线(可以是数字开头),但不应该含有“:”、“#”、“=”或是空字符(空格、回车等)。变量是大小写敏感的,“foo”、“Foo”和“FOO”是三个不同的变量名。传统的Makefile的变量名是全大写的命名方式,但我推荐使用大小写搭配的变量名,如: MakeFlags。这样可以避免和系统的变量冲突,而发生意外的事情。 有一些变量是很奇怪字串,如“$<”、“$@”等,这些是自动化变量,我会在后面介绍。 ==变量的基础== 变量在声明时需要给予初值,而在使用时,需要给在变量名前加上“$”符号,但最好用小括号“()”或是大括号“{}”把变量给包括起来。如果你要使用真实的“$”字符,那么你需要用“$$”来表示。 变量可以使用在许多地方,如规则中的“目标”、“依赖”、“命令”以及新的变量中。先看一个例子: objects = program.o foo.o utils.o program : $(objects) cc -o program $(objects) $(objects) : defs.h 变量会在使用它的地方精确地展开,就像C/C++中的宏一样,例如: foo = c prog.o : prog.$(foo) $(foo)$(foo) -$(foo) prog.$(foo) 展开后得到: prog.o : prog.c cc -c prog.c 当然,千万不要在你的Makefile中这样干,这里只是举个例子来表明Makefile中的变量在使用处展开的真实样子。可见其就是一个“替代”的原理。 另外,给变量加上括号完全是为了更加安全地使用这个变量,在上面的例子中,如果你不想给变量加上括号,那也可以,但我还是强烈建议你给变量加上括号。 ==变量中的变量== 在定义变量的值时,我们可以使用其它变量来构造变量的值,在Makefile中有两种方式来在用变量定义变量的值。 先看第一种方式,也就是简单的使用“=”号,在“=”左侧是变量,右侧是变量的值,右侧变量的值可以定义在文件的任何一处,也就是说,右侧中的变量不一定非要是已定义好的值,其也可以使用后面定义的值。如: foo = $(bar) bar = $(ugh) ugh = Huh? all: echo $(foo) 我们执行“make all”将会打出变量$(foo)的值是“Huh?”( $(foo)的值是$(bar),$(bar)的值是$(ugh),$(ugh)的值是“Huh?”)可见,变量是可以使用后面的变量来定义的。 这个功能有好的地方,也有不好的地方,好的地方是,我们可以把变量的真实值推到后面来定义,如: CFLAGS = $(include_dirs) -O include_dirs = -Ifoo -Ibar 当“CFLAGS”在命令中被展开时,会是“-Ifoo -Ibar -O”。但这种形式也有不好的地方,那就是递归定义,如: CFLAGS = $(CFLAGS) -O 或: A = $(B) B = $(A) 这会让make陷入无限的变量展开过程中去,当然,我们的make是有能力检测这样的定义,并会报错。还有就是如果在变量中使用函数,那么,这种方式会让我们的make运行时非常慢,更糟糕的是,他会使用到的两个make的函数“wildcard”和“shell”发生不可预知的错误。因为你不会知道这两个函数会被调用多少次。 为了避免上面的这种方法,我们可以使用make中的另一种用变量来定义变量的方法。这种方法使用的是“:=”操作符,如: x := foo y := $(x) bar x := later 其等价于: y := foo bar x := later 值得一提的是,这种方法,前面的变量不能使用后面的变量,只能使用前面已定义好了的变量。如果是这样: y := $(x) bar x := foo 那么,y的值是“bar”,而不是“foo bar”。 上面都是一些比较简单的变量使用了,让我们来看一个复杂的例子,其中包括了make的函数、条件表达式和一个系统变量“MAKELEVEL”的使用: ifeq (0,${MAKELEVEL}) cur-dir := $(shell pwd) whoami := $(shell whoami) host-type := $(shell arch) MAKE := ${MAKE} host-type=${host-type} whoami=${whoami} endif 关于条件表达式和函数,我们在后面再说,对于系统变量“MAKELEVEL”,其意思是,如果我们的make有一个嵌套执行的动作(参见前面的“嵌套使用make”),那么,这个变量会记录了我们的当前Makefile的调用层数。 下面再介绍两个定义变量时我们需要知道的,请先看一个例子,如果我们要定义一个变量,其值是一个空格,那么我们可以这样来: nullstring := space := $(nullstring) # end of the line nullstring是一个Empty变量,其中什么也没有,而我们的space的值是一个空格。因为在操作符的右边是很难描述一个空格的,这里采用的技术很管用,先用一个Empty变量来标明变量的值开始了,而后面采用“#”注释符来表示变量定义的终止,这样,我们可以定义出其值是一个空格的变量。请注意这里关于“#”的使用,注释符“#”的这种特性值得我们注意,如果我们这样定义一个变量: dir := /foo/bar # directory to put the frobs in dir这个变量的值是“/foo/bar”,后面还跟了4个空格,如果我们这样使用这样变量来指定别的目录——“$(dir)/file”那么就完蛋了。 还有一个比较有用的操作符是“?=”,先看示例: FOO ?= bar 其含义是,如果FOO没有被定义过,那么变量FOO的值就是“bar”,如果FOO先前被定义过,那么这条语将什么也不做,其等价于: ifeq ($(origin FOO), undefined) FOO = bar endif ==变量高级用法== 这里介绍两种变量的高级使用方法,第一种是变量值的替换。 我们可以替换变量中的共有的部分,其格式是“$(var:a=b)”或是“${var:a=b}”,其意思是,把变量“var”中所有以“a”字串“结尾”的“a”替换成“b”字串。这里的“结尾”意思是“空格”或是“结束符”。 还是看一个示例吧: foo := a.o b.o c.o bar := $(foo:.o=.c) 这个示例中,我们先定义了一个“$(foo)”变量,而第二行的意思是把“$(foo)”中所有以“.o”字串“结尾”全部替换成“.c”,所以我们的“$(bar)”的值就是“a.c b.c c.c”。 另外一种变量替换的技术是以“静态模式”(参见前面章节)定义的,如: foo := a.o b.o c.o bar := $(foo:%.o=%.c) 这依赖于被替换字串中的有相同的模式,模式中必须包含一个“%”字符,这个例子同样让$(bar)变量的值为“a.c b.c c.c”。 第二种高级用法是——“把变量的值再当成变量”。先看一个例子: x = y y = z a := $($(x)) 在这个例子中,$(x)的值是“y”,所以$($(x))就是$(y),于是$(a)的值就是“z”。(注意,是“x=y”,而不是“x=$(y)”) 我们还可以使用更多的层次: x = y y = z z = u a := $($($(x))) 这里的$(a)的值是“u”,相关的推导留给读者自己去做吧。 让我们再复杂一点,使用上“在变量定义中使用变量”的第一个方式,来看一个例子: x = $(y) y = z z = Hello a := $($(x)) 这里的$($(x))被替换成了$($(y)),因为$(y)值是“z”,所以,最终结果是:a:=$(z),也就是“Hello”。 再复杂一点,我们再加上函数: x = variable1 variable2 := Hello y = $(subst 1,2,$(x)) z = y a := $($($(z))) 这个例子中,“$($($(z)))”扩展为“$($(y))”,而其再次被扩展为“$($(subst 1,2,$(x)))”。$(x)的值是“variable1”,subst函数把“variable1”中的所有“1”字串替换成“2”字串,于是,“variable1”变成 “variable2”,再取其值,所以,最终,$(a)的值就是$(variable2)的值——“Hello”。(喔,好不容易) 在这种方式中,或要可以使用多个变量来组成一个变量的名字,然后再取其值: first_second = Hello a = first b = second all = $($a_$b) 这里的“$a_$b”组成了“first_second”,于是,$(all)的值就是“Hello”。 再来看看结合第一种技术的例子: a_objects := a.o b.o c.o 1_objects := 1.o 2.o 3.o sources := $($(a1)_objects:.o=.c) 这个例子中,如果$(a1)的值是“a”的话,那么,$(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”。 再来看一个这种技术和“函数”与“条件语句”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)) 这个示例中,如果定义了“do_sort”,那么:foo := $(sort a d b g q c),于是$(foo)的值就是 “a b c d g q”,而如果没有定义“do_sort”,那么:foo := $(strip a d b g q c),调用的就是strip函数。 当然,“把变量的值再当成变量”这种技术,同样可以用在操作符的左边: dir = foo $(dir)_sources := $(wildcard $(dir)/*.c) define $(dir)_print lpr $($(dir)_sources) endef 这个例子中定义了三个变量:“dir”,“foo_sources”和“foo_print”。 ==追加变量值== 我们可以使用“+=”操作符给变量追加值,如: objects = main.o foo.o bar.o utils.o objects += another.o 于是,我们的$(objects)值变成:“main.o foo.o bar.o utils.o another.o”(another.o被追加进去了) 使用“+=”操作符,可以模拟为下面的这种例子: objects = main.o foo.o bar.o utils.o objects := $(objects) another.o 所不同的是,用“+=”更为简洁。 如果变量之前没有定义过,那么,“+=”会自动变成“=”,如果前面有变量定义,那么“+=”会继承于前次操作的赋值符。如果前一次的是“:=”,那么“+=”会以“:=”作为其赋值符,如: variable := value variable += more 等价于: variable := value variable := $(variable) more 但如果是这种情况: variable = value variable += more 由于前次的赋值符是“=”,所以“+=”也会以“=”来做为赋值,那么岂不会发生变量的递补归定义,这是很不好的,所以make会自动为我们解决这个问题,我们不必担心这个问题。 ==override 指示符== 如果有变量是通常make的命令行参数设置的,那么Makefile中对这个变量的赋值会被忽略。如果你想在Makefile中设置这类参数的值,那么,你可以使用“override”指示符。其语法是: override <variable>; = <value>; override <variable>; := <value>; 当然,你还可以追加: override <variable>; += <more text>; 对于多行的变量定义,我们用define指示符,在define指示符前,也同样可以使用override指示符,如: override define foo bar endef ==多行变量== 还有一种设置变量值的方法是使用define关键字。使用define关键字设置变量的值可以有换行,这有利于定义一系列的命令(前面我们讲过“命令包”的技术就是利用这个关键字)。 define指示符后面跟的是变量的名字,而重起一行定义变量的值,定义是以endef 关键字结束。其工作方式和“=”操作符一样。变量的值可以包含函数、命令、文字,或是其它变量。因为命令需要以[Tab]键开头,所以如果你用define定义的命令变量中没有以[Tab]键开头,那么make 就不会把其认为是命令。 下面的这个示例展示了define的用法: define two-lines echo foo echo $(bar) endef ==环境变量== make运行时的系统环境变量可以在make开始运行时被载入到Makefile文件中,但是如果Makefile中已定义了这个变量,或是这个变量由make命令行带入,那么系统的环境变量的值将被覆盖。(如果make指定了“-e”参数,那么,系统环境变量将覆盖Makefile中定义的变量) 因此,如果我们在环境变量中设置了“CFLAGS”环境变量,那么我们就可以在所有的Makefile中使用这个变量了。这对于我们使用统一的编译参数有比较大的好处。如果Makefile中定义了CFLAGS,那么则会使用Makefile中的这个变量,如果没有定义则使用系统环境变量的值,一个共性和个性的统一,很像“全局变量”和“局部变量”的特性。 当make嵌套调用时(参见前面的“嵌套调用”章节),上层Makefile中定义的变量会以系统环境变量的方式传递到下层的Makefile 中。当然,默认情况下,只有通过命令行设置的变量会被传递。而定义在文件中的变量,如果要向下层Makefile传递,则需要使用export关键字来声明。(参见前面章节) 当然,我并不推荐把许多的变量都定义在系统环境中,这样,在我们执行不用的Makefile时,拥有的是同一套系统变量,这可能会带来更多的麻烦。 ==目标变量== 前面我们所讲的在Makefile中定义的变量都是“全局变量”,在整个文件,我们都可以访问这些变量。当然,“自动化变量”除外,如“$<”等这种类量的自动化变量就属于“规则型变量”,这种变量的值依赖于规则的目标和依赖目标的定义。 当然,我也同样可以为某个目标设置局部变量,这种变量被称为“Target-specific Variable”,它可以和“全局变量”同名,因为它的作用范围只在这条规则以及连带规则中,所以其值也只在作用范围内有效。而不会影响规则链以外的全局变量的值。 其语法是: <target ...> : <variable-assignment>; <target ...> : overide <variable-assignment> <variable-assignment>;可以是前面讲过的各种赋值表达式,如“=”、“:=”、“+=”或是“?=”。第二个语法是针对于make命令行带入的变量,或是系统环境变量。 这个特性非常的有用,当我们设置了这样一个变量,这个变量会作用到由这个目标所引发的所有的规则中去。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) $(CFLAGS) bar.c 在这个示例中,不管全局的$(CFLAGS)的值是什么,在prog目标,以及其所引发的所有规则中(prog.o foo.o bar.o的规则),$(CFLAGS)的值都是“-g” ==模式变量== 在GNU的make中,还支持模式变量(Pattern-specific Variable),通过上面的目标变量中,我们知道,变量可以定义在某个目标上。模式变量的好处就是,我们可以给定一种“模式”,可以把变量定义在符合这种模式的所有目标上。 我们知道,make的“模式”一般是至少含有一个“%”的,所以,我们可以以如下方式给所有以[.o]结尾的目标定义目标变量: %.o : CFLAGS = -O 同样,模式变量的语法和“目标变量”一样: <pattern ...>; : <variable-assignment>; <pattern ...>; : override <variable-assignment>; override同样是针对于系统环境传入的变量,或是make命令行指定的变量。
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