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跟我一起写 Makefile(七)

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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“$

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:  
  1.   objects = program.o foo.o utils.o
  2.     program : $(objects)
  3.             cc -o program $(objects)
  4.     $(objects) : defs.h
复制代码
变量会在使用它的地方精确地展开,就像C/C++中的宏一样,例如:   
  1. foo = c
  2.     prog.o : prog.$(foo)
  3.             $(foo)$(foo) -$(foo) prog.$(foo)
复制代码
展开后得到:   
  1. prog.o : prog.c
  2.             cc -c prog.c
复制代码
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:
  1. foo = $(bar)
  2.     bar = $(ugh)
  3.     ugh = Huh
  4.     all:
  5.             echo $(foo)
复制代码
我们执行“make all”将会打出变量$(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:   
  1. CFLAGS = $(include_dirs) -O
  2.     include_dirs = -Ifoo -Ibar
复制代码
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:
  1. x := foo
  2.     y := $(x) bar
  3.     x := later
  4. 其等价于:
  5.     y := foo bar
  6.     x := later
复制代码
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 := $(x) bar
    x := foo
那么,y的值是“bar”,而不是“foo bar”。
上面都是一些比较简单的变量使用了,让我们来看一个复杂的例子,其中包括了make的函数、条件表达式和一个系统变量“MAKELEVEL”的使用:
  1. ifeq (0,${MAKELEVEL})
  2.     cur-dir   := $(shell pwd)
  3.     whoami    := $(shell whoami)
  4.     host-type := $(shell arch)
  5.     MAKE := ${MAKE} host-type=${host-type} whoami=${whoami}
  6.     endif
复制代码
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:
  1. nullstring :=
  2.     space := $(nullstring) # end of the line
复制代码
nullstring是一个Empty变量,其中什么也没有,而我们的space的值是一个空格。因为在操作符的右边是很难描述一个空格的,这里采用的技术很管用,先用一个Empty变量来标明变量的值开始了,而后面采用“#”注释符来表示变量定义的终止,这样,我们可以定义出其值是一个空格的变量。请注意这里关于“#”的使用,注释符“#”的这种特性值得我们注意,如果我们这样定义一个变量:
  1. dir := /foo/bar    # directory to put the frobs in
复制代码
dir这个变量的值是“/foo/bar”,后面还跟了4个空格,如果我们这样使用这样变量来指定别的目录“$(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:
  1. FOO = bar
复制代码
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:
  1. ifeq ($(origin FOO), undefined)
  2.       FOO = bar
  3.     endif
复制代码
   
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:
  1. foo := a.o b.o c.o
  2.     bar := $(foo:.o=.c)
复制代码
这个示例中,我们先定义了一个“$(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:
  1. foo := a.o b.o c.o
  2.     bar := $(foo:%.o=%.c)
复制代码
这依赖于被替换字串中的有相同的模式,模式中必须包含一个“%”字符,这个例子同样让$(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:
  1. x = y
  2.     y = z
  3.     a := $($(x))
复制代码
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:   
  1. x = y
  2.     y = z
  3.     z = u
  4.     a := $($($(x)))
复制代码
这里的$(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:   
  1. x = $(y)
  2.     y = z
  3.     z = Hello
  4.     a := $($(x))
复制代码
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:   
  1. x = variable1
  2.     variable2 := Hello
  3.     y = $(subst 1,2,$(x))
  4.     z = y
  5.     a := $($($(z)))
复制代码
这个例子中,“$($($(z)))”扩展为“$($(y))”,而其再次被扩展为“$($(subst1,2,$(x)))”。$(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:
  1. first_second = Hello
  2.     a = first
  3.     b = second
  4.     all = $($a_$b)
复制代码
这里的“$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:
  1. a_objects := a.o b.o c.o
  2.     1_objects := 1.o 2.o 3.o
  3.     sources := $($(a1)_objects:.o=.c)
复制代码
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:   
  1. ifdef do_sort
  2.     func := sort
  3.     else
  4.     func := strip
  5.     endif
  6.     bar := a d b g q c
  7.     foo := $($(func) $(bar))
复制代码
这个示例中,如果定义了“do_sort”,那么:foo := $(sort a d bg q c),于是$(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 db 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:   
  1. dir = foo
  2.     $(dir)_sources := $(wildcard $(dir)/*.c)
  3.     define $(dir)_print
  4.     lpr $($(dir)_sources)
  5.     endef
复制代码
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:   
  1. objects = main.o foo.o bar.o utils.o
  2.     objects += another.o
复制代码
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:   
  1. objects = main.o foo.o bar.o utils.o
  2.     objects := $(objects) another.o
复制代码
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“+=”会以“:=”作为其赋值符,如:
  1. variable := value
  2.     variable += more
  3. 等价于:
  4.     variable := value
  5.     variable := $(variable) more
复制代码
但如果是这种情况:   
  1. variable = value
  2.     variable += more
复制代码
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:   
  1. override  =
  2.     override  :=
复制代码
当然,你还可以追加:   
  1. override  +=
复制代码
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:   
  1. override define foo
  2.     bar
  3.     endef
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