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Linux下makefile教程(三)(转)  

2011-11-23 17:29:10|  分类: Linux |  标签: |举报 |字号 订阅

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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。


    一、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。

    二、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,他会使用得两个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

    三、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 := $(sort 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”。

    四、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。

    五、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ovveride指示符,
如:

    override define foo
    bar
    endef

    六、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


    七、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exprot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。

    八、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,我样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”

    九、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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