[轉]linux下Makefile的automake生成全攻略
作為Linux下的程式開發人員，大家一定都遇到過Makefile，用make命令來編譯自己寫的程式確實是很方便。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體慣例的Makefile就不那麼容易了。
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體慣例的Makefile，這樣就可以象常見的GNU程式一樣，只要使用“./configure”，“make”，“make instal”就可以把程式安裝到Linux系統中去了。這將特別適合想做開放原始碼軟體的程式開發人員，又或如果你只是自己寫些小的Toy程式，那麼這個文章對你也會有很大的幫助。
一、Makefile介紹
Makefile是用於自動編譯和連結的，一個工程有很多檔案組成，每一個檔案的改變都會導致工程的重新連結，但是不是所有的檔案都需要重新編譯，Makefile中紀錄有檔案的資訊，在make時會決定在連結的時候需要重新編譯哪些檔案。
Makefile的宗旨就是：讓編譯器知道要編譯一個檔案需要依賴其他的哪些檔案。當那些依賴檔案有了改變，編譯器會自動的發現最終的生成檔案已經過時，而重新編譯相應的模組。
Makefile的基本結構不是很複雜，但當一個程式開發人員開始寫Makefile時，經常會懷疑自己寫的是否符合慣例，而且自己寫的 Makefile經常和自己的開發環境相關聯，當系統環境變數或路徑發生了變化後，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，程式開發人員只需要寫一些簡單的含有預定義巨集的檔案，由autoconf根據一個巨集檔案生成configure，由 automake根據另一個巨集檔案生成Makefile.in，再使用configure依據Makefile.in來生成一個符合慣例的 Makefile。下面我們將詳細介紹Makefile的automake生成方法。
二、使用的環境
本文所提到的程式是基於Linux發行版本：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式helloworld開始。
下面的過程如果簡單地說來就是：
新建三個檔案：
helloworld.c configure.in Makefile.am
然後執行：
aclocal; autoconf; automake –add-missing; ./configure; make; ./helloworld
就可以看到Makefile被產生出來，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。
現在開始介紹詳細的過程：
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程式及相關檔案，如在/home/my/build下：
$ mkdir helloword $ cd helloworld
2、 helloworld.c
然後用你自己最喜歡的編輯器寫一個hellowrold.c檔案，如命令：vi helloworld.c。使用下面的程式碼作為helloworld.c的內容。
int main(int argc, char** argv) { printf(“Hello, Linux World!n”); return 0; }
完成後儲存退出。
現在在helloworld目錄下就應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目錄下的原始碼生成一個configure.in的模板檔案。
命令：
$ autoscan $ ls configure.scan helloworld.c
執行後在hellowrold目錄下會生成一個檔案：configure.scan，我們可以拿它作為 configure.in的藍本。
現在將configure.scan改名為configure.in，並且編輯它，按下面的內容修改，去掉無關的語句：
============================configure.in內容開始=========================================
-- 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 內容結束=========================================
然後執行命令aclocal和 autoconf，分別會產生aclocal.m4及configure兩個檔案：
$ 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內容是一些巨集定義，這些巨集經autoconf處理後會變成檢查系統特性、環境變數、軟體必須的引數的shell指令碼。
autoconf 是用來生成自動配置軟體原始碼指令碼（configure）的工具。configure指令碼能獨立於autoconf執行，且在執行的過程中，不需要使用者的干預。
要生成configure檔案，你必須告訴autoconf如何找到你所用的巨集。方式是使用aclocal程式來生成你的 aclocal.m4。
aclocal根據configure.in檔案的內容，自動生成aclocal.m4檔案。 aclocal是一個perl 指令碼程式，它的定義是：“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”。
autoconf從configure.in這個列舉編譯軟體時所需要各種引數的模板檔案中建立 configure。
autoconf需要GNU m4巨集處理器來處理aclocal.m4，生成configure指令碼。
m4是一個巨集處理器。將輸入拷貝到輸出，同時將巨集展開。巨集可以是內嵌的，也可以是使用者定義的。除了可以展開巨集，m4還有一些內建的函式，用來引用檔案，執行命令，整數運算，文字操作，迴圈等。m4既可以作為編譯器的前端，也可以單獨作為一個巨集處理器。
4、新建Makefile.am
新建Makefile.am檔案，命令：
$ vi Makefile.am
內容如下:
AUTOMAKE_OPTIONS=foreign bin_PROGRAMS=helloworld helloworld_SOURCES=helloworld.c
automake會根據你寫的Makefile.am來自動生成Makefile.in。
Makefile.am中定義的巨集和目標,會指導automake生成指定的程式碼。例如，巨集bin_PROGRAMS將導致編譯和連線的目標被生成。
5、執行 automake
命令：
$ automake –add-missing
configure.in: installing ./install-sh'
configure.in: installing ./mkinstalldirs’
configure.in: installing ./missing'
Makefile.am: installing ./depcomp’
automake會根據Makefile.am檔案產生一些檔案，包含最重要的Makefile.in。
6、執行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已經產生出來了。
7、使用Makefile編譯程式碼
$ make if gcc -DPACKAGE_NAME=”” -DPACKAGE_TARNAME=”” -DPACKAGE_VERSION=”” -
DPACKAGE_STRING=”” -DPACKAGE_BUGREPORT=”” -DPACKAGE=”helloworld” -DVERSION=”1.0”
-I. -I. -g -O2 -MT helloworld.o -MD -MP -MF “.deps/helloworld.Tpo”
-c -o helloworld.o test -f 'helloworld.c' || echo './'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
執行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，應該也會很容易地編譯出正確的helloworld檔案。你還可以試著使用一些其他的make命令，如make clean，make install，make dist，看看它們會給你什麼樣的效果。感覺如何？自己也能寫出這麼專業的Makefile，老闆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，我們再做些詳細的介紹。
1、 autoscan
autoscan是用來掃描原始碼目錄生成configure.scan檔案的。autoscan可以用目錄名做為引數，但如果你不使用引數的話，那麼 autoscan將認為使用的是當前目錄。autoscan將掃描你所指定目錄中的原始檔，並建立configure.scan檔案。
2、 configure.scan
configure.scan包含了系統配置的基本選項，裡面都是一些巨集定義。我們需要將它改名為configure.in
3、 aclocal
aclocal是一個perl 指令碼程式。aclocal根據configure.in檔案的內容，自動生成aclocal.m4檔案。aclocal的定義是：“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”。
4、 autoconf
autoconf是用來產生configure檔案的。configure是一個指令碼，它能設定源程式來適應各種不同的作業系統平臺，並且根據不同的系統來產生合適的Makefile，從而可以使你的原始碼能在不同的作業系統平臺上被編譯出來。
configure.in檔案的內容是一些巨集，這些巨集經過autoconf 處理後會變成檢查系統特性、環境變數、軟體必須的引數的shell指令碼。configure.in檔案中的巨集的順序並沒有規定，但是你必須在所有巨集的最前面和最後面分別加上AC_INIT巨集和AC_OUTPUT巨集。
在configure.ini中：
#號表示註釋，這個巨集後面的內容將被忽略。
AC_INIT(FILE)
這個巨集用來檢查原始碼所在的路徑。
AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION)
這個巨集是必須的，它描述了我們將要生成的軟體包的名字及其版本號：PACKAGE是軟體包的名字，VERSION是版本號。當你使用make dist命令時，它會給你生成一個類似helloworld-1.0.tar.gz的軟體發行包，其中就有對應的軟體包的名字和版本號。
AC_PROG_CC
這個巨集將檢查系統所用的C編譯器。
AC_OUTPUT(FILE)
這個巨集是我們要輸出的 Makefile的名字。
我們在使用automake時，實際上還需要用到其他的一些巨集，但我們可以用aclocal 來幫我們自動產生。執行aclocal後我們會得到aclocal.m4檔案。
產生了configure.in和 aclocal.m4 兩個巨集檔案後，我們就可以使用autoconf來產生configure檔案了。
5、 Makefile.am
Makefile.am是用來生成Makefile.in的，需要你手工書寫。Makefile.am中定義了一些內容：
AUTOMAKE_OPTIONS
這個是automake的選項。在執行automake時，它會檢查目錄下是否存在標準GNU軟體包中應具備的各種檔案，例如AUTHORS、ChangeLog、NEWS等檔案。我們將其設定成foreign 時，automake會改用一般軟體包的標準來檢查。
bin_PROGRAMS
這個是指定我們所要產生的可執行檔案的檔名。如果你要產生多個可執行檔案，那麼在各個名字間用空格隔開。
helloworld_SOURCES
這個是指定產生“helloworld”時所需要的原始碼。如果它用到了多個原始檔，那麼請使用空格符號將它們隔開。比如需要 helloworld.h，helloworld.c那麼請寫成helloworld_SOURCES= helloworld.h helloworld.c。
如果你在bin_PROGRAMS定義了多個可執行檔案，則對應每個可執行檔案都要定義相對的 filename_SOURCES。
6、 automake
我們使用automake –add-missing來產生Makefile.in。
選項–add-missing的定義是“add missing standard files to package”，它會讓automake加入一個標準的軟體包所必須的一些檔案。
我們用 automake產生出來的Makefile.in檔案是符合GNU Makefile慣例的，接下來我們只要執行configure這個shell 指令碼就可以產生合適的 Makefile 檔案了。
7、 Makefile
在符合GNU Makefiel慣例的Makefile中，包含了一些基本的預先定義的操作：
make
根據Makefile編譯原始碼，連線，生成目標檔案，可執行檔案。
make clean
清除上次的make命令所產生的object 檔案（字尾為“.o”的檔案）及可執行檔案。
make install
將編譯成功的可執行檔案安裝到系統目錄中，一般為/usr/local/bin目錄。
make dist
產生髮布軟體包檔案（即 distribution package）。這個命令將會將可執行檔案及相關檔案打包成一個tar.gz壓縮的檔案用來作為釋出軟體的軟體包。
它會在當前目錄下生成一個名字類似“PACKAGE-VERSION.tar.gz”的檔案。PACKAGE和VERSION，是我們在 configure.in中定義的AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION)。
make distcheck
生成釋出軟體包並對其進行測試檢查，以確定釋出包的正確性。這個操作將自動把壓縮包檔案解開，然後執行 configure命令，並且執行make，來確認編譯不出現錯誤，最後提示你軟體包已經準備好，可以釋出了。
=============================================== helloworld-1.0.tar.gz is ready for distribution =============================================== make distclean
類似make clean，但同時也將configure生成的檔案全部刪除掉，包括Makefile。
五、結束語
通過上面的介紹，你應該可以很容易地生成一個你自己的符合GNU慣例的Makefile檔案及對應的專案檔案。
如果你想寫出更復雜的且符合慣例的Makefile，你可以參考一些開放程式碼的專案中的configure.in和Makefile.am檔案，比如：嵌入式資料庫sqlite，單元測試cppunit。
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