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 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 :、#、= 或空字符(空格、回车等)。
变量是大小写敏感的,比如 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,这会在后面介绍。
Ⅰ. 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。
Ⅱ. 变量中的变量
1、=构造变量
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,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,如下所示:
CFLAGS = $(include_dirs) -O
include_dirs = -Ifoo -Ibar 当 CFLAGS 在命令中被展开时,会是 -Ifoo -Ibar -O。
但不好的地方就是可能出现递归定义,如下所示:
CFLAGS = $(CFLAGS) -O 或者:
A = $(B)
B = $(A) 这会让 make 陷入无限的变量展开过程中去,当然 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,更糟糕的是它会使用得两个 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。
2、:=构建变量
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:使用 := 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 := $(x) bar
x := foo 那么 y 的值是 bar,而不是 foo bar,因为此时 y 找不到前面有 x 变量,所以只好将其看作空值。
上面都是一些比较简单的变量使用了,让我们来看一个复杂的例子,其中包括了 make 的函数、条件表达式和一个系统变量 MAKELEVEL 的使用:
ifeq (0,${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,表示如果我们的 make 有一个嵌套执行的动作,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,也就是什么也没有,而 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,注释和变量之间隔了一个空格,这样就可以定义出其值是一个空格的变量。
所以请注意这里关于 # 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比如 $(dir)/file 那么就完蛋了,所以也就能看出 # 的特性相当于为前面的变量画上一个句号!
3、?=构造变量
还有一个比较有用的操作符是 ?=,先看示例:
FOO ?= bar 其含义是,如果 FOO 没有被定义过,那么变量 FOO 的值就是 bar;如果 FOO 先前被定义过,那么这条语将什么也不做,其等价于:
ifeq ($(origin FOO), undefined)
FOO = bar
endifⅢ. 变量高级用法
1、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},表示把变量 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 结束符 )
看一个示例:
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。
2、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)))
1234 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) 的值也就是 Hello。
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。
3、两种方式的结合
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。所以可以做到操控 $(a1) 的值来达到不同的结果。
再来看一个这种技术和 “函数” 与 “条件语句” 结合使用的例子:
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,就得到 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,那么得到的是 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。
Ⅳ. 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 $(objects) 值变成:main.o foo.o bar.o utils.o another.o。
可以使用别的操作符来模拟 += 操作符,如下所示:
objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects := $(objects) another.o 所不同的是,用 += 更为简洁。
其中追加操作符还有一些规则:
- 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。
比如:
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,那么岂不是会发生变量的递归定义,这是很不安全的,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。
Ⅴ. 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)
endefⅥ. override指示符
如果有变量是通过 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,那么可以使用 override 指示符。其语法是:
override <variable> = <value>
override <variable> := <value>
override <variable> += <more text> #还可以追加 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
endefⅦ. 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,很像“全局变量”和“局部变量”的特性。
当 make 嵌套调用时,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。
Ⅷ. 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”,在整个文件种,我们都可以访问这些变量。当然,如 $< 等这种类型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,我们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 =、:=、+=、?=。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。
Ⅸ. 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。