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2008-04-16 14:41:32

书写命令
 
每条规则中的命令和操作系统Shell的命令行是一致的。
make会一按顺序一条一条的执行命令,每条命令的开头必须以[Tab]键开头除非,命令是紧跟在依赖规则后面的分号后的。在命令行之间中的空格或是空行会被忽略,但是如果该空格或空行是以Tab键开头的,那么make会认为其是一个空命令。
 
我们在UNIX下可能会使用不同的Shell,但是make的命令默认是被“/bin/sh”——UNIX的标准Shell解释执行的。除非你特别指定一个其它的Shell。Makefile中,“#”是注释符,很像C/C++中的“//”,其后的本行字符都被注释。
 
一、显示命令
 
通常,make会把其要执行的命令行在命令执行前输出到屏幕上。当我们用“@”字符在命令行前,那么,这个命令将不被make显示出来,最具代表性的例子是,我们用这个功能来像屏幕显示一些信息。如:
 
@echo 正在编译XXX模块......
 
当make执行时,会输出“正在编译XXX模块......”字串,但不会输出命令,如果没有“@”,那么,make将输出:
 
echo 正在编译XXX模块......
正在编译XXX模块......
 
如果make执行时,带入make参数“-n”或“--just-print”,那么其只是显示命令,但不会执行命令,这个功能很有利于我们调试我们的Makefile,看看我们书写的命令是执行起来是什么样子的或是什么顺序的。
 
而make参数“-s”或“--slient”则是全面禁止命令的显示
 
 
二、命令执行
 
当依赖目标新于目标时,也就是当规则的目标需要被更新时,make会一条一条的执行其后的命令。需要注意的是,如果你要让上一条命令的结果应用在下一条命令时,你应该使用分号分隔这两条命令。比如你的第一条命令是cd命令,你希望第二条命令得在cd之后的基础上运行,那么你就不能把这两条命令写在两行上,而应该把这两条命令写在一行上,用分号分隔。如:
 
示例一:
exec:
cd /home/hchen
pwd
 
示例二:
exec:
cd /home/hchen; pwd
 
当我们执行“make exec”时,第一个例子中的cd没有作用,pwd会打印出当前的Makefile目录,而第二个例子中,cd就起作用了,pwd会打印出“/home/hchen”。
 
make一般是使用环境变量SHELL中所定义的系统Shell来执行命令,默认情况下使用UNIX的标准Shell——/bin/sh来执行命令。
但在MS-DOS下有点特殊,因为MS-DOS下没有SHELL环境变量,当然你也可以指定。
如果你指定了UNIX风格的目录形式,首先,make会在SHELL所指定的路径中找寻命令解释器,如果找不到,其会在当前盘符中的当前目录中寻找,如果再找不到,其会在PATH环境变量中所定义的所有路径中寻找。
MS-DOS中,如果你定义的命令解释器没有找到,其会给你的命令解释器加上诸如“.exe”、“.com”、“.bat”、“.sh”等后缀。
 
 
三、命令出错
 
每当命令运行完后,make会检测每个命令的返回码,如果命令返回成功,那么make会执行下一条命令,当规则中所有的命令成功返回后,这个规则就算是成功完成了。如果一个规则中的某个命令出错了(命令退出码非零),那么make就会终止执行当前规则,这将有可能终止所有规则的执行
 
有些时候,命令的出错并不表示就是错误的。例如mkdir命令,我们一定需要建立一个目录,如果目录不存在,那么mkdir就成功执行,万事大吉,如果目录存在,那么就出错了。我们之所以使用mkdir的意思就是一定要有这样的一个目录,于是我们就不希望mkdir出错而终止规则的运行。
 
为了做到这一点,忽略命令的出错,我们可以在Makefile的命令行前加一个减号“-”(在Tab键之后),标记为不管命令出不出错都认为是成功的。如:
 
clean:
-rm -f *.o
 
还有一个全局的办法是,给make加上“-i”或是“--ignore-errors”参数,那么,Makefile中所有命令都会忽略错误。
而如果一个规则是以“.IGNORE”作为目标的,那么这个规则中的所有命令将会忽略错误。
这些是不同级别的防止命令出错的方法,你可以根据你的不同喜欢设置。
 
还有一个要提一下的make的参数的是“-k”或是“--keep-going”,这个参数的意思是,如果某规则中的命令出错了,那么就终止该规则的执行,但继续执行其它规则。
 
 
四、嵌套执行make
 
在一些大的工程中,我们会把我们不同模块或是不同功能的源文件放在不同的目录中,我们可以在每个目录中都书写一个该目录的Makefile,这有利于让我们的Makefile变得更加地简洁,而不至于把所有的东西全部写在一个Makefile中,这样会很难维护我们的Makefile,这个技术对于我们模块编译和分段编译有着非常大的好处。
 
例如,我们有一个子目录叫subdir,这个目录下有个Makefile文件,来指明了这个目录下文件的编译规则。那么我们总控的Makefile可以这样书写:
 
subsystem:
cd subdir && $(MAKE)
 
其等价于:
 
subsystem:
$(MAKE) -C subdir
 
定义$(MAKE)宏变量的意思是,也许我们的make需要一些参数,所以定义成一个变量比较利于维护。这两个例子的意思都是先进入“subdir”目录,然后执行make命令。
 
我们把这个Makefile叫做“总控Makefile”,总控Makefile的变量可以传递到下级的Makefile中(如果你显示的声明),但是不会覆盖下层的Makefile中所定义的变量,除非指定了“-e”参数。
 
如果你要传递变量到下级Makefile中,那么你可以使用这样的声明:
 
export
 
如果你不想让某些变量传递到下级Makefile中,那么你可以这样声明:
 
unexport
 
如:
 
示例一:
 
export variable = value
 
其等价于:
 
variable = value
export variable
 
其等价于:
 
export variable := value
 
其等价于:
 
variable := value
export variable
 
示例二:
 
export variable += value
 
其等价于:
 
variable += value
export variable
 
如果你要传递所有的变量,那么,只要一个export就行了。后面什么也不用跟,表示传递所有的变量。
 
需要注意的是,有两个变量,一个是SHELL,一个是MAKEFLAGS这两个变量不管你是否export,其总是要传递到下层Makefile,特别是MAKEFLAGS变量,其中包含了make的参数信息,如果我们执行“总控Makefile”时有make参数或是在上层Makefile中定义了这个变量,那么MAKEFLAGS变量将会是这些参数,并会传递到下层Makefile中,这是一个系统级的环境变量。
 
但是make命令中的有几个参数并不往下传递,它们是“-C”,“-f”,“-h”“-o”和“-W”(有关Makefile参数的细节将在后面说明),如果你不想往下层传递参数,那么,你可以这样来:
 
subsystem:
cd subdir && $(MAKE) MAKEFLAGS=
 
如果你定义了环境变量MAKEFLAGS,那么你得确信其中的选项是大家都会用到的,如果其中有“-t”,“-n”,和“-q”参数,那么将会有让你意想不到的结果,或许会让你异常地恐慌。
 
还有一个在“嵌套执行”中比较有用的参数,“-w”或是“--print-directory”会在make的过程中输出一些信息,让你看到目前的工作目录。比如,如果我们的下级make目录是“/home/hchen/gnu/make”,如果我们使用“make -w”来执行,那么当进入该目录时,我们会看到:
 
make: Entering directory `/home/hchen/gnu/make'.
 
而在完成下层make后离开目录时,我们会看到:
 
make: Leaving directory `/home/hchen/gnu/make'
 
当你使用“-C”参数来指定make下层Makefile时,“-w”会被自动打开的。如果参数中有“-s”(“--slient”)或是“--no-print-directory”,那么,“-w”总是失效的。
 
 
五、定义命令包
 
如果Makefile中出现一些相同命令序列,那么我们可以为这些相同的命令序列定义一个变量。定义这种命令序列的语法以“define”开始,以“endef”结束,如:
 
define run-yacc
yacc $(firstword $^)
mv y.tab.c $@
endef
 
这里,“run-yacc”是这个命令包的名字,其不要和Makefile中的变量重名。
在“define”和“endef”中的两行就是命令序列。
这个命令包中的第一个命令是运行Yacc程序,因为Yacc程序总是生成“y.tab.c”的文件,所以第二行的命令就是把这个文件改改名字。还是把这个命令包放到一个示例中来看看吧。
 
foo.c : foo.y
$(run-yacc)
 
我们可以看见,要使用这个命令包,我们就好像使用变量一样。
在这个命令包的使用中,命令包“run-yacc”中的“$^”就是“foo.y”,“$@”就是“foo.c”(有关这种以“$”开头的特殊变量,我们会在后面介绍).
make在执行命令包时,命令包中的每个命令会被依次独立执行。
 
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中有两种方式来再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 =
 
override :=
 
当然,你还可以追加:
 
override +=
 
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:
 
:
 
: overide
 
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:
 
:
 
: override
 
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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