3. 变量

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2023-12-01

3. 变量

这一节我们详细看看Makefile中关于变量的语法规则。先看一个简单的例子：

foo = $(bar) 
bar = Huh? 

all: 
	@echo $(foo)

我们执行make将会打出Huh?。当make读到foo = $(bar)时，确定foo的值是$(bar)，但并不立即展开$(bar)，然后读到bar = Huh?，确定bar的值是Huh?，然后在执行规则all:的命令列表时才需要展开$(foo)，得到$(bar)，再展开$(bar)，得到Huh?。因此，虽然bar的定义写在foo之后，$(foo)展开还是能够取到$(bar)的值。

这种特性有好处也有坏处。好处是我们可以把变量的值推迟到后面定义，例如：

main.o: main.c
	$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) -c $<

CC = gcc
CFLAGS = -O -g
CPPFLAGS = -Iinclude

编译命令可以展开成gcc -O -g -Iinclude -c main.c。通常把CFLAGS定义成一些编译选项，例如-O、-g等，而把CPPFLAGS定义成一些预处理选项，例如-D、-I等。用=号定义变量的延迟展开特性也有坏处，就是有可能写出无穷递归的定义，例如CFLAGS = $(CFLAGS) -O，或者：

A = $(B)
B = $(A)

当然，make有能力检测出这样的错误而不会陷入死循环。有时候我们希望make在遇到变量定义时立即展开，可以用:=运算符，例如：

x := foo
y := $(x) bar

all: 
	@echo "-$(y)-"

当make读到y := $(x) bar定义时，立即把$(x)展开，使变量y的取值是foo bar，如果把这两行颠倒过来：

y := $(x) bar
x := foo

那么当make读到y := $(x) bar时，x还没有定义，展开为空值，所以y的取值是␣bar，注意bar前面有个空格。一个变量的定义从=后面的第一个非空白字符开始（从$(x)的$开始），包括后面的所有字符，直到注释或换行之前结束。如果要定义一个变量的值是一个空格，可以这样：

nullstring := 
space := $(nullstring) # end of the line

nullstring的值为空，space的值是一个空格，后面写个注释是为了增加可读性，如果不写注释就换行，则很难看出$(nullstring)后面有个空格。

还有一个比较有用的赋值运算符是?=，例如foo ?= $(bar)的意思是：如果foo没有定义过，那么?=相当于=，定义foo的值是$(bar)，但不立即展开；如果先前已经定义了foo，则什么也不做，不会给foo重新赋值。

+=运算符可以给变量追加值，例如：

objects = main.o
objects += $(foo)
foo = foo.o bar.o

object是用=定义的，+=仍然保持=的特性，objects的值是main.o $(foo)（注意$(foo)前面自动添一个空格），但不立即展开，等到后面需要展开$(objects)时会展开成main.o foo.o bar.o。

再比如：

objects := main.o
objects += $(foo)
foo = foo.o bar.o

object是用:=定义的，+=保持:=的特性，objects的值是main.o $(foo)，立即展开得到main.o（这时foo还没定义），注意main.o后面的空格仍保留。

如果变量还没有定义过就直接用+=赋值，那么+=相当于=。

上一节我们用到了特殊变量$@和$<，这两个变量的特点是不需要给它们赋值，在不同的上下文中它们自动取不同的值。常用的特殊变量有：

$@，表示规则中的目标。
$<，表示规则中的第一个条件。
$?，表示规则中所有比目标新的条件，组成一个列表，以空格分隔。
$^，表示规则中的所有条件，组成一个列表，以空格分隔。

例如前面写过的这条规则：

main: main.o stack.o maze.o
	gcc main.o stack.o maze.o -o main

可以改写成：

main: main.o stack.o maze.o
	gcc $^ -o $@

这样即使以后又往条件里添加了新的目标文件，编译命令也不需要修改，减少了出错的可能。

$?变量也很有用，有时候希望只对更新过的条件进行操作，例如有一个库文件libsome.a依赖于几个目标文件：

libsome.a: foo.o bar.o lose.o win.o 
	ar r libsome.a $?
	ranlib libsome.a

这样，只有更新过的目标文件才需要重新打包到libsome.a中，没更新过的目标文件原本已经在libsome.a中了，不必重新打包。

在上一节我们看到make的隐含规则数据库中用到了很多变量，有些变量没有定义（例如CFLAGS），有些变量定义了缺省值（例如CC），我们写Makefile时可以重新定义这些变量的值，也可以在缺省值的基础上追加。以下列举一些常用的变量，请读者体会其中的规律。

AR: 静态库打包命令的名字，缺省值是ar。
ARFLAGS: 静态库打包命令的选项，缺省值是rv。
AS: 汇编器的名字，缺省值是as。
ASFLAGS: 汇编器的选项，没有定义。
CC: C编译器的名字，缺省值是cc。
CFLAGS: C编译器的选项，没有定义。
CXX: C++编译器的名字，缺省值是g++。
CXXFLAGS: C++编译器的选项，没有定义。
CPP: C预处理器的名字，缺省值是$(CC) -E。
CPPFLAGS: C预处理器的选项，没有定义。
LD: 链接器的名字，缺省值是ld。
LDFLAGS: 链接器的选项，没有定义。
TARGET_ARCH: 和目标平台相关的命令行选项，没有定义。
OUTPUT_OPTION: 输出的命令行选项，缺省值是-o $@。
LINK.o: 把.o文件链接在一起的命令行，缺省值是$(CC) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)。
LINK.c: 把.c文件链接在一起的命令行，缺省值是$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)。
LINK.cc: 把.cc文件（C++源文件）链接在一起的命令行，缺省值是$(CXX) $(CXXFLAGS) $(CPPFLAGS) $(LDFLAGS) $(TARGET_ARCH)。
COMPILE.c: 编译.c文件的命令行，缺省值是$(CC) $(CFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c。
COMPILE.cc: 编译.cc文件的命令行，缺省值是$(CXX) $(CXXFLAGS) $(CPPFLAGS) $(TARGET_ARCH) -c。
RM: 删除命令的名字，缺省值是rm -f。