無(wú)論是在Linux還是在Unix環(huán)境中,make都是一個(gè)非常重要的編譯命令。不管是自己進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)還是安裝應(yīng)用軟件,我們都經(jīng)常要用到make或 make install。利用make工具,我們可以將大型的開發(fā)項(xiàng)目分解成為多個(gè)更易于管理的模塊,對(duì)于一個(gè)包括幾百個(gè)源文件的應(yīng)用程序,使用make和 makefile工具就可以輕而易舉的理順各個(gè)源文件之間紛繁復(fù)雜的相互關(guān)系。
但是如果通過(guò)查閱make的幫助文檔來(lái)手工編寫Makefile,對(duì)任何程序員都是一場(chǎng)挑戰(zhàn)。幸而有GNU 提供的Autoconf及Automake這兩套工具使得編寫makefile不再是一個(gè)難題。
本文將介紹如何利用 GNU Autoconf 及 Automake 這兩套工具來(lái)協(xié)助我們自動(dòng)產(chǎn)生 Makefile文件,并且讓開發(fā)出來(lái)的軟件可以像大多數(shù)源碼包那樣,只需"./configure", "make","make install" 就可以把程序安裝到系統(tǒng)中。
假設(shè)源文件按如下目錄存放,如圖1所示,運(yùn)用autoconf和automake生成makefile文件。
圖 1文件目錄結(jié)構(gòu)

假設(shè)src是我們?cè)次募夸洠琲nclude目錄存放其他庫(kù)的頭文件,lib目錄存放用到的庫(kù)文件,然后開始按模塊存放,每個(gè)模塊都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的目錄,模塊下再分子模塊,如apple、orange。每個(gè)子目錄下又分core,include,shell三個(gè)目錄,其中core和shell目錄存放.c文件,include的存放.h文件,其他類似。
樣例程序功能:基于多線程的數(shù)據(jù)讀寫保護(hù)(聯(lián)系作者獲取整個(gè)autoconf和automake生成的Makefile工程和源碼,E-mail: normalnotebook@126.com )。
所必須的軟件:autoconf/automake/m4/perl/libtool(其中l(wèi)ibtool非必須)。
autoconf是一個(gè)用于生成可以自動(dòng)地配置軟件源碼包,用以適應(yīng)多種UNIX類系統(tǒng)的shell腳本工具,其中autoconf需要用到 m4,便于生成腳本。automake是一個(gè)從Makefile.am文件自動(dòng)生成Makefile.in的工具。為了生成Makefile.in,automake還需用到perl,由于automake創(chuàng)建的發(fā)布完全遵循GNU標(biāo)準(zhǔn),所以在創(chuàng)建中不需要perl。libtool是一款方便生成各種程序庫(kù)的工具。
目前automake支持三種目錄層次:flat、shallow和deep。
1) flat指的是所有文件都位于同一個(gè)目錄中。
就是所有源文件、頭文件以及其他庫(kù)文件都位于當(dāng)前目錄中,且沒(méi)有子目錄。Termutils就是這一類。
2) shallow指的是主要的源代碼都儲(chǔ)存在頂層目錄,其他各個(gè)部分則儲(chǔ)存在子目錄中。
就是主要源文件在當(dāng)前目錄中,而其它一些實(shí)現(xiàn)各部分功能的源文件位于各自不同的目錄。automake本身就是這一類。
3) deep指的是所有源代碼都被儲(chǔ)存在子目錄中;頂層目錄主要包含配置信息。
就是所有源文件及自己寫的頭文件位于當(dāng)前目錄的一個(gè)子目錄中,而當(dāng)前目錄里沒(méi)有任何源文件。 GNU cpio和GNU tar就是這一類。
flat類型是最簡(jiǎn)單的,deep類型是最復(fù)雜的。不難看出,我們的模擬需求正是基于第三類deep型,也就是說(shuō)我們要做挑戰(zhàn)性的事情:)。注:我們的測(cè)試程序是基于多線程的簡(jiǎn)單程序。
首先進(jìn)入 project 目錄,在該目錄下運(yùn)行一系列命令,創(chuàng)建和修改幾個(gè)文件,就可以生成符合該平臺(tái)的Makefile文件,操作過(guò)程如下:
1) 運(yùn)行autoscan命令
2) 將configure.scan 文件重命名為configure.in,并修改configure.in文件
3) 在project目錄下新建Makefile.am文件,并在core和shell目錄下也新建makefile.am文件
4) 在project目錄下新建NEWS、 README、 ChangeLog 、AUTHORS文件
5) 將/usr/share/automake-1.X/目錄下的depcomp和complie文件拷貝到本目錄下
6) 運(yùn)行aclocal命令
7) 運(yùn)行autoconf命令
8) 運(yùn)行automake -a命令
9) 運(yùn)行./confiugre腳本
可以通過(guò)圖2看出產(chǎn)生Makefile的流程,如圖所示:
圖 2生成Makefile流程圖

當(dāng)我們利用autoscan工具生成confiugre.scan文件時(shí),我們需要將confiugre.scan重命名為confiugre.in文件。confiugre.in調(diào)用一系列autoconf宏來(lái)測(cè)試程序需要的或用到的特性是否存在,以及這些特性的功能。
下面我們就來(lái)目睹一下confiugre.scan的廬山真面目:
# Process this file with autoconf to produce a configure script. AC_PREREQ(2.59) AC_INIT(FULL-PACKAGE-NAME, VERSION, BUG-REPORT-ADDRESS) AC_CONFIG_SRCDIR([config.h.in]) AC_CONFIG_HEADER([config.h]) # Checks for programs. AC_PROG_CC # Checks for libraries. # FIXME: Replace `main' with a function in `-lpthread': AC_CHECK_LIB([pthread], [main]) # Checks for header files. # Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics. # Checks for library functions. AC_OUTPUT |
每個(gè)configure.scan文件都是以AC_INIT開頭,以AC_OUTPUT結(jié)束。我們不難從文件中看出confiugre.in文件的一般布局:
AC_INIT 測(cè)試程序 測(cè)試函數(shù)庫(kù) 測(cè)試頭文件 測(cè)試類型定義 測(cè)試結(jié)構(gòu) 測(cè)試編譯器特性 測(cè)試庫(kù)函數(shù) 測(cè)試系統(tǒng)調(diào)用 AC_OUTPUT |
上面的調(diào)用次序只是建議性質(zhì)的,但我們還是強(qiáng)烈建議不要隨意改變對(duì)宏調(diào)用的次序。
現(xiàn)在就開始修改該文件:
$mv configure.scan configure.in $vim configure.in |
修改后的結(jié)果如下:
# -*- Autoconf -*- # Process this file with autoconf to produce a configure script. AC_PREREQ(2.59) AC_INIT(test, 1.0, normalnotebook@126.com) AC_CONFIG_SRCDIR([src/ModuleA/apple/core/test.c]) AM_CONFIG_HEADER(config.h) AM_INIT_AUTOMAKE(test,1.0) # Checks for programs. AC_PROG_CC # Checks for libraries. # FIXME: Replace `main' with a function in `-lpthread': AC_CHECK_LIB([pthread], [pthread_rwlock_init]) AC_PROG_RANLIB # Checks for header files. # Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics. # Checks for library functions. AC_OUTPUT([Makefile src/lib/Makefile src/ModuleA/apple/core/Makefile src/ModuleA/apple/shell/Makefile ]) |
其中要將AC_CONFIG_HEADER([config.h])修改為:AM_CONFIG_HEADER(config.h), 并加入AM_INIT_AUTOMAKE(test,1.0)。由于我們的測(cè)試程序是基于多線程的程序,所以要加入AC_PROG_RANLIB,不然運(yùn)行automake命令時(shí)會(huì)出錯(cuò)。在AC_OUTPUT輸入要?jiǎng)?chuàng)建的Makefile文件名。
由于我們?cè)诔绦蛑惺褂昧俗x寫鎖,所以需要對(duì)庫(kù)文件進(jìn)行檢查,即AC_CHECK_LIB([pthread], [main]),該宏的含義如下:

其中,LIBS是link的一個(gè)選項(xiàng),詳細(xì)請(qǐng)參看后續(xù)的Makefile文件。由于我們?cè)诔绦蛑惺褂昧俗x寫鎖,所以我們測(cè)試pthread庫(kù)中是否存在pthread_rwlock_init函數(shù)。
由于我們是基于deep類型來(lái)創(chuàng)建makefile文件,所以我們需要在四處創(chuàng)建Makefile文件。即:project目錄下,lib目錄下,core和shell目錄下。
Autoconf提供了很多內(nèi)置宏來(lái)做相關(guān)的檢測(cè),限于篇幅關(guān)系,我們?cè)谶@里對(duì)其他宏不做詳細(xì)的解釋,具體請(qǐng)參看參考文獻(xiàn)1和參考文獻(xiàn)2,也可參看autoconf信息頁(yè)。
Makefile.am是一種比Makefile更高層次的規(guī)則。只需指定要生成什么目標(biāo),它由什么源文件生成,要安裝到什么目錄等構(gòu)成。
表一列出了可執(zhí)行文件、靜態(tài)庫(kù)、頭文件和數(shù)據(jù)文件,四種書寫Makefile.am文件個(gè)一般格式。
表 1Makefile.am一般格式

對(duì)于可執(zhí)行文件和靜態(tài)庫(kù)類型,如果只想編譯,不想安裝到系統(tǒng)中,可以用noinst_PROGRAMS代替bin_PROGRAMS,noinst_LIBRARIES代替lib_LIBRARIES。
Makefile.am還提供了一些全局變量供所有的目標(biāo)體使用:
表 2 Makefile.am中可用的全局變量

在Makefile.am中盡量使用相對(duì)路徑,系統(tǒng)預(yù)定義了兩個(gè)基本路徑:
表 3Makefile.am中可用的路徑變量

在上文中我們提到過(guò)安裝路徑,automake設(shè)置了默認(rèn)的安裝路徑:
1) 標(biāo)準(zhǔn)安裝路徑
默認(rèn)安裝路徑為:$(prefix) = /usr/local,可以通過(guò)./configure --prefix=<new_path>的方法來(lái)覆蓋。
其它的預(yù)定義目錄還包括:bindir = $(prefix)/bin, libdir = $(prefix)/lib, datadir = $(prefix)/share, sysconfdir = $(prefix)/etc等等。
2) 定義一個(gè)新的安裝路徑
比如test, 可定義testdir = $(prefix)/test, 然后test_DATA =test1 test2,則test1,test2會(huì)作為數(shù)據(jù)文件安裝到$(prefix)/ /test目錄下。
我們首先需要在工程頂層目錄下(即project/)創(chuàng)建一個(gè)Makefile.am來(lái)指明包含的子目錄:
SUBDIRS=src/lib src/ModuleA/apple/shell src/ModuleA/apple/core CURRENTPATH=$(shell /bin/pwd) INCLUDES=-I$(CURRENTPATH)/src/include -I$(CURRENTPATH)/src/ModuleA/apple/include export INCLUDES |
由于每個(gè)源文件都會(huì)用到相同的頭文件,所以我們?cè)谧铐攲拥腗akefile.am中包含了編譯源文件時(shí)所用到的頭文件,并導(dǎo)出,見(jiàn)藍(lán)色部分代碼。
我們將lib目錄下的swap.c文件編譯成libswap.a文件,被apple/shell/apple.c文件調(diào)用,那么lib目錄下的Makefile.am如下所示:
noinst_LIBRARIES=libswap.a libswap_a_SOURCES=swap.c INCLUDES=-I$(top_srcdir)/src/includ |
細(xì)心的讀者可能就會(huì)問(wèn):怎么表1中給出的是bin_LIBRARIES,而這里是noinst_LIBRARIES?這是因?yàn)槿绻幌刖幾g,而不想安裝到系統(tǒng)中,就用noinst_LIBRARIES代替bin_LIBRARIES,對(duì)于可執(zhí)行文件就用noinst_PROGRAMS代替bin_PROGRAMS。對(duì)于安裝的情況,庫(kù)將會(huì)安裝到$(prefix)/lib目錄下,可執(zhí)行文件將會(huì)安裝到${prefix}/bin。如果想安裝該庫(kù),則Makefile.am示例如下:
bin_LIBRARIES=libswap.a libswap_a_SOURCES=swap.c INCLUDES=-I$(top_srcdir)/src/include swapincludedir=$(includedir)/swap swapinclude_HEADERS=$(top_srcdir)/src/include/swap.h |
最后兩行的意思是將swap.h安裝到${prefix}/include /swap目錄下。
接下來(lái),對(duì)于可執(zhí)行文件類型的情況,我們將討論如何寫Makefile.am?對(duì)于編譯apple/core目錄下的文件,我們寫成的Makefile.am如下所示:
noinst_PROGRAMS=test test_SOURCES=test.c test_LDADD=$(top_srcdir)/src/ModuleA/apple/shell/apple.o $(top_srcdir)/src/lib/libswap.a test_LDFLAGS=-D_GNU_SOURCE DEFS+=-D_GNU_SOURCE #LIBS=-lpthread |
由于我們的test.c文件在鏈接時(shí),需要apple.o和libswap.a文件,所以我們需要在test_LDADD中包含這兩個(gè)文件。對(duì)于Linux下的信號(hào)量/讀寫鎖文件進(jìn)行編譯,需要在編譯選項(xiàng)中指明-D_GNU_SOURCE。所以在test_LDFLAGS中指明。而test_LDFLAGS只是鏈接時(shí)的選項(xiàng),編譯時(shí)同樣需要指明該選項(xiàng),所以需要DEFS來(lái)指明編譯選項(xiàng),由于DEFS已經(jīng)有初始值,所以這里用+=的形式指明。從這里可以看出,Makefile.am中的語(yǔ)法與Makefile的語(yǔ)法一致,也可以采用條件表達(dá)式。如果你的程序還包含其他的庫(kù),除了用AC_CHECK_LIB宏來(lái)指明外,還可以用LIBS來(lái)指明。
如果你只想編譯某一個(gè)文件,那么Makefile.am如何寫呢?這個(gè)文件也很簡(jiǎn)單,寫法跟可執(zhí)行文件的差不多,如下例所示:
noinst_PROGRAMS=apple apple_SOURCES=apple.c DEFS+=-D_GNU_SOURCE |
我們這里只是欺騙automake,假裝要生成apple文件,讓它為我們生成依賴關(guān)系和執(zhí)行命令。所以當(dāng)你運(yùn)行完automake命令后,然后修改apple/shell/下的Makefile.in文件,直接將LINK語(yǔ)句刪除,即:
……. clean-noinstPROGRAMS: -test -z "$(noinst_PROGRAMS)" || rm -f $(noinst_PROGRAMS) apple$(EXEEXT): $(apple_OBJECTS) $(apple_DEPENDENCIES) @rm -f apple$(EXEEXT) #$(LINK) $(apple_LDFLAGS) $(apple_OBJECTS) $(apple_LDADD) $(LIBS) ……. |
通過(guò)上述處理,就可以達(dá)到我們的目的。從圖1中不難看出為什么要修改Makefile.in的原因,而不是修改其他的文件。
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