在前面的文章中，我们已经介绍了 Makefile 的基本规则、目标与依赖关系，以及变量的定义方式。本篇将重点讲解 Makefile 中最核心、最实用的一部分——常用函数与自动变量。
        这些函数在 Linux 内核、Bootloader 以及大型应用工程的 Makefile 中被大量使用，是阅读和编写复杂 Makefile 的基础。

1 Makefile 常用函数

        GNU Make 提供了大量内置函数，用于字符串处理、文件名操作以及流程控制。在实际工程中，Makefile 的“灵活性”和“可扩展性”很大程度上依赖这些函数。

1.1 函数调用格式

        Makefile 中函数的统一调用格式为：

$(function arguments)

说明如下：

• function：函数名
• arguments：函数参数
• 函数名与参数之间使用空格或 Tab分隔
• 如果有多个参数，参数之间用逗号 , 分隔
• 空格和逗号不属于参数值的一部分

        在 Linux 内核的 Makefile 体系中，函数的使用极其频繁，理解这些函数是阅读内核 Makefile 的关键前提。

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2 字符串替换与分析函数

（1）subst —— 字符串替换函数

$(subst from,to,text)

功能：

在字符串 text 中，将所有的 from 替换为 to

示例：

$(subst ee,EE,feet on the street)

结果为：

该函数通常用于简单的字符串整体替换。

（2）patsubst —— 模式替换函数（极其常用）

$(patsubst pattern,replacement,text)

功能：

• 在 text 中查找符合 pattern 的单词，并用 replacement 替换
• pattern 和 replacement 中可以使用通配符 %

示例：

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)

结果为：

📌 说明：
patsubst 是 Makefile 中最常用的函数之一，大量用于从 .c 文件列表生成 .o 文件列表。

（3）strip —— 去除多余空格

$(strip string)

功能：

• 去除前导和结尾空格
• 将中间连续的多个空格压缩为一个

示例：

$(strip a   b c )

结果为：

（4）findstring —— 字符串查找

$(findstring find,in)

功能：

• 若在 in 中找到 find，返回 find
• 否则返回空字符串

示例：

$(findstring a,a b c)   # 返回 a
$(findstring a,b c)     # 返回空

（5）filter —— 条件过滤

$(filter pattern...,text)

功能：

• 从 text 中筛选出符合 pattern 的单词
• 其余单词会被去除

示例：

$(filter %.c %.s,foo.c bar.c baz.s ugh.h)

结果为：

（6）filter-out —— 反向过滤

$(filter-out pattern...,text)

功能：

• 从 text 中删除符合 pattern 的单词
• 返回剩余内容

示例：

$(filter-out %.c %.s,foo.c bar.c baz.s ugh.h)

结果为：

（7）sort —— 排序并去重

$(sort list)

功能：

• 对单词按字母顺序排序

• 去掉重复项

示例：

$(sort foo bar lose)

结果为：

3 文件名处理函数

（1）dir —— 获取路径部分

$(dir names...)

示例：

$(dir Makefile)

结果：

（2）notdir —— 获取文件名

$(notdir names...)

示例：

$(notdir Makefile)

结果：

（3）suffix —— 获取后缀名

示例：

$(suffix test.txt)

结果：

（4）basename —— 去除后缀

示例：

$(basename test.txt)

结果：

（5）addsuffix / addprefix —— 批量添加后缀与前缀

在实际工程中，我们经常需要对一组文件名进行统一处理，例如：

• 给一批源文件名加上后缀 .c、.o

• 给一批文件名前统一加上目录路径（如 src/、obj/）

为此，GNU Make 提供了两个非常实用的函数：addsuffix 和 addprefix。

①addsuffix 函数原型：

$(addsuffix suffix,names...)

参数说明：

• suffix：要添加的后缀字符串
• names...：由空格分隔的一组文件名（可以是变量）

功能说明：

将 suffix 依次附加到 names... 中的每一个独立单词后面，并以空格形式拼接返回。

示例：

$(addsuffix .c,foo bar)

执行过程等价于：

• foo → foo.c
• bar → bar.c

最终结果为：

foo.c bar.c

📌 典型应用场景：

SRC := main sub util
CFILES := $(addsuffix .c,$(SRC))

展开后：

main.c sub.c util.c

该方式常用于从不带后缀的模块名生成源文件列表。

②addprefix函数原型：

$(addprefix prefix,names...)

参数说明：

• prefix：要添加的前缀字符串（通常是路径）
• names...：由空格分隔的一组文件名

功能说明：

将 prefix 依次添加到 names... 中每一个文件名前面，并返回新的文件名列表。

示例：

$(addprefix src/,foo bar)

执行过程等价于：

• foo → src/foo
• bar → src/bar

最终结果为：

src/foo src/bar

📌 典型应用场景：

OBJS := main.o sub.o
OBJ_FILES := $(addprefix obj/,$(OBJS))

展开后：

obj/main.o obj/sub.o

该用法在多目录工程、分离源码目录和目标目录时极其常见。

③addprefix + addsuffix 组合使用（重点）

在真实工程中，这两个函数经常组合使用，用于快速构造完整路径文件名。

示例：

FILES := main sub
SRCS := $(addsuffix .c,$(FILES))
FULL_SRCS := $(addprefix src/,$(SRCS))

最终结果为：

src/main.c src/sub.c

等价于一行写法：

FULL_SRCS := $(addprefix src/,$(addsuffix .c,$(FILES)))

4️⃣ 与 wildcard、patsubst 的区别

函数	作用特点
addsuffix	只做字符串拼接，不检查文件是否存在
addprefix	只做字符串拼接
wildcard	获取真实存在的文件
patsubst	按模式进行替换

📌 重要提示：

addsuffix 和 addprefix 不关心文件是否真实存在，只是对字符串进行处理。

5️⃣ 小结（工程经验）

• addsuffix：适合 统一生成后缀

• addprefix：适合 统一添加路径

• 两者组合使用，可快速构建源文件和目标文件列表

• 是 大型 Makefile 中的高频函数

（6）wildcard —— 获取真实存在的文件

示例：

$(wildcard *.txt)

结果：

⚠️ 与 shell 中的通配符类似，但只返回真实存在的文件。

4 其他常用函数

（1）foreach —— 循环展开

$(foreach var,list,text)

执行过程：

1. 先展开 list
2. 将 list 中的每个值依次赋给 var
3. 对 text 进行多次展开
4. 最终结果以空格拼接

示例：

dirs := a b c d
files := $(foreach dir,$(dirs),$(wildcard $(dir)/*))

等价于：

files := $(wildcard a/* b/* c/* d/*)

（2）if —— 条件判断

$(if condition,then-part,else-part)

注意事项：

• 只会执行 then-part 或 else-part 中的一个
• 不会同时执行，避免副作用（如 shell）

（3）origin —— 判断变量来源

$(origin variable)

常见返回值：

• undefined：变量var从来没有定义；
• file：变量var在Makefile中定义；
• environment：变量var作为环境变量定义，选项-e没有打开；
• command line：变量var在命令行中定义；
• automatic：变量var为自动变量

该函数在调试复杂 Makefile时非常有用。

（4）shell —— 调用外部命令

$(shell command arguments)

示例：

c_src := $(shell ls *.c)

📌 返回值说明：

• 换行符会被转换为空格
• 结尾的换行符会被自动去除

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5 综合示例：options 程序 Makefile 解析

示例 Makefile

src  := $(shell ls *.c)
objs := $(patsubst %.c,%.o,$(src))

test: $(objs)
	gcc -o $@ $^

%.o: %.c
	gcc -c -o $@ $<

clean:
	rm -f test *.o

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自动变量说明

变量	含义
$@	当前目标
$^	所有依赖
$<	第一个依赖

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编译流程分析

目录内容：

main.c
sub.c
sub.h
Makefile

首次执行：

make

输出：

gcc -c -o main.o main.c
gcc -c -o sub.o sub.c
gcc -o test main.o sub.o

修改 sub.c 后再次执行：

gcc -c -o sub.o sub.c
gcc -o test main.o sub.o

✅ 只重新编译发生变化的源文件，提高了编译效率

6 总结

• Makefile 函数是工程 Makefile 的“灵魂”
• patsubst、wildcard、foreach 使用最为频繁
• 自动变量使规则更加通用、简洁
• 理解这些内容后，可轻松阅读内核和大型项目的 Makefile