autoconf和automake生成Makefile文件


引子

  无论是在Linux还是在Unix环境中,make都是一个非常重要的编译命令。不管是自己进行项目开发还是安装应用软件,我们都经常要用到 make或 make install。利用make工具,我们可以将大型的开发项目分解成为多个更易于管理的模块,对于一个包括几百个源文件的应用程序,使用make和 makefile工具就可以轻而易举的理顺各个源文件之间纷繁复杂的相互关系。

  但是如果通过查阅make的帮助文档来手工编写Makefile,对任何程序员都是一场挑战。幸而有GNU 提供的Autoconf及Automake这两套工具使得编写makefile不再是一个难题。

  本文将介绍如何利用 GNU Autoconf 及 Automake 这两套工具来协助我们自动产生 Makefile文件,并且让开发出来的软件可以像大多数源码包那样,只需"./configure", "make","make install" 就可以把程序安装到系统中。

  模拟需求

  假设源文件按如下目录存放,如图1所示,运用autoconf和automake生成makefile文件。


图 1文件目录结构

  假设src是我们源文件目录,include目录存放其他库的头文件,lib目录存放用到的库文件,然后开始按模块存放,每个模块都有一个对应的目录,模块下再分子模块,如apple、orange。每个子目录下又分core,include,shell三个目录,其中core和shell目录存放.c文件,include的存放.h文件,其他类似。

  样例程序功能:基于多线程的数据读写保护。

  工具简介

  所必须的软件:autoconf/automake/m4/perl/libtool(其中libtool非必须)。

  autoconf是一个用于生成可以自动地配置软件源码包,用以适应多种UNIX类系统的shell脚本工具,其中autoconf需要用到 m4,便于生成脚本。automake是一个从Makefile.am文件自动生成Makefile.in的工具。为了生成 Makefile.in,automake还需用到perl,由于automake创建的发布完全遵循GNU标准,所以在创建中不需要perl。 libtool是一款方便生成各种程序库的工具。

  目前automake支持三种目录层次:flat、shallow和deep。

  1) flat指的是所有文件都位于同一个目录中。

  就是所有源文件、头文件以及其他库文件都位于当前目录中,且没有子目录。Termutils就是这一类。

  2) shallow指的是主要的源代码都储存在顶层目录,其他各个部分则储存在子目录中。

  就是主要源文件在当前目录中,而其它一些实现各部分功能的源文件位于各自不同的目录。automake本身就是这一类。

  3) deep指的是所有源代码都被储存在子目录中;顶层目录主要包含配置信息。

  就是所有源文件及自己写的头文件位于当前目录的一个子目录中,而当前目录里没有任何源文件。 GNU cpio和GNU tar就是这一类。

  flat类型是最简单的,deep类型是最复杂的。不难看出,我们的模拟需求正是基于第三类deep型,也就是说我们要做挑战性的事情:)。注:我们的测试程序是基于多线程的简单程序。

  生成Makefile 的来龙去脉

  首先进入 project 目录,在该目录下运行一系列命令,创建和修改几个文件,就可以生成符合该平台的Makefile文件,操作过程如下:

  1) 运行autoscan命令

  2) 将configure.scan 文件重命名为configure.in,并修改configure.in文件

  3) 在project目录下新建Makefile.am文件,并在core和shell目录下也新建makefile.am文件

  4) 在project目录下新建NEWS、 README、 ChangeLog 、AUTHORS文件

  5) 将/usr/share/automake-1.X/目录下的depcomp和complie文件拷贝到本目录下

  6) 运行aclocal命令

  7) 运行autoconf命令

  8) 运行automake -a命令

  9) 运行./confiugre脚本

  可以通过图2看出产生Makefile的流程,如图所示:


图 2生成Makefile流程图

  Configure.in的八股文

  当我们利用autoscan工具生成confiugre.scan文件时,我们需要将confiugre.scan重命名为confiugre.in文件。confiugre.in调用一系列autoconf宏来测试程序需要的或用到的特性是否存在,以及这些特性的功能。

  下面我们就来目睹一下confiugre.scan的庐山真面目:

  # 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

  每个configure.scan文件都是以AC_INIT开头,以AC_OUTPUT结束。我们不难从文件中看出confiugre.in文件的一般布局:

  AC_INIT 测试程序 测试函数库 测试头文件 测试类型定义 测试结构 测试编译器特性 测试库函数 测试系统调用AC_OUTPUT

  上面的调用次序只是建议性质的,但我们还是强烈建议不要随意改变对宏调用的次序。

  现在就开始修改该文件:

  $mv configure.scan configure.in$vim configure.in

  修改后的结果如下:

  #                                -*- 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

  ])

  其中要将AC_CONFIG_HEADER([config.h])修改为:AM_CONFIG_HEADER(config.h), 并加入AM_INIT_AUTOMAKE(test,1.0)。由于我们的测试程序是基于多线程的程序,所以要加入AC_PROG_RANLIB,不然运行automake命令时会出错。在AC_OUTPUT输入要创建的Makefile文件名。

  由于我们在程序中使用了读写锁,所以需要对库文件进行检查,即AC_CHECK_LIB([pthread], [main]),该宏的含义如下:

   

  其中,LIBS是link的一个选项,详细请参看后续的Makefile文件。由于我们在程序中使用了读写锁,所以我们测试pthread库中是否存在pthread_rwlock_init函数。

  由于我们是基于deep类型来创建makefile文件,所以我们需要在四处创建Makefile文件。即:project目录下,lib目录下,core和shell目录下。

  Autoconf提供了很多内置宏来做相关的检测,限于篇幅关系,我们在这里对其他宏不做详细的解释,具体请参看参考文献1和参考文献2,也可参看autoconf信息页。

实战Makefile.am

  Makefile.am是一种比Makefile更高层次的规则。只需指定要生成什么目标,它由什么源文件生成,要安装到什么目录等构成。

  表一列出了可执行文件、静态库、头文件和数据文件,四种书写Makefile.am文件个一般格式。

  表 1Makefile.am一般格式
   

  对于可执行文件和静态库类型,如果只想编译,不想安装到系统中,可以用noinst_PROGRAMS代替bin_PROGRAMS,noinst_LIBRARIES代替lib_LIBRARIES。

  Makefile.am还提供了一些全局变量供所有的目标体使用:

  表 2 Makefile.am中可用的全局变量
   

  在Makefile.am中尽量使用相对路径,系统预定义了两个基本路径:

  表 3Makefile.am中可用的路径变量
   

  在上文中我们提到过安装路径,automake设置了默认的安装路径:

  1) 标准安装路径

  默认安装路径为:$(prefix) = /usr/local,可以通过./configure --prefix=<new_path>的方法来覆盖。

  其它的预定义目录还包括:bindir = $(prefix)/bin, libdir = $(prefix)/lib, datadir = $(prefix)/share, sysconfdir = $(prefix)/etc等等。

  2) 定义一个新的安装路径

  比如test, 可定义testdir = $(prefix)/test, 然后test_DATA =test1 test2,则test1,test2会作为数据文件安装到$(prefix)/ /test目录下。

  我们首先需要在工程顶层目录下(即project/)创建一个Makefile.am来指明包含的子目录:

  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

  由于每个源文件都会用到相同的头文件,所以我们在最顶层的Makefile.am中包含了编译源文件时所用到的头文件,并导出,见蓝色部分代码。

  我们将lib目录下的swap.c文件编译成libswap.a文件,被apple/shell/apple.c文件调用,那么lib目录下的Makefile.am如下所示:

  noinst_LIBRARIES=libswap.alibswap_a_SOURCES=swap.cINCLUDES=-I$(top_srcdir)/src/includ

  细心的读者可能就会问:怎么表1中给出的是bin_LIBRARIES,而这里是noinst_LIBRARIES?这是因为如果只想编译,而不想安装到系统中,就用noinst_LIBRARIES代替bin_LIBRARIES,对于可执行文件就用noinst_PROGRAMS代替 bin_PROGRAMS。对于安装的情况,库将会安装到$(prefix)/lib目录下,可执行文件将会安装到${prefix}/bin。如果想安装该库,则Makefile.am示例如下:

  bin_LIBRARIES=libswap.alibswap_a_SOURCES=swap.cINCLUDES=-I$(top_srcdir)/src/includeswapincludedir=$(includedir)/swapswapinclude_HEADERS=$(top_srcdir)/src/include/swap.h

  最后两行的意思是将swap.h安装到${prefix}/include /swap目录下。

  接下来,对于可执行文件类型的情况,我们将讨论如何写Makefile.am?对于编译apple/core目录下的文件,我们写成的Makefile.am如下所示:

  noinst_PROGRAMS=testtest_SOURCES=test.c test_LDADD=$(top_srcdir)/src/ModuleA/apple/shell/apple.o $(top_srcdir)/src/lib/libswap.a test_LDFLAGS=-D_GNU_SOURCEDEFS+=-D_GNU_SOURCE#LIBS=-lpthread

  由于我们的test.c文件在链接时,需要apple.o和 libswap.a文件,所以我们需要在test_LDADD中包含这两个文件。对于Linux下的信号量/读写锁文件进行编译,需要在编译选项中指明 -D_GNU_SOURCE。所以在test_LDFLAGS中指明。而test_LDFLAGS只是链接时的选项,编译时同样需要指明该选项,所以需要 DEFS来指明编译选项,由于DEFS已经有初始值,所以这里用+=的形式指明。从这里可以看出,Makefile.am中的语法与Makefile的语法一致,也可以采用条件表达式。如果你的程序还包含其他的库,除了用AC_CHECK_LIB宏来指明外,还可以用LIBS来指明。

  如果你只想编译某一个文件,那么Makefile.am如何写呢?这个文件也很简单,写法跟可执行文件的差不多,如下例所示:

  noinst_PROGRAMS=appleapple_SOURCES=apple.cDEFS+=-D_GNU_SOURCE

  我们这里只是欺骗automake,假装要生成apple文件,让它为我们生成依赖关系和执行命令。所以当你运行完automake命令后,然后修改apple/shell/下的Makefile.in文件,直接将LINK语句删除,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)…….

  通过上述处理,就可以达到我们的目的。从图1中不难看出为什么要修改Makefile.in的原因,而不是修改其他的文件。


« 
» 
快速导航

Copyright © 2016 phpStudy | 豫ICP备2021030365号-3