Linux下C編程基礎(chǔ)之使用autotools

　3.6 使用autotools
　　在上一小節(jié)，讀者已經(jīng)了解到了make項(xiàng)目管理器的強(qiáng)大功能。的確，makefile可以幫助make完成它的使命，但要承認(rèn)的是，編寫makefile確實(shí)不是一件輕松的事，尤其對于一個較大的項(xiàng)目而言更是如此。那么，有沒有一種輕松的手段生成makefile而同時又能讓用戶享受make的優(yōu)越性呢？本節(jié)要講的autotools系列工具正是為此而設(shè)的，它只需用戶輸入簡單的目標(biāo)文件、依賴文件、文件目錄等就可以輕松地生成makefile了，這無疑是廣大用戶所希望的。另外，這些工具還可以完成系統(tǒng)配置信息的收集，從而可以方便地處理各種移植性的問題。也正是基于此，現(xiàn)在Linux上的軟件開發(fā)一般都用autotools來制作makefile，讀者在后面的講述中就會了解到。
　　3.6.1 autotools使用流程
　　正如前面所言，autotools是系列工具，讀者首先要確認(rèn)系統(tǒng)是否裝了以下工具（可以用which命令進(jìn)行查看）。
　　n aclocal
　　n autoscan
　　n autoconf
　　n autoheader
　　n automake
　　使用autotools主要就是利用各個工具的腳本文件以生成最后的makefile。其總體流程是這樣的。
　　n 使用aclocal生成一個“aclocal.m4”文件，該文件主要處理本地的宏定義；
　　n 改寫“configure.scan”文件，并將其重命名為“configure.in”，并使用autoconf文件生成configure文件。
　　接下來，筆者將通過一個簡單的hello.c例子帶領(lǐng)讀者熟悉autotools生成makefile的過程，由于在這過程中會涉及較多的腳本文件，為了更清楚地了解相互之間的關(guān)系，強(qiáng)烈建議讀者實(shí)際動手操作以體會其整個過程。
　　1．a(chǎn)utoscan
　　它會在給定目錄及其子目錄樹中檢查源文件，若沒有給出目錄，就在當(dāng)前目錄及其子目錄樹中進(jìn)行檢查。它會搜索源文件以尋找一般的移植性問題并創(chuàng)建一個文件“configure.scan”，該文件就是接下來autoconf要用到的“configure.in”原型。如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# autoscan
　　autom4te： configure.ac： no such file or directory
　　autoscan： /usr/bin/autom4te failed with exit status： 1
　　［root@localhost automake］# ls
　　autoscan.log configure.scan hello.c
　　由上述代碼可知autoscan首先會嘗試去讀入“configure.ac”（同configure.in的配置文件）文件，此時還沒有創(chuàng)建該配置文件，于是它會自動生成一個“configure.in”的原型文件“configure.scan”。
　　2．a(chǎn)utoconf
　　configure.in是autoconf的腳本配置文件，它的原型文件“configure.scan”如下所示：
　　# -*- Autoconf -*-
　　# Process this file with autoconf to produce a configure script.
　　AC_PREREQ（2.59）
　　#The next one is modified by david
　　#AC_INIT（FULL-PACKAGE-NAME，VERSION，BUG-REPORT-ADDRESS）
　　AC_INIT（hello，1.0）
　　# The next one is added by david
　　AM_INIT_AUTOMAKE（hello，1.0）
　　AC_CONFIG_SRCDIR（［hello.c］）
　　AC_CONFIG_HEADER（［config.h］）
　　# 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_CONFIG_FILES（［makefile］）
　　AC_OUTPUT
　　下面對這個腳本文件進(jìn)行解釋。
　　n 以“#”號開始的行是注釋。
　　n AC_PREREQ宏聲明本文件要求的autoconf版本，如本例使用的版本2.59。
　　n AC_INIT宏用來定義軟件的名稱和版本等信息，在本例中省略了BUG-REPORT-ADDRESS，一般為作者的E-mail。
　　n AM_INIT_AUTOMAKE是筆者另加的，它是automake所必備的宏，使automake自動生成makefile.in，也同前面一樣，PACKAGE是所要產(chǎn)生軟件套件的名稱，VERSION是版本編號。
　　n AC_CONFIG_SRCDIR宏用來檢查所指定的源碼文件是否存在，以及確定源碼目錄的有效性。在此處源碼文件為當(dāng)前目錄下的hello.c。
　　n AC_CONFIG_HEADER宏用于生成config.h文件，以便autoheader使用。
　　n AC_CONFIG_FILES宏用于生成相應(yīng)的makefile文件。
　　n 中間的注釋之間可以分別添加用戶測試程序、測試函數(shù)庫、測試頭文件等宏定義。
　　接下來首先運(yùn)行aclocal，生成一個“aclocal.m4”文件，該文件主要處理本地的宏定義。如下所示：
　　［root@localhost automake］# aclocal
　　再接著運(yùn)行autoconf，生成“configure”可執(zhí)行文件。如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# autoconf
　?。踨oot@localhost automake］# ls
　　aclocal.m4 autom4te.cache autoscan.log configure configure.in hello.c
　　3．a(chǎn)utoheader
　　接著使用autoheader命令，它負(fù)責(zé)生成config.h.in文件。該工具通常會從“acconfig.h”文件中復(fù)制用戶附加的符號定義，因?yàn)檫@里沒有附加符號定義，所以不需要創(chuàng)建“acconfig.h”文件。如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# autoheader
　　4．a(chǎn)utomake
　　這一步是創(chuàng)建makefile很重要的一步，automake要用的腳本配置文件是makefile.am，用戶需要自己創(chuàng)建相應(yīng)的文件。之后，automake工具轉(zhuǎn)換成makefile.in。在該例中，筆者創(chuàng)建的文件為makefile.am，如下所示：
　　AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
　　bin_PROGRAMS= hello
　　hello_SOURCES= hello.c
　　下面對該腳本文件的對應(yīng)項(xiàng)進(jìn)行解釋。
　　n 其中的AUTOMAKE_OPTIONS為設(shè)置automake的選項(xiàng)。GNU對自己發(fā)布的軟件有嚴(yán)格的規(guī)范，比如必須附帶許可證聲明文件COPYING等，否則automake執(zhí)行時會報錯。automake提供了3種軟件等級：foreign、gnu和gnits，讓用戶選擇采用，默認(rèn)等級為gnu。在本示例中采用foreign等級，它只檢測必須的文件。
　　n bin_PROGRAMS定義要產(chǎn)生的執(zhí)行文件名。如果要產(chǎn)生多個執(zhí)行文件，每個文件名用空格隔開。
　　n hello_SOURCES定義“hello”這個執(zhí)行程序所需要的原始文件。如果“hello”這個程序是由多個原始文件所產(chǎn)生的，則必須把它所用到的所有原始文件都列出來，并用空格隔開。例如：若目標(biāo)體“hello”需要“hello.c”、“david.c”、“hello.h”三個依賴文件，則定義hello_SOURCES=hello.c david.c hello.h。要注意的是，如果要定義多個執(zhí)行文件，則對每個執(zhí)行程序都要定義相應(yīng)的file_SOURCES。
　　接下來可以使用automake命令來生成“configure.in”文件，在這里使用選項(xiàng)“-a”（或者“—adding-missing”）可以讓automake自動添加一些必需的腳本文件。如下所示：
　　［root@localhost automake］# automake –a（或者automake --add-missing）
　　configure.in： installing ‘。/install-sh’
　　configure.in： installing ‘。/missing’
　　makefile.am： installing ‘depcomp’
　?。踨oot@localhost automake］# ls
　　aclocal.m4 autoscan.log configure.in hello.c makefile.am missing
　　autom4te.cache configure depcomp install-sh makefile.in config.h.in
　　可以看到，在automake之后就可以生成configure.in文件。
　　5．運(yùn)行configure
　　在這一步中，通過運(yùn)行自動配置設(shè)置文件configure，把makefile.in變成了最終的makefile。如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# 。/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 file name.。. 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
　　可以看到，在運(yùn)行configure時收集了系統(tǒng)的信息，用戶可以在configure命令中對其進(jìn)行方便的配置。在。/configure的自定義參數(shù)有兩種，一種是開關(guān)式（--enable-XXX或--disable-XXX），另一種是開放式，即后面要填入一串字符（--with-XXX=yyyy）參數(shù)。讀者可以自行嘗試其使用方法。另外，讀者可以查看同一目錄下的“config.log”文件，以方便調(diào)試之用。
　　到此為止，makefile就可以自動生成了。回憶整個步驟，用戶不再需要定制不同的規(guī)則，而只需要輸入簡單的文件及目錄名即可，這樣就大大方便了用戶的使用。autotools生成makefile的流程如圖3.9所示。
　　
　　圖3.9 autotools生成makefile的流程圖
　　3.6.2 使用autotools所生成的makefile
　　autotools生成的makefile除具有普通的編譯功能外，還具有以下主要功能（感興趣的讀者可以查看這個簡單的hello.c程序的makefile）。
　　1．make
　　鍵入make默認(rèn)執(zhí)行“make all”命令，即目標(biāo)體為all，其執(zhí)行情況如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# make
　　if gcc -DPACKAGE_NAME=\“\” -DPACKAGE_TARNAME=\“\” -DPACKAGE_VERSION=\“\” -DPACKAGE_STRING=\“\” -DPACKAGE_BUGREPORT=\“\” -DPACKAGE=\“hello\” -DVERSION=\“1.0\” -I. -I. -g -O2 -MT hello.o -MD -MP -MF “.deps/hello.Tpo” -c -o hello.o hello.c; \
　　then mv -f “.deps/hello.Tpo” “.deps/hello.Po”; else rm -f “.deps/hello.Tpo”; exit 1; fi
　　gcc -g -O2 -o hello hello.o
　　此時在本目錄下就生成了可執(zhí)行文件“hello”，運(yùn)行“。/hello”能出現(xiàn)正常結(jié)果，如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# 。/hello
　　Hello！Autoconf！
　　2．make install
　　此時，會把該程序安裝到系統(tǒng)目錄中去，如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# make install
　　if gcc -DPACKAGE_NAME=\“\” -DPACKAGE_TARNAME=\“\” -DPACKAGE_VERSION=\“\” -DPACKAGE_STRING=\“\” -DPACKAGE_BUGREPORT=\“\” -DPACKAGE=\“hello\” -DVERSION=\“1.0\” -I. -I. -g -O2 -MT hello.o -MD -MP -MF “.deps/hello.Tpo” -c -o hello.o hello.c; \
　　then mv -f “.deps/hello.Tpo” “.deps/hello.Po”; else rm -f “.deps/hello.Tpo”; exit 1; fi
　　gcc -g -O2 -o hello hello.o
　　make［1］： Entering directory ‘/root/workplace/automake’
　　test -z “/usr/local/bin” || mkdir -p -- “/usr/local/bin”
　　/usr/bin/install -c ‘hello’ ‘/usr/local/bin/hello’
　　make［1］： Nothing to be done for ‘install-data-am’。
　　make［1］： Leaving directory ‘/root/workplace/automake’
　　此時，若直接運(yùn)行hello，也能出現(xiàn)正確結(jié)果，如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# hello
　　Hello！Autoconf！
　　3．make clean
　　此時，make會清除之前所編譯的可執(zhí)行文件及目標(biāo)文件（object file， *.o），如下所示：
　?。踨oot@localhost automake］# make clean
　　test -z “hello” || rm -f hello
　　rm -f *.o
　　4．make dist
　　此時，make將程序和相關(guān)的文檔打包為一個壓縮文檔以供發(fā)布，如下所示：
　　［root@localhost automake］# make dist
　?。踨oot@localhost automake］# ls hello-1.0-tar.gz
　　hello-1.0-tar.gz
　　可見該命令生成了一個hello-1.0-tar.gz壓縮文件。
　　由上面的講述讀者不難看出，autotools是軟件維護(hù)與發(fā)布的必備工具，鑒于此，如今GUN的軟件一般都是由automake來制作的。
　　想一想對于automake制作的這類軟件，應(yīng)如何安裝呢？
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