作為Linux下的程序開發(fā)人員,大家一定都遇到過Makefile,用make命令來編譯自己寫的程序確實是很方便.一般情況下,大家都是手工寫一個簡單Makefile,如果要想寫出一個符合自由軟件慣例的Makefile就不那么容易了.

在本文中,將給大家介紹如何使用autoconf和automake兩個工具來幫助我們自動地生成符合自由軟件慣例的 Makefile,這樣就可以象常見的 GNU程序一樣,只要使用”./configure”,”make”,”make instal”就可以把程序安裝到Linux系統(tǒng)中去了.

這將特別適合想做開放源代碼軟件的程序開發(fā)人員,又或如果你只是自己寫些小的Toy程序,那么這個文章對你也會有很大的幫助.
　

一.Makefile介紹

　　Makefile是用于自動編譯和鏈接的 ,一個工程有很多文件組成,每一個文件的改變都會導(dǎo)致工程的重新鏈接,但是不是 所有的文件都需要重新編譯,Makefile中紀(jì)錄有文件的信息,在 make時會決定在鏈接的時候需要重新編譯哪些文件.
　
　 Makefile的宗旨就是 ：讓編譯器知道要編譯一個文件需要依賴其他的 哪些文件.當(dāng)那些依賴文件有了改變,編譯器會自動的發(fā)現(xiàn)最終的生成文件已經(jīng)過時,而重新編譯相應(yīng)的 模塊.
　　
Makefile的 基本結(jié)構(gòu)不是 很復(fù)雜,但當(dāng)一個程序開發(fā)人員開始寫Makefile時,經(jīng)常會懷疑自己寫的 是 否符合慣例,而且自己寫的 Makefile經(jīng)常和自己的 開發(fā)環(huán)境相關(guān)聯(lián),當(dāng)系統(tǒng)環(huán)境變量或路徑發(fā)生了變化后,Makefile可能還要跟著修改.這樣就造成了手工書寫Makefile的 諸多問題,automake恰好能很好地幫助我們解決這些問題.
　　
使用automake,程序開發(fā)人員只需要寫一些簡單的 含有預(yù)定義宏的 文件,由autoconf根據(jù)一個宏文件生成configure,由automake根據(jù)另一個宏文件生成Makefile.in,再使用configure依據(jù)Makefile.in來生成一個符合慣例的 Makefile.下面我們將詳細(xì)介紹Makefile的 automake生成方法.
　　

二.使用的 環(huán)境

　　本文所提到的 程序是 基于Linux發(fā)行版本：Fedora Core release 1,它包含了我們要用到的 autoconf,automake.

三.從helloworld入手

　　我們從大家最常使用的 例子程序helloworld開始.

　　下面的 過程如果簡單地說來就是 ：

　　新建三個文件：

　　　helloworld.c
　　　configure.in
　　　Makefile.am

　　然后執(zhí)行：

aclocal; autoconf; automake --add-missing; ./configure; make; ./helloworld

　　就可以看到Makefile被產(chǎn)生出來,而且可以將helloworld.c編譯通過.

　　很簡單吧,幾條命令就可以做出一個符合慣例的 Makefile,感覺如何呀.

　　現(xiàn)在 開始介紹詳細(xì)的 過程：

　　1.建目錄

　　在 你的 工作目錄下建一個helloworld目錄,我們用它來存放helloworld程序及相關(guān)文件,如在 /home/my/build下：

$ mkdir helloword
$ cd helloworld

　　2. helloworld.c

　　然后用你自己最喜歡的 編輯器寫一個hellowrold.c文件,如命令：vi helloworld.c.使用下面的 代碼作為helloworld.c的 內(nèi)容.

#include <stdio.h>
int main(int argc, char** argv){
     printf("%s", 'Hello, Linux World!\n");
     return 0;
}

　　完成后保存退出.
　　現(xiàn)在 在 helloworld目錄下就應(yīng)該有一個你自己寫的 helloworld.c了.

　　3.生成configure

　　我們使用autoscan命令來幫助我們根據(jù)目錄下的 源代碼生成一個configure.in的 模板文件.
　　命令：

$ autoscan
$ ls
configure.scan helloworld.c

　　執(zhí)行后在 hellowrold目錄下會生成一個文件：configure.scan,我們可以拿它作為configure.in的 藍本.
　　現(xiàn)在 將configure.scan改名為configure.in,并且編輯它,按下面的 內(nèi)容修改,去掉無關(guān)的 語句：

==========================configure.in內(nèi)容開始=========================================
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_INIT(helloworld.c)
AM_INIT_AUTOMAKE(helloworld, 1.0)
# Checks for programs.
AC_PROG_CC
# Checks for libraries.
# Checks for header files.
# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
# Checks for library functions.
AC_OUTPUT(Makefile)
==========================configure.in內(nèi)容結(jié)束=========================================

　　然后執(zhí)行命令aclocal和autoconf,分別會產(chǎn)生aclocal.m4及configure兩個文件：

$ aclocal
$ls
aclocal.m4 configure.in helloworld.c
$ autoconf
$ ls
aclocal.m4 autom4te.cache configure configure.in helloworld.c

　　大家可以看到configure.in內(nèi)容是 一些宏定義,這些宏經(jīng)autoconf處理后會變成檢查系統(tǒng)特性.環(huán)境變量.軟件必須的 參數(shù)的 shell腳本.

　　autoconf 是 用來生成自動配置軟件源代碼腳本（configure）的 工具.configure腳本能獨立于autoconf運行,且在 運行的 過程中,不需要用戶的 干預(yù).

　　要生成configure文件,你必須告訴autoconf如何找到你所用的 宏.方式是 使用aclocal程序來生成你的 aclocal.m4.

　　aclocal根據(jù)configure.in文件的 內(nèi)容,自動生成aclocal.m4文件.aclocal是 一個perl 腳本程序,它的 定義是 ：”aclocal – create aclocal.m4 by scanning configure.ac”.

　　autoconf從configure.in這個列舉編譯軟件時所需要各種參數(shù)的 模板文件中創(chuàng)建configure.

　　autoconf需要GNU m4宏處理器來處理aclocal.m4,生成configure腳本.

　　m4是 一個宏處理器.將輸入拷貝到輸出,同時將宏展開.宏可以是 內(nèi)嵌的 ,也可以是 用戶定義的 .除了可以展開宏,m4還有一些內(nèi)建的 函數(shù),用來引用文件,執(zhí)行命令,整數(shù)運算,文本操作,循環(huán)等.m4既可以作為編譯器的 前端,也可以單獨作為一個宏處理器.

4.新建Makefile.am
　　新建Makefile.am文件,命令：

$ vi Makefile.am
　　內(nèi)容如下:
AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=helloworld
helloworld_SOURCES=helloworld.c

　　automake會根據(jù)你寫的 Makefile.am來自動生成Makefile.in.

　　Makefile.am中定義的 宏和目標(biāo),會指導(dǎo)automake生成指定的 代碼.例如,宏bin_PROGRAMS將導(dǎo)致編譯和連接的 目標(biāo)被生成.
　　5.運行automake:

$ automake --add-missing
configure.in: installing `./install-sh'
configure.in: installing `./mkinstalldirs'
configure.in: installing `./missing'
Makefile.am: installing `./depcomp'

　　automake會根據(jù)Makefile.am文件產(chǎn)生一些文件,包含最重要的 Makefile.in.

　　6.執(zhí)行configure生成Makefile

$./configure
checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -c
checking whether build environment is sane... yes
checking for gawk... gawk
checking whether make sets $(MAKE)... yes
checking for gcc... gcc
checking for C compiler default output... a.out
checking whether the C compiler works... yes
checking whether we are cross compiling... no
checking for suffix of executables...
checking for suffix of object files... o
checking whether we are using the GNU C compiler... yes
checking whether gcc accepts -g... yes
checking for gcc option to accept ANSI C... none needed
checking for style of include used by make... GNU
checking dependency style of gcc... gcc3
configure: creating ./config.status
config.status: creating Makefile
config.status: executing depfiles commands
$ ls -l Makefile
-rw-rw-r-- 1 yutao yutao 15035 Oct 15 10:40 Makefile

你可以看到,此時Makefile已經(jīng)產(chǎn)生出來了.

7.使用Makefile編譯代碼

$make
if gcc -DPACKAGE_NAME=\"FULL-PACKAGE-NAME\" -DPACKAGE_TARNAME=\"full-package-name\" -DPACKAGE_VERSION=\"VERSION\" -DPACKAGE_STRING=\"FULL-PACKAGE-NAME\ VERSION\" -DPACKAGE_BUGREPORT=\"BUG-REPORT-ADDRESS\" -DPACKAGE=\"helloworld\" -DVERSION=\"1.0\" -DSTDC_HEADERS=1 -DHAVE_SYS_TYPES_H=1 -DHAVE_SYS_STAT_H=1 -DHAVE_STDLIB_H=1 -DHAVE_STRING_H=1 -DHAVE_MEMORY_H=1 -DHAVE_STRINGS_H=1 -DHAVE_INTTYPES_H=1 -DHAVE_STDINT_H=1 -DHAVE_UNISTD_H=1 -DHAVE_STDLIB_H=1  -I. -I.     -g -O2 -MT helloworld.o -MD -MP -MF ".deps/helloworld.Tpo" -c -o helloworld.o helloworld.c; \
then mv -f ".deps/helloworld.Tpo" ".deps/helloworld.Po"; else rm -f ".deps/helloworld.Tpo"; exit 1; fi
gcc  -g -O2   -o helloworld  helloworld.o

　　運行helloworld

$ ./helloworld
Hello, Linux World!

　　這樣helloworld就編譯出來了,你如果按上面的 步驟來做的 話,應(yīng)該也會很容易地編譯出正確的 helloworld文件.你還可以試著使用一些其他的 make命令,如make clean,make install,make dist,看看它們會給你什么樣的 效果.感覺如何？自己也能寫出這么專業(yè)的 Makefile,老板一定會對你刮目相看.

四.深入淺出

　　針對上面提到的 各個命令,我們再做些詳細(xì)的 介紹.

　　1. autoscan 　　autoscan是 用來掃描源代碼目錄生成configure.scan文件的 .autoscan 可以用目錄名做為參數(shù),但如果你不使用參數(shù)的 話,那么autoscan將認(rèn)為使用的是當(dāng)前目錄. autoscan將掃描你所指定目錄中的 源文件,并創(chuàng)建configure.scan文件. 　　2. configure.scan 　　configure.scan包含了系統(tǒng)配置的 基本選項,里面都是 一些宏定義.我們需要將它改名為 configure.in 　　3. aclocal 　　aclocal是 一個perl 腳本程序.aclocal根據(jù)configure.in文件的 內(nèi)容 ,自動生成aclocal.m4文件.aclocal的 定義是 ："aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac". 　　4. autoconf 　　autoconf是 用來產(chǎn)生configure文件的 .configure是 一個腳本,它能設(shè)置 源程序來適應(yīng)各種不同的操作系統(tǒng)平臺,并且根據(jù)不同的 系統(tǒng)來產(chǎn)生合適的 Makefile,從而可以使 你的源代碼能在不同的操作系統(tǒng)平臺上被編譯出來. 　　configure.in文件的 內(nèi)容是 一些宏,這些宏經(jīng)過autoconf 處理后會變成檢查系統(tǒng) 特性.環(huán)境變量.軟件必須的 參數(shù)的 shell腳本.configure.in文件中的 宏的 順序并沒 有規(guī)定,但是 你必須在 所有宏的 最前面和最后面分別加上AC_INIT宏和AC_OUTPUT宏. 　　在 configure.ini中： 　　#號表示注釋,這個宏后面的 內(nèi)容將被忽略. 　　AC_INIT(FILE) 　　這個宏用來檢查源代碼所在 的 路徑. AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION) 　　 這個宏是 必須的 ,它描述了我們將要生成的 軟件包的 名字及其版本號：PACKAGE是軟件包 的名字,VERSION是 版本號.當(dāng)你使用make dist命令時,它會給你生成一個類似 helloworld-1.0.tar.gz的 軟件發(fā)行包,其中就有對應(yīng)的 軟件包的 名字和版本號. AC_PROG_CC 　　這個宏將檢查系統(tǒng)所用的 C編譯器. AC_OUTPUT(FILE) 　　這個宏是 我們要輸出的 Makefile的 名字. 　　我們在 使用automake時,實際上還需要用到其他的 一些宏,但我們可以用aclocal 來幫 我們自動產(chǎn)生.執(zhí)行aclocal后我們會得到aclocal.m4文件. 　　產(chǎn)生了configure.in和aclocal.m4 兩個宏文件后,我們就可以使用autocon f來產(chǎn)生configure文件了. 　　5. Makefile.am 　　Makefile.am是 用來生成Makefile.in的 ,需要你手工書寫.Makefile. am中定義了一些內(nèi)容： AUTOMAKE_OPTIONS 　　這個是 automake的 選項.在 執(zhí)行automake時,它會檢查目錄下是 否存在 標(biāo)準(zhǔn) GNU軟件包中應(yīng)具備的各種文件,例如AUTHORS.ChangeLog.NEWS等文件. 我們將其設(shè)置成foreign時,automake會改用一般軟件包的 標(biāo)準(zhǔn)來檢查. bin_PROGRAMS 　　這個是 指定我們所要產(chǎn)生的 可執(zhí)行文件的 文件名.如果你要產(chǎn)生多個可執(zhí)行文件, 那么在各個名字間用空格隔開. helloworld_SOURCES 　　這個是 指定產(chǎn)生"helloworld"時所需要的 源代碼.如果它用到了多個源文件, 那么請使用空格符號將它們隔開.比如需要helloworld.h,helloworld.c那么請寫成: helloworld_SOURCES= helloworld.h helloworld.c. 　　如果你在 bin_PROGRAMS定義了多個可執(zhí)行文件,則對應(yīng)每個可執(zhí)行文件都要定義相對的 filename_SOURCES. 　　6. automake 　　我們使用automake --add-missing來產(chǎn)生Makefile.in. 　　選項--add-missing的 定義是 "add missing standard files  to package",它會讓automake加入一個標(biāo)準(zhǔn)的 軟件包所必須的 一些文件. 　　我們用automake產(chǎn)生出來的 Makefile.in文件是 符合GNU Makefile慣例 的 ,接下來我們只要執(zhí)行configure這個shell 腳本就可以產(chǎn)生合適的 Makefile 文 件了. 　　7. Makefile 　　在 符合GNU Makefiel慣例的 Makefile中,包含了一些基本的 預(yù)先定義的 操作：  make 　　根據(jù)Makefile編譯源代碼,連接,生成目標(biāo)文件,可執(zhí)行文件. make clean 　　清除上次的 make命令所產(chǎn)生的 object文件（后綴為".o"的 文件）及可執(zhí)行文件. make install 　　將編譯成功的 可執(zhí)行文件安裝到系統(tǒng)目錄中,一般為/usr/local/bin目錄. make dist 　　產(chǎn)生發(fā)布軟件包文件（即distribution package）.這個命令將會將可執(zhí)行文件及相關(guān) 文件打包成一個tar.gz壓縮的 文件用來作為發(fā)布軟件的 軟件包. 　　它會在 當(dāng)前目錄下生成一個名字類似"PACKAGE-VERSION.tar.gz"的 文件.PA CKAGE和VERSION,是 我們在 configure.in中定義的 AM_INIT_AUTOM AKE(PACKAGE, VERSION). make distcheck 　　生成發(fā)布軟件包并對其進行測試檢查,以確定發(fā)布包的正確性.