GNU Make使用手册(5)

6 使用变量
变量是在makefile中定义的名字，其用来代替一个文本字符串，该文本字符串称为该变量的值。在具体要求下，这些值可以代替目标、依赖、命令以及makefile文件中其它部分。（在其它版本的make中，变量称为宏（macros）。）

在makefile文件读入时，除规则中的shell命令、使用‘=’定义的‘=’右边的变量、以及使用define指令定义的变量体此时不扩展外，makefile文件其它各个部分的变量和函数都将扩展。

变量可以代替文件列表、传递给编译器的选项、要执行的程序、查找源文件的目录、输出写入的目录，或您可以想象的任何文本。

变量名是不包括‘:',‘#',‘='、前导或结尾空格的任何字符串。然而变量名包含字母、数字以及下划线以外的其它字符的情况应尽量避免，因为它们可能在将来被赋予特别的含义，而且对于一些shell它们也不能通过环境传递给子make（参阅与子make通讯的变量）。变量名是大小写敏感的，例如变量名‘foo', ‘FOO', 和 ‘Foo'代表不同的变量。

使用大写字母作为变量名是以前的习惯，但我们推荐在makefile内部使用小写字母作为变量名，预留大写字母作为控制隐含规则参数或用户重载命令选项参数的变量名。参阅变量重载。

一少部分的变量使用一个标点符号或几个字符作为变量名，这些变量是自动变量，它们又特定的用途。参阅自动变量。

6.1 变量引用基础
写一个美元符号后跟用圆括号或大括号括住变量名则可引用变量的值：‘$(foo)' 和 ‘${foo}'都是对变量‘foo’的有效引用。‘$’的这种特殊作用是您在命令或文件名中必须写‘$$’才有单个‘$’的效果的原因。

变量的引用可以用在上下文的任何地方：目标、依赖、命令、绝大多数指令以及新变量的值等等。这里有一个常见的例子，在程序中，变量保存着所有OBJ文件的文件名：

objects = program.o foo.o utils.o
program : $(objects)
        cc -o program $(objects)
 
$(objects) : defs.h
变量的引用按照严格的文本替换进行，这样该规则

foo = c
prog.o : prog.$(foo)
        $(foo)$(foo) -$(foo) prog.$(foo)
可以用于编译C语言源程序‘prog.c’。因为在变量分配时，变量值前面的空格被忽略，所以变量foo的值是‘C’。（不要在您的makefile文件这样写！）

美元符号后面跟一个字符但不是美元符号、圆括号、大括号，则该字符将被处理为单字符的变量名。因此可以使用‘$x’引用变量x。然而，这除了在使用自动变量的情况下，在其它实际工作中应该完全避免。参阅自动变量。

6.2 变量的两个特色
在GNU make中可以使用两种方式为变量赋值，我们将这两种方式称为变量的两个特色（two flavors）。两个特色的区别在于它们的定义方式和扩展时的方式不同。

变量的第一个特色是递归调用扩展型变量。这种类型的变量定义方式：在命令行中使用‘=’定义（参阅设置变量）或使用define指令定义（参阅定义多行变量）。变量替换对于您所指定的值是逐字进行替换的；如果它包含对其它变量的引用，这些引用在该变量替换时（或在扩展为其它字符串的过程中）才被扩展。这种扩展方式称为递归调用型扩展。例如：

foo = $(bar)
bar = $(ugh)
ugh = Huh?
 
all:;echo $(foo)
将回显‘Huh?'：‘$(foo)’扩展为‘$(bar)’，进一步扩展为‘$(ugh)’，最终扩展为‘Huh?’。

这种特色的变量是其它版本make支持的变量类型，有缺点也有优点。大多数人认为的该类型的变量的优点是：

CFLAGS = $(include_dirs) -O
include_dirs = -Ifoo -Ibar
即能够完成希望它完成的任务：当‘CFLAGS’在命令中扩展时，它将最终扩展为‘-Ifoo -Ibar’。其最大的缺点是不能在变量后追加内容，如在：

CFLAGS = $(CFLAGS) -O
在变量扩展过程中可能导致无穷循环（实际上make侦测到无穷循环就会产生错误信息）。

它的另一个缺点是在定义中引用的任何函数时（参阅文本转换函数）变量一旦展开函数就会立即执行。这可导致make运行变慢，性能变坏；并且导致通配符与shell函数（因不能控制何时调用或调用多少次）产生不可预测的结果。

为避免该问题和递归调用扩展型变量的不方便性，出现了另一个特色变量：简单扩展型变量。

简单扩展型变量在命令行中用‘:=’定义（参阅设置变量）。简单扩展型变量的值是一次扫描永远使用，对于引用的其它变量和函数在定义的时候就已经展开。简单扩展型变量的值实际就是您写的文本扩展的结果。因此它不包含任何对其它变量的引用；在该变量定义时就包含了它们的值。所以：

x := foo
y := $(x) bar
x := later
等同于： 

y := foo bar
x := later
引用一个简单扩展型变量时，它的值也是逐字替换的。这里有一个稍复杂的例子，说明了‘:=’和shell函数连接用法（参阅函数shell）。该例子也表明了变量MAKELEVEL的用法，该变量在层与层之间传递时值发生变化。（参阅与子make通讯的变量，可获得变量MAKELEVEL关于的信息。）

ifeq (0,${MAKELEVEL})
cur-dir   := $(shell pwd)
whoami    := $(shell whoami)
host-type := $(shell arch)
MAKE := ${MAKE} host-type=${host-type} whoami=${whoami}
endif
按照这种方法使用‘:=’的优点是看起来象下述的典型的‘下降到目录’的命令：

${subdirs}:
      ${MAKE} cur-dir=${cur-dir}/$@ -C $@ all
简单扩展型变量因为在绝大多数程序设计语言中可以象变量一样工作，因此它能够使复杂的makefile程序更具有预测性。它们允许您使用它自己的值重新定义（或它的值可以被一个扩展函数以某些方式处理），它们还允许您使用更有效的扩展函数（参阅文本转换函数）。

您可以使用简单扩展型变量将控制的前导空格引入到变量的值中。前导空格字符一般在变量引用和函数调用时被丢弃。简单扩展型变量的这个特点意味着您可以在一个变量的值中包含前导空格，并在变量引用时保护它们。象这样：

nullstring :=
space := $(nullstring) # end of the line
这里变量space的值就是一个空格，注释‘# end of the line’包括在这里为了让人更易理解。因为尾部的空格不能从变量值中分离出去，仅在结尾留一个空格也有同样的效果（但是此时相当难读），如果您在变量值后留一个空格，象这样在行的结尾写上注释清楚表明您的打算是很不错的主意。相反，如果您在变量值后不要空格，您千万记住不要在行的后面留下几个空格再随意放入注释。例如：

dir := /foo/bar    # directory to put the frobs in
这里变量dir的值是‘/foo/bar ’（四个尾部空格），这不是预期的结果。（假设‘/foo/bar’是预期的值）。

另一个给变量赋值的操作符是‘?=’，它称为条件变量赋值操作符，因为它仅仅在变量还没有定义的情况下有效。这声明：

FOO ?= bar
和下面的语句严格等同（参阅函数origin）

ifeq ($(origin FOO), undefined)
  FOO = bar
endif
注意，一个变量即使是空值，它仍然已被定义，所以使用‘?=’定义无效。

6.3变量引用高级技术
本节内容介绍变量引用的高级技术。

6.3.1替换引用
替换引用是用您指定的变量替换一个变量的值。它的形式‘$(var:a=b)’（或‘${var:a=b}’），它的含义是把变量var的值中的每一个字结尾的a用b替换。

我们说‘在一个字的结尾’，我们的意思是a一定在一个字的结尾出现，且a的后面要么是空格要么是该变量值的结束，这时的a被替换，值中其它地方的a不被替换。例如：

foo := a.o b.o c.o
bar := $(foo:.o=.c)
将变量‘bar’的值设为‘a.c b.c c.c’。参阅变量设置。
替换引用实际是使用扩展函数patsubst的简写形式（参阅字符串替换和分析函数）。我们提供替换引用也是使扩展函数patsubst与make的其它实现手段兼容的措施。
另一种替换引用是使用强大的扩展函数patsubst。它的形式和上述的‘$(var:a=b)’一样，不同在于它必须包含单个‘%’字符，其实这种形式等同于‘$(patsubst a,b,$(var))’。有关于函数patsubst扩展的描述参阅字符串替换和分析函数。例如：
foo := a.o b.o c.o
bar := $(foo:%.o=%.c)
社值变量‘bar'的值为‘a.c b.c c.c'。

6.3.2嵌套变量引用（计算的变量名）
嵌套变量引用（计算的变量名）是一个复杂的概念，仅仅在十分复杂的makefile程序中使用。绝大多数情况您不必考虑它们，仅仅知道创建名字中含有美元标志的变量可能有奇特的结果就足够了。然而，如果您是要把一切搞明白的人或您实在对它们如何工作有兴趣，请认真阅读以下内容。
变量可以在它的名字中引用其它变量，这称为嵌套变量引用（计算的变量名）。例如：
x = y
y = z
a := $($(x))
定义阿a为‘z’：‘$(x)’在‘$($(x))’中扩展为‘y’，因此‘$($(x))’扩展为‘$(y)’，最终扩展为‘z’。这里对引用的变量名的陈述不太明确；它根据‘$(x)’的扩展进行计算，所以引用‘$(x)’是嵌套在外层变量引用中的。
前一个例子表明了两层嵌套，但是任何层次数目的嵌套都是允许的，例如，这里有一个三层嵌套的例子：
x = y
y = z
z = u
a := $($($(x)))
这里最里面的‘$(x)’ 扩展为‘y’，因此‘$($(x))’扩展为‘$(y)’，‘$(y)’ 扩展为‘z’，最终扩展为‘u’。
在一个变量名中引用递归调用扩展型变量，则按通常的风格再扩展。例如：
x = $(y)
y = z
z = Hello
a := $($(x))
定义的a是‘Hello’：‘$($(x))’扩展为‘$($(y))’，‘$($(y))’变为‘$(z)’, $(z)’最终扩展为‘Hello’。
嵌套变量引用和其它引用一样也可以包含修改引用和函数调用（参阅文本转换函数）。例如，使用函数subst（参阅字符串替换和分析函数）：
x = variable1
variable2 := Hello
y = $(subst 1,2,$(x))
z = y
a := $($($(z)))
定义的a是‘Hello’。任何人也不会写象这样令人费解的嵌套引用程序，但它确实可以工作：‘$($($(z)))’ 扩展为‘$($(y))’，‘$($(y))’变为‘$(subst 1,2,$(x))’。它从变量‘x’得到值‘variable1’,变换替换为‘variable2’，所以整个字符串变为‘$( variable2)’，一个简单的变量引用，它的值为‘Hello’。
嵌套变量引用不都是简单的变量引用，它可以包含好几个变量引用，同样也可包含一些固定文本。例如，
a_dirs := dira dirb
1_dirs := dir1 dir2
 
a_files := filea fileb
1_files := file1 file2
 
ifeq "$(use_a)" "yes"
a1 := a
else
a1 := 1
endif
 
ifeq "$(use_dirs)" "yes"
df := dirs
else
df := files
endif
 
dirs := $($(a1)_$(df))
根据设置的use_a和use_dirs的输入可以将dirs这个相同的值分别赋给a_dirs, 1_dirs, a_files 或 1_files。
嵌套变量引用也可以用于替换引用：
a_objects := a.o b.o c.o
1_objects := 1.o 2.o 3.o
 
sources := $($(a1)_objects:.o=.c)
根据a1的值，定义的sources可以是`a.c b.c c.c' 或 `1.c 2.c 3.c'。
使用嵌套变量引用唯一的限制是它们不能只部分指定要调用的函数名，这是因为用于识别函数名的测试在嵌套变量引用扩展之前完成。例如：
ifdef do_sort
func := sort
else
func := strip
endif
 
bar := a d b g q c
 
foo := $($(func) $(bar))
则给变量‘foo’的值赋为‘sort a d b g q c' 或 ‘strip a d b g q c'，而不是将‘a d b g q c’作为函数sort或strip的参数。如果在将来去掉这种限制是一个不错的主意。
您也可以变量赋值的左边使用嵌套变量引用，或在define指令中。如：
dir = foo
$(dir)_sources := $(wildcard $(dir)/*.c)
define $(dir)_print
lpr $($(dir)_sources)
endef
该例子定义了变量‘dir',‘foo_sources', 和‘foo_print'。
注意：虽然嵌套变量引用和递归调用扩展型变量都是用在复杂的makefile文件中，但二者不同（参阅变量的两个特色）。
6.4变量取值
变量有以下几种方式取得它们的值：
l         您可以在运行make时为变量指定一个重载值。参阅变量重载。
l         您可以在makefile文件中指定值，即变量赋值（参阅设置变量）或使用逐字定义变量（参阅定义多行变量）。
l         把环境变量变为make的变量。参阅环境变量。
l         自动变量可根据规则提供值，它们都有简单的习惯用法，参阅自动变量。
l         变量可以用常量初始化。参阅隐含规则使用的变量。
6.5设置变量
在makefile文件中设置变量，编写以变量名开始后跟‘=’或‘:=’的一行即可。任何跟在‘=’或‘:=’后面的内容就变为变量的值。例如：
objects = main.o foo.o bar.o utils.o
定义一个名为objects的变量，变量名前后的空格和紧跟‘=’的空格将被忽略。
使用‘=’定义的变量是递归调用扩展型变量；以‘:=’定义的变量是简单扩展型变量。简单扩展型变量定义可以包含变量引用，而且变量引用在定义的同时就被立即扩展。参阅变量的两种特色。
变量名中也可以包含变量引用和函数调用，它们在该行读入时扩展，这样可以计算出能够实际使用的变量名。
变量值的长度没有限制，但受限于计算机中的实际交换空间。当定义一个长变量时，在合适的地方插入反斜杠，把变量值分为多个文本行是不错的选择。这不影响make的功能，但可使makefile文件更加易读。
绝大多数变量如果您不为它设置值，空字符串将自动作为它的初值。虽然一些变量有内建的非空的初始化值，但您可随时按照通常的方式为它们赋值（参阅隐含规则使用的变量。）另外一些变量可根据规则自动设定新值，它们被称为自动变量。参阅自动变量。
如果您喜欢仅对没有定义过的变量赋给值，您可以使用速记符‘?=’代替‘=’。下面两种设置变量的方式完全等同（参阅函数origin）：
FOO ?= bar
和

ifeq ($(origin FOO), undefined)
FOO = bar
endif
6.6 为变量值追加文本
为已经定以过的变量的值追加更多的文本一般比较有用。您可以在独立行中使用‘+=’来实现上述设想。如：
objects += another.o
这为变量objects的值添加了文本‘another.o’（其前面有一个前导空格）。这样：
objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects += another.o
变量objects 设置为‘main.o foo.o bar.o utils.o another.o'。

使用 `+=' 相同于: 

objects = main.o foo.o bar.o utils.o
objects := $(objects) another.o
对于使用复杂的变量值，不同方法的差别非常重要。如变量在以前没有定义过，则‘+=’的作用和‘=’相同：它定义一个递归调用型变量。然而如果在以前有定义，‘+=’的作用依赖于您原始定义的变量的特色，详细内容参阅变量的两种特色。
当您使用‘+=’为变量值附加文本时，make的作用就好象您在初始定义变量时就包含了您要追加的文本。如果开始您使用‘:=’定义一个简单扩展型变量，再用‘+=’对该简单扩展型变量值追加文本，则该变量按新的文本值扩展，好像在原始定义时就将追加文本定义上一样，详细内容参阅设置变量。实际上，
variable := value
variable += more
等同于：

variable := value
variable := $(variable) more
另一方面，当您把‘+=’和首次使用无符号‘=’定义的递归调用型变量一起使用时，make的运行方式会有所差异。在您引用递归调用型变量时，make并不立即在变量引用和函数调用时扩展您设定的值；而是将它逐字储存起来，将变量引用和函数调用也储存起来，以备以后扩展。当您对于一个递归调用型变量使用‘+=’时，相当于对一个不扩展的文本追加新文本。
variable = value
variable += more
粗略等同于：

temp = value
variable = $(temp) more
当然，您从没有定义过叫做temp的变量，如您在原始定义变量时，变量值中就包含变量引用，此时可以更为深刻地体现使用不同方式定义的的重要性。拿下面常见的例子，
CFLAGS = $(includes) -O
...
CFLAGS += -pg # enable profiling
第一行定义了变量CFLAGS，而且变量CFLAGS引用了其它变量，includes。（变量CFLAGS用于C编译器的规则，参阅隐含规则目录。）由于定义时使用‘=’，所以变量CFLAGS是递归调用型变量，意味着‘$(includes) -O’在make处理变量CFLAGS定义时是不扩展的；也就是变量includes在生效之前不必定义，它仅需要在任何引用变量CFLAGS之前定义即可。如果我们试图不使用‘+=’为变量CFLAGS追加文本，我们可能按下述方式：
CFLAGS := $(CFLAGS) -pg # enable profiling
这似乎很好，但结果绝不是我们所希望的。使用‘:=’重新定义变量CFLAGS为简单扩展型变量，意味着make在设置变量CFLAGS之前扩展了‘$(CFLAGS) -pg’。如果变量includes此时没有定义，我们将得到‘-0 -pg’，并且以后对变量includes的定义也不会有效。相反，使用‘+=’ 设置变量CFLAGS我们得到没有扩展的‘$(CFLAGS) –0 -pg’，这样保留了对变量includes的引用，在后面一个地方如果变量includes得到定义，‘$(CFLAGS)’仍然可以使用它的值。
6.7 override指令
如果一个变量设置时使用了命令参数（参阅变量重载），那么在makefile文件中通常的对该变量赋值不会生效。此时对该变量进行设置，您需要使用override指令，其格式如下：
override variable = value
或

override variable := value
为该变量追加更多的文本，使用：
override variable += more text
参阅为变量值追加文本。
override指令不是打算扩大makefile和命令参数冲突，而是希望用它您可以改变和追加哪些设置时使用了命令参数的变量的值。
例如，假设您在运行C编译器时总是使用‘-g’开关，但您允许用户像往常一样使用命令参数指定其它开关，您就可以使用override指令:
override CFLAGS += -g
您也可以在define指令中使用override指令，下面的例子也许就是您想要得： 

override define foo
bar
endef
关于define指令的信息参阅下节。
6.8定义多行变量
设置变量值的另一种方法时使用define指令。这个指令有一个特殊的用法，既可以定义包含多行字符的变量。这使得定义命令的固定次序十分方便（参阅定义固定次序命令）。
在define指令同一行的后面一般是变量名，当然，也可以什么也没有。变量的值由下面的几行给出，值的结束由仅仅包含endef的一行标示出。除了上述在语法上的不同之外，define指令象‘=’一样工作：它创建了一个递归调用型变量（参阅变量的两个特色）。变量的名字可以包括函数调用和变量引用，它们在指令读入时扩展，以便能够计算出实际的变量名。
define two-lines
echo foo
echo $(bar)
endef
变量的值在通常的赋值语句中只能在一行中完成，但在define指令中在define指令行以后endef行之前中间所有的行都是变量值的一部分（最后一行除外，因为标示endef那一行不能认为是变量值的一部分）。前面的例子功能上等同于：
two-lines = echo foo; echo $(bar)
因为两命令之间用分号隔开，其行为很接近于两个分离的shell命令。然而，注意使用两个分离的行，意味着make请求shell两次，每一行都在独立的子shell中运行。参阅执行命令。
如果您希望使用define指令的变量定义比使用命令行定义的变量优先，您可以把define指令和override指令一块使用：
override define two-lines
foo
$(bar)
endef
参阅override指令。
6.9 环境变量
make使用的变量可以来自make的运行环境。任何make能够看见的环境变量，在make开始运行时都转变为同名同值的make变量。但是，在makefile文件中对变量的具体赋值，或使用带有参数的命令，都可以对环境变量进行重载（如果明确使用‘-e’标志，环境变量的值可以对makefile文件中的赋值进行重载，参阅选项概要，但是这在实际中不推荐使用。）
这样，通过在环境中设置变量CFLAGS，您可以实现在绝大多数makefile文件中的所有C源程序的编译使用您选择的开关。因为您知道没有makefile将该变量用于其它任务，所以这种使用标准简洁含义的变量是安全的（但这也是不可靠的，一些makefile文件可能设置变量CFLAGS，从而使环境中变量CFLAGS的值失效）。当使用递归调用的make时，在外层make环境中定义的变量，可以传递给内层的make（参阅递归调用make）。缺省方式下，只有环境变量或在命令行中定义的变量才能传递给内层make。您可以使用export指令传递其它变量，参阅与子make通讯的变量。
环境变量的其它使用方式都不推荐使用。将makefile的运行完全依靠环境变量的设置、超出makefile文件的控制范围，这种做法是不明智的，因为不同的用户运行同一个makefile文件有可能得出不同的结果。这和大部分makefile文件的意图相违背。
变量SHELL在环境中存在，用来指定用户对交互的shell的选择，因此使用变量SHELL也存字类似的问题。这种根据选定值影响make运行的方式是很不受欢迎的。所以，make将忽略环境中变量SHELL的值（在MS-DOS 和 MS-Windows中运行例外，但此时变量SHELL通常不设置值，参阅执行命令）。
6.10 特定目标变量的值
make中变量的值一般是全局性的；既，无论它们在任何地方使用，它们的值是一样的（当然，您重新设置除外）；自动变量是一个例外（参阅自动变量）。
另一个例外是特定目标变量的值，这个特点允许您可以根据make建造目标的变化改变变量的定义。象自动变量一样，这些值只能在一个目标的命令脚本的上下文起作用。
可以象这样设置特定目标变量的值：
target ... : variable-assignment
或这样：

target ... : override variable-assignment
‘target ...’中可含有多个目标，如此，则设置的特定目标变量的值可在目标列表中的任一个目标中使用。‘variable-assignment’使用任何赋值方式都是有效的：递归调用型（‘=’）、静态（‘:=’）、追加（‘+=’）或条件（‘?=’）。所有出现在‘variable-assignment’中的变量能够在特定目标target ...的上下文中使用：也就是任何以前为特定目标target ...定义的特定目标变量的值在这些特定目标中都是有效的。注意这种变量值和全局变量值相比是局部的值：这两种类型的变量不必有相同的类型（递归调用vs.静态）。
特定目标变量的值和其它makefile变量具有相同的优先权。一般在命令行中定义的变量（和强制使用‘-e’情况下的环境变量）的值占据优先的地位，而使用override指令定义的特定目标变量的值则占据优先地位。
特定目标变量的值有另外一个特点：当您定义一个特定目标变量时，该变量的值对特定目标target ...的所有依赖有效，除非这些依赖用它们自己的特定目标变量的值将该变量重载。例如：
prog : CFLAGS = -g
prog : prog.o foo.o bar.o
将在目标prog的命令脚本中设置变量CFLAGS的值为‘-g’，同时在创建`prog.o', `foo.o', 和 `bar.o'的命令脚本中变量CFLAGS的值也是‘-g’，以及prog.o',‘foo.o', 和‘bar.o'的依赖的创建命令脚本中变量CFLAGS的值也是‘-g’。
6.11 特定格式变量的值
除了特定目标变量的值（参阅上小节）外，GNU make也支持特定格式变量的值。使用特定格式变量的值，可以为匹配指定格式的目标定义变量。在为目标定义特定目标变量后将搜寻按特定格式定义的变量，在为该目标的父目标定义的特定目标变量前也要搜寻按特定格式定义的变量。
设置特定格式变量格式如下：
pattern ... : variable-assignment
或这样：

pattern ... : override variable-assignment
这里的‘pattern’是%-格式。象特定目标变量的值一样，‘pattern ...’中可含有多个格式，如此，则设置的特定格式变量的值可在匹配列表中的任一个格式中的目标中使用。‘variable-assignment’使用任何赋值方式都是有效的，在命令行中定义的变量的值占据优先的地位，而使用override指令定义的特定格式变量的值则占据优先地位。例如：
%.o : CFLAGS = -O
搜寻所有匹配格式%.o的目标，并将它的变量CFLAGS的值设置为‘-0’。