Makefile中的伪目标和变量定义格式

Makefile伪目标

本节我们讨论一个Makefile中的一个重要的特殊目标：伪目标。
伪目标是这样一个目标：它不代表一个真正的文件名，在执行make时可以指定这个目标来执行其所在规则定义的命令，有时我们也可以将一个伪目标称为标签。使用伪目标有两点原因：1. 避免在我们的Makefile中定义的只执行命令的的目标（此目标的目的为了执行执行一系列命令，而不需要创建这个目标）和工作目录下的实际文件出现名字冲突。2. 提高执行make时的效率，特别是对于一个大型的工程来说，编译的效率也许你同样关心。以下就这两个问题我们进行分析讨论：
1. 如果我们需要书写这样一个规则：规则所定义的命令不是去创建目标文件，而是使用make指定具体的目标来执一些特定的命令。像下边那样：
clean:
rm *.o temp

规则中“rm”不是创建文件“clean”的命令，只是删除当前目录下的所有.o文件和temp文件。在工作目录下不存在“clean”这个文件时，我们输入“make clean”后，“rm *.o temp”总会被执行。这是我们的初衷。
但当前工作目录下存在文件“clean”时情况就不一样了，在我们输入“make clean”时。规则没有依赖文件，所以目标被认为是最新的而不去执行规则作定义的命令，命令“rm”将不会被执行。这并不是我们的初衷。为了避免这个问题，我们可以将目标“clean”明确的声明为伪目标。将一个目标声明为伪目标需要将它作为特殊目标.PHONY”的依赖。如下：
.PHONY : clean
这样目标“clean”就是一个伪目标，无论当前目录下是否存在“clean”这个文件。我们输入“make clean”之后。“rm”命令都会被执行。而且，当一个目标被声明为伪目标后，make在执行此规则时不会试图去查找隐含规则来创建这个目标。这样也提高了make的执行效率，同时我们也不用担心由于目标和文件名重名而使我们的期望失败。在书写伪目标规则时，首先需要声明目标是一个伪目标，之后才是伪目标的规则定义。目标“clean”书写格式应该如下：
.PHONY: clean
clean:
rm *.o temp
2. 伪目标的另外一使用场合在make的并行和递归执行过程中。此情况下一般存在一个变量，其定义为所有需要make的子目录。对多个目录进行make的实现方式可以在一个规则中可以使用shell的循环来完成。如下：
SUBDIRS = foo bar baz
subdirs:
for dir in $(SUBDIRS); do \
$(MAKE) -C $$dir; \
done
但这种实现方法存在以下几个问题。1. 当子目录执行make出现错误时，make不会退出。就是说，在对某一个目录执行make失败以后，会继续对其他的目录进行make。在最终执行失败的情况下，我们很难根据错误的提示定位出具体是是那个目录下的Makefile出现错误。这给问题定位造成了很大的困难。为了避免这样的问题，我们可以在命令行部分加入错误的监测，在命令执行错误后make退出。不幸的是，如果在执行make时使用了“-k”选项，此方式将失效。2. 另外一个问题就是使用这种shell的循环方式时，没有用到make对目录的并行处理功能，因为规则的命令是一条完整的shell命令，不能被并行的执行。
我们可以通过伪目标方式来克服以上实现方式所存在的两个问题。
SUBDIRS = foo bar baz
.PHONY: subdirs $(SUBDIRS)
subdirs: $(SUBDIRS)
$(SUBDIRS):
$(MAKE) -C $@
foo: baz
上边的实现中使用了一个没有命令行的规则“foo: baz”，用来限制子目录的make顺序。此规则的含义时在处理“foo”目录之前，需要等待“baz”目录处理完成。在书写一个并行执行make的Makefile时，目录的处理顺序是需要特别注意的。
一般情况下，一个伪目标不作为一个另外一个目标文件的依赖。这是因为当一个目标文件的依赖包含伪目标时，每一次在执行这个规则时伪目标所定义的命令都会被执行（因为它是规则的依赖，重建规则目标文件时需要首先重建它的依赖）。当伪目标没有作为任何目标（此目标是一个可被创建或者已存在的文件）的依赖时，我们只能通过make的命令行选项明确指定这个伪目标，来执行它所定义的命令。例如我们的“make clean”。
Makefile中，伪目标可以有自己的依赖。在一个目录下如果需要创建多个可执行程序，我们可以将所有程序的重建规则在一个Makefile中描述。因为Makefile中第一个目标是“终极目标”，约定的做法是使用一个称为“all”的伪目标来作为终极目标，它的依赖文件就是那些需要创建的程序。下边就是一个例子：
#sample Makefile
all : prog1 prog2 prog3
.PHONY : all
prog1 : prog1.o utils.o
cc -o prog1 prog1.o utils.o
prog2 : prog2.o
cc -o prog2 prog2.o
prog3 : prog3.o sort.o utils.o
cc -o prog3 prog3.o sort.o utils.o
执行make时，目标“all”被作为终极目标。为了完成对它的更新，make会创建（不存在）或者重建（已存在）目标“all”的所有依赖文件（prog1、prog2和prog3）。当需要单独更新某一个程序时，我们可以通过make的命令行选项来明确指定需要重建的程序。（例如： “make prog1”）。 当一个伪目标作为另外一个伪目标依赖时，make将其作为另外一个伪目标的子例程来处理（可以这样理解：其作为另外一个伪目标的必须执行的部分，就行C语言中的函数调用一样）。下边的例子就是这种用法：
.PHONY: cleanall cleanobj cleandiff
cleanall : cleanobj cleandiff
rm program
cleanobj :
rm *.o
cleandiff :
rm *.diff
“cleanobj”和“cleandiff”这两个伪目标有点像“子程序”的意思（执行目标“clearall时会触发它们所定义的命令被执行”）。我们可以输入“make cleanall”和“make cleanobj”和“make cleandiff”命令来达到清除不同种类文件的目的。例子首先通过特殊目标“.PHONY”声明了多个伪目标，它们之间使用空各分割，之后才是各个伪目标的规则定义。
说明：
通常在清除文件的伪目标所定义的命令中“rm”使用选项“–f”（--force）来防止在缺少删除文件时出错并退出，使“make clean”过程失败。也可以在“rm”之前加上“-”来防止“rm”错误退出，这种方式时make会提示错误信息但不会退出。为了不看到这些讨厌的信息，需要使用上述的第一种方式。
另外make存在一个内嵌隐含变量“RM”，它被定义为：“RM = rm –f”。因此在书写“clean”规则的命令行时可以使用变量“$(RM)”来代替“rm”，这样可以免出现一些不必要的麻烦！这是我们推荐的用法

作者：Leo Chin
出处：http://www.cnblogs.com/hnrainll/
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一般在我们书写Makefile时，各部分变量引用的格式我们建议如下：

1. make变量（Makefile中定义的或者是make的环境变量）的引用使用“$(VAR)”格式。
2. 出现在规则命令行中shell变量（一般为执行命令过程中的临时变量，它不属于Makefile变量，而是一个shell变量）引用使用shell的“$tmp”格式。

3. 对出现在命令行中的make变量我们同样使用“$(CMDVAR)” 格式来引用。

MakeFile中给变量赋值有以下两种方式

1.递归展开式，使用=直接定义，例子如下：

foo = $(bar)

bar = $(ugh)

ugh = Huh?

all:;echo $(foo)

执行“make”将会打印出“Huh?”。整个变量的替换过程时这样的：首先“$(foo)”被替换为“$(bar)”，接下来 “$(bar)”被替换为“$(ugh)”，最后“$(ugh)”被替换为“Hug?”。整个替换的过程是在执行“echo $(foo)”是进行的。

这种方式的缺点是

缺点1：使用此风格的变量定义，可能会由于出现变量递归定义而导致make陷入到无限的变量展开过程中，最终使make执行失败.

缺点2：这种风格的变量定义中如果使用了函数，那么包含在变量值中的函数总会在变量被引用的地方执行（变量被展开时）。

2.直接展开式

这种风格的变量使用“:=”来定义变量。在使用“:=”定义变量时，变量值中对另外变量的引用或者函数的引用在定义时被展开（对变量进行替换）。

x := foo

y := $(x) bar

x := later

就等价于：

y := foo bar

x := later

需要CFLAGS := $(include_dirs) -O

include_dirs := -Ifoo -Ibar

由于在变量“include_dirs”的定义出现在“CFLAGS”定义之后。因此在“CFLAGS”的定义中，“include_dirs”的值为空。“CFLAGS”的值为“-O”而不是“-Ifoo -Ibar -O”。注意的是：此风格变量在定义时就完成了对所引用的变量的展开，因此它不能实现对其后定义变量的引用。

变量的替换引用,格式为“$(VAR:A=B)”（或者“${VAR:A=B}”），

意思是，替换变量“VAR”中所有“A”字符结尾的字为“B”结尾的字。

“结尾”的含义是空格之前（变量值多个字之间使用空格分开）。

而对于变量其它部分的“A”字符不进行替换。

自动化变量

$@

代表规则中的目标文件名。如果目标是一个文档（Linux中，一般称.a文件为文档），那么它代表这个文档的文件名。在多目标的模式规则中，它代表的是哪个触发规则被执行的目标文件名。

$%

规则的目标文件是一个静态库文件时，代表静态库的一个成员名。例如，规则的目标是“foo.a(bar.o)”，那么，“$%”的值就为“bar.o”，“$@”的值为“foo.a”。如果目标不是函数库文件，其值为空。

$<

规则的第一个依赖文件名。如果是隐含规则，则它代表通过目标指定的第一个依赖文件。

$?

所有比目标文件更新的依赖文件列表，空格分割。如果目标是静态库文件名，代表的是库成

员（.o文件）的更新情况。

$^

规则的所有依赖文件列表，使用空格分隔。如果目标是静态库文件名，它所代表的只能是所有库成员（.o文件）名。一个文件可重复的出现在目标的依赖中，变量“$^”只记录它的一次引用情况。就是说变量“$^”会去掉重复的依赖文件。

$+

类似“$^”，但是它保留了依赖文件中重复出现的文件。主要用在程序链接时，库的交叉引用场合。

$(@D)

代表目标文件的目录部分（去掉目录部分的最后一个斜杠）。如果“$@”是“dir/foo.o”，那么“$(@D)”的值为“dir”。如果“$@”不存在斜杠，其值就是“.”（当前目录）。注意它和函数“dir”的区别！

$(@F)

目标文件的完整文件名中除目录以外的部分（实际文件名）。如果“$@”为“dir/foo.o”，那么“$(@F)”只就是“foo.o”。“$(@F)”等价于函数“$(notdir $@)”。

$(%D)

$(%F)

当以如“archive(member)”形式静态库为目标时，分别表示库文件成员“member”名中的目录部分和文件名部分。它仅对这种形式的规则目标有效。

$(<D)

$(<F)

分别表示规则中第一个依赖文件的目录部分和文件名部分。

$(^D)

$(^F)

分别表示所有依赖文件的目录部分和文件部分（不存在同一文件）。

$(+D)

$(+F)

分别表示所有依赖文件的目录部分和文件部分（可存在重复文件）。

$(?D)

$(?F)

分别表示被更新的依赖文件的目录部分和文件部分。