9 make递归调用

Halfup
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本次实验将介绍 make 的递归执行及其过程中变量、命令行参数的传递规则。

知识点

  • make 的递归执行示例
  • 递归执行过程中变量的传递
  • 测试 MAKELEVEL 环境变量
  • 命令行参数和变量的传递

本课程项目完成过程中将学习:

  • make 的 -w 选项
  • makefile 中使用 $(MAKE)
  • 递归执行过程中的变量传递
  • export 和 unexport

项目结构

本章实验涉及到的代码文件位于 /home/project/make_example-master/chapter8 目录下，请在 Terminal 中通过 cd 命令切换至该目录后再进行实验学习。

chapter8 的目录结构如下：

├── flags #用于测试 MAKEFLAGS 变量
│   ├── dir_a
│   │   └── makefile
│   └── makefile
├── level #用于测试 MAKELEVEL 变量
│   ├── dir_a
│   │   ├── dir_b
│   │   │   └── makefile
│   │   └── makefile
│   └── makefile
├── recur #用于测试 make 的递归调用
│   ├── dir_a
│   │   └── makefile
│   ├── dir_b
│   │   └── makefile
│   └── makefile
└── vari #用于测试 make 递归调用的变量传递
    ├── dir_a
    │   └── makefile
    ├── dir_b
    │   └── makefile
    ├── dir_c
    │   └── makefile
    ├── export.mk
    ├── makefile
    └── spec.mk

1️⃣ make 的递归执行示例

make 的递归过程是指在 makefile 中使用 make 作为命令来执行本身或其它 makefile 文件。 在实际项目中，我们经常需要用到 make 的递归调用，这样可以简化每个模块的 makefile 设计与调试，便于项目管理。

chapter8/recur/ 中的 makefile 用来演示一个简单的递归调用过程，主要内容如下：

#this is a makefile for recursion test

subdir := dir_a dir_b

.PHONY:clean all $(subdir)

all:$(subdir)
    @echo "final target finish!"

$(subdir):
    cd $@;$(MAKE)

从内容上看，最终目标 all 依赖于两个依赖项，依赖项的规则命令是进入子目录并调用底层的 makefile。

说明：

  1. subdir 变量使用了 := 进行赋值，这是直接展开赋值，即 make 读到此行时就直接将 subidr 文本固定为后面赋值的内容。我们会在后续章节继续讲解 := 与 = 的差别。对简单的 makefile 而言，推荐大家尽量使用 := 的赋值方式。
  2. .PHONY 中也引用了变量 subdir，这样做没有任何问题。
  3. 观察依赖项的规则命令，进入子目录后使用了 $(MAKE) 而非 make，这样做的好处是保证执行上下层 makefile 的 make 都是同一个程序。

当前目录下的两个子目录 dir_a 和 dir_b 中所包含的文件内容是相同的，其内容如下：

.PHONY:show

show:
    @echo "target " $@ "@" $(PWD)

从内容上可以看到 make 对 makefile 的执行结果都是更新目录时间戳，并打印当前执行路径。

现在进入 recur 目录并执行 make 命令。

cd recur/;make

注意: 上面的命令行中 cd 命令后面跟的路径应该视情况而定，默认的情况下当前的目录应该是 /home/project/make_example-master/chapter8，若你的当前目录不是此目录，建议在 cd 命令后跟绝对路径 /home/project/make_example-master/chapter8/recur 进行跳转，完成之后再执行 make 命令

Terminal 的输出结果如下图：

分析打印内容可知，make 先后进入 dir_a 和 dir_b 目录，执行目录下的 makefile，并完成终极目标的重建。除了预期打印之外，终端上还多出了几行 make 进出目录的打印信息，这其实是由 -w 选项来控制的。

make在进行递归调用时会自动传递‘−w‘选项给下层make。\color{red}{make 在进行递归调用时会自动传递 `-w` 选项给下层 make。}

现在我们在顶层 make 也加上 -w 并观察执行效果。

make -w

Terminal 的输出结果如图所示。

可以看到 Terminal 的输出内容增加了 make 进入和离开 recur 目录的记录。

2️⃣ 递归执行过程中变量的传递

在 make 的递归执行过程中，上层的变量默认状态下是不会传递给下层 makefile 的。

通过 chapter8/vari/ 目录下的 makefile 可对变量传递的过程进行验证，makefile 的内容如下：

#this is a makefile for recursion test

subdir := dir_a dir_b

.PHONY:clean all $(subdir)

all:$(subdir)
    @echo "final target finish!"

$(subdir):
    cd $@;$(MAKE)

可以看出与上一个实验中的内容一致，进入两个子目录并调用 $(MAKE) 之后打印完成消息。

dir_a/makefile 的内容如下:

.PHONY:show

show:
    @echo "target " $@ "@" $(PWD)
    @echo "vari subdir is " $(subdir)

该 makefile 的主要作用是打印当前目录信息，同时打印出子文件的信息。

dir_b/makefile 内容与上面的 makefile 内容相似，但多出了一个 subdir 的定义，主要内容如下：

.PHONY:show

subdir := none

show:
    @echo "target " $@ "@" $(PWD)
    @echo "vari subdir is " $(subdir)

现在执行打印，看看子目录的 subdir 内容：

cd ../vari/;make

Terminal 的输出结果如图所示：

从dir_a的执行可以看出 顶层的 subdir 变量并没有传递至下一层的 makefile 文件中。

使用export传递变量

如果想要将上层变量往下层传递，则需要用到 export 关键字，格式如下：

export VARIABLE ...

当前目录下的 export.mk 文件演示了 export 的用法，它的内容与 makefile 一致，只是在定义完 subdir 之后多了下面的这一行：

export subdir

现在执行下面的命令并观察输出结果。

make -f export.mk

Terminal 的输出结果的结果如下图：

可以看到这次 dir_a 目录下的 makefile 可以成功继承上层传递的 subdir 变量，但 dir_b 目录下的 makefile 打印出来依然为「none」，这是因为低层的 makefile 对变量定义具有更高的优先级。

为了解决上面的问题，可以再 make 命令之后添加选项 -e 来取消底层的高优先级。

make -f export.mk -e

Terminal 的输出结果如下图：

可以看出 dir_a 与 dir_b 中的 makefile 都成功的继承了上层传递的 subdir 变量。

unexport变量

如果不希望变量再往下传递，可以使用 unexport 关键字，使用方式与 export 一致。当 unexport 和 export 作用于同一个变量时，以最后声明的 unexport/export 为准，请大家课后自行测试 unexport 的用法。‘

比如把上面的export.mk加一个unexport subdir

#this is a makefile for recursion test

subdir := dir_a dir_b
export subdir
unexport subdir
.PHONY:clean all $(subdir)

all:$(subdir)
	@echo "final target finish!"

$(subdir):
	cd $@;$(MAKE)

下面的dir_a就传不到了

图片.png

两个默认传递的环境变量

需要注意的是有两个变量默认会传递给下层的makefile，它们是$(SHELL)和$(MAKEFLAGS)变量。

  • $(SHELL)的作用：指明要使用何种shell程序执行规则命令。
  • $(MAKEFLAGS)则是用来传递make的命令行选项和参数，

当前目录下的 spec.mk 文件演示了这两个变量的传递，内容如下：

#this is a makefile for special vari in recursion test

subdir := dir_c

.PHONY:all $(subdir)

all:$(subdir)
    @echo "finished!"

$(subdir):
    cd $@;$(MAKE)

可以看到 spec.mk 会进入 dir_c 为子目录并执行 $(MAKE)。

dir_c 目录下的 makefile 文件的主要内容如下：

.PHONY:show

show:
    @echo "SHELL is " $(SHELL)
    @echo "MAKEFLAGS is " $(MAKEFLAGS)
    @echo "subdir is " $(subdir)

Terminal 的输出结果如下图所示：

可见 SHELL 和 MAKEFLAGS 变量默认是有值的.

如何证明他们是从上层传递下来的而不是 make 的默认值呢？只需要在顶层调用 make 时修改他们的值即可：

Terminal 的输出结果如下图所示：

在上个章节的实验已经测试过 SHELL 变量和 -i 和 -k 选项的作用，我们可以简单的回顾一下，-i 可以让 make 忽略在执行过程中所产生的错误，然后继续向下执行，而 -k 选项则是忽略因依赖不存在所导致的错误。

3️⃣ 测试 MAKELEVEL 环境变量

变量 MAKELEVEL 表明当前的调用深度，每一级的递归调用中，MAKELEVEL 的值都会发生变化， 最上层值为 0，每往下一层加 1。 chapter8/level/makefile 演示了 MAKELEVEL 的变化，level/ 目录下还有两层子目录 dir_a 和 dir_b，每一层的 makefile 都会打印当前 MAKELEVEL 的值。

现在进入 level 目录并执行 makefile，通过 Terminal 的输出结果观察 MAKELEVEL 的变化。 、

cd ../level/;make

Terminal 的输出结果如图所示：

有些项目中需要利用 MAKELEVEL 变量的特性来进行条件编译，大家可以自己设计实验使用 MAKELEVEL。

4️⃣ 命令行参数和变量的传递

在 make 的递归执行过程中，最上层 make 的命令行选项会被自动通过环境变量 MAKEFLAGS 传递给子 make 进程。如前面的实验，通过命令行指定了 -i 和 -k 选项，MAKEFLAGS 的值会被自动设定为「ki」。

注意：

  1. -w 选项默认会被传递给子 make。
  2. 有几个特殊的命令行选项不会被记录进变量，它们是 -C、-f、 -o 和 -W。

顶层 chapter8/flags/makefile 内容如下：

#this is a makefile for MAKEFLAGS test

subdir := dir_a

.PHONY:all $(subdir)

all:$(subdir)
    @echo "root dir finished!"

$(subdir):
    @echo "MAKEFLAGS before subdir is : " $(MAKEFLAGS)
    cd $@;$(MAKE)

从内容上可以看到它会在进入 subdir 之前打印 MAKEFLAGS 变量，底层 makefile 也同样会打印 MAKEFLAGS 变量。

现在执行 make 命令，观察 Terminal 的输出结果。

make

注意：当前默认是在 level 目录下，所以 就可直接使用 make 命令，若你当前的目录不在 level 下则需要使用 cd 命令跳转至 level 后再执行 make 命令。

图片.png

可见顶层 MAKEFLAGS 变量为空，底层自动添加了 -w 选项。

现在尝试传入不同参数来进行测试。先将 makefile 拷贝为test.mk，再用 -f 选项指定执行 test.mk，并添加其它参数：

cp makefile test.mk;make -f test.mk -i -k SHELL=bash

Terminal 的输出结果如图所示：

可见顶层 makefile 中，MAKEFLAGS 变量为 ik -- SHELL=bash，-f 选项没有添加进来。底层 makefile 中，MAKEFLAGS 变量为 ikw -- SHELL=bash，除了多出默认需要传递的-w 选项外，其它部分与顶层传参一致。

本章节测试了 make 的递归执行及其过程中变量、命令行参数的传递规则。

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