工程管理之makefile與自動建立makefile檔案過程
（風雪之隅 http://www.laruence.com/2009/11/18/1154.html）
Linux Makefile自動編譯和連結使用的環境
想知道到Linux Makefile系統的真相麼，想知道Linux Makefile系統中藏有的內在奧義麼，只有我來給大家全面講解介紹Linux Makefile系統作為Linux下的程式開發人員，大家一定都遇到過Linux 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Linux Makefile，如果要想寫出一個符合自由軟體慣例的Linux 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Linux 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、Linux Makefile介紹
Linux 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，Linux Makefile中紀錄有檔案的資訊，在Linux Makefile時會決定在連結的時候需要重新編譯哪些檔案。
Linux 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。
Linux Makefile的基本結構不是很複雜，但當一個程式開發人員開始寫Linux Makefile時，經常會懷疑自己寫的是否符合慣例，而且自己寫的 Linux 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，Linux Makefile可能還要跟著修改。這樣就造成了手工書寫 Linux 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Linux Makefile.in，再使用configure依據Linux Makefile.in來生成一個符合慣例的Linux Makefile。下面我們將詳細介紹Linux 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
- Linux Makefile.am
然後執行：
aclocal; autoconf; automake --add-missing; ./configure; make; ./helloworld
就可以看到Linux 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Linux 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(Linux 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Linux Makefile.am
新建Linux Makefile.am檔案，命令：$ vi Linux Makefile.am 內容如下:
- AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
- bin_PROGRAMS=helloworld
- helloworldhelloworld_SOURCES=helloworld.c
automake會根據你寫的Linux Makefile.am來自動生成Linux Makefile.in。Linux 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'
- Linux Makefile.am: installing `./depcomp'
automake會根據Linux Makefile.am檔案產生一些檔案，包含最重要的Linux Makefile.in。
6、執行configure生成Linux 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 Linux Makefile
- config.status: executing depfiles commands
- $ ls -l Linux Makefile
- -rw-rw-r-- 1 yutao yutao 15035 Oct 15 10:40 Linux Makefile
你可以看到，此時Linux Makefile已經產生出來了。
7、使用Linux 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; /figcc -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Linux 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Linux 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Linux 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、 Linux Makefile.am
Linux Makefile.am是用來生成Linux Makefile.in的，需要你手工書寫。Linux 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Linux 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Linux Makefile.in檔案是符合GNU Linux 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 Linux Makefile 檔案了。
7、 Linux Makefile
在符合GNU Makefiel慣例的Linux Makefile中，包含了一些基本的預先定義的操作：make根據Linux 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 distributionmake distclean 類似make clean，但同時也將configure生成的檔案全部刪除掉，包括Linux 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Linux 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Linux Makefile，你可以參考一些開放程式碼的專案中的configure.in和Linux Makefile.am檔案，比如：嵌入式資料庫sqlite，單元測試cppunit。
【推薦】
例解 Linux 下 make 命令（http://blog.csdn.net/hazir/article/details/18408007）
Linux 下 make 命令是系統管理員和程式設計師用的最頻繁的命令之一。管理員用它通過命令列來編譯和安裝很多開源的工具，程式設計師用它來管理他們大型複雜的專案編譯問題。本文我們將用一些例項來討論 make 命令背後的工作機制。
Make 如何工作的
對於不知道背後機理的人來說，make 命令像命令列引數一樣接收目標。這些目標通常存放在以 “Makefile” 來命名的特殊檔案中，同時檔案也包含與目標相對應的操作。更多資訊，閱讀關於 Makefiles 如何工作的系列文章。
當 make 命令第一次執行時，它掃描 Makefile 找到目標以及其依賴。如果這些依賴自身也是目標，繼續為這些依賴掃描 Makefile 建立其依賴關係，然後編譯它們。一旦主依賴編譯之後，然後就編譯主目標（這是通過 make 命令傳入的）。
現在，假設你對某個原始檔進行了修改，你再次執行 make 命令，它將只編譯與該原始檔相關的目標檔案，因此，編譯完最終的可執行檔案節省了大量的時間。
Make 命令例項
下面是本文所使用的測試環境：
OS —— Ubunut 13.04
Shell —— Bash 4.2.45
Application —— GNU Make 3.81
下面是工程的內容：
$ ls
anotherTest.c Makefile test.c test.h
下面是 Makefile 的內容：
all: test test: test.o anotherTest.o gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test test.o: test.c gcc -c -Wall test.c anotherTest.o: anotherTest.c gcc -c -Wall anotherTest.c clean: rm -rf *.o test
現在我們來看 Linux 下一些 make 命令應用的例項：
1. 一個簡單的例子
為了編譯整個工程，你可以簡單的使用 make 或者在 make 命令後帶上目標 all。
$ make gcc -c -Wall test.c gcc -c -Wall anotherTest.c gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test
你能看到 make 命令第一次建立的依賴以及實際的目標。
如果你再次檢視目錄內容，裡面多了一些 .o 檔案和執行檔案：
$ ls anotherTest.c anotherTest.o Makefile test test.c test.h test.o
現在，假設你對 test.c 檔案做了一些修改，重新使用 make 編譯工程：
$ make gcc -c -Wall test.c gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test
你可以看到只有 test.o 重新編譯了，然而另一個 Test.o 沒有重新編譯。
現在清理所有的目標檔案和可執行檔案 test，你可以使用目標 clean:
$ make clean rm -rf *.o test $ ls anotherTest.c Makefile test.c test.h
你可以看到所有的 .o 檔案和執行檔案 test 都被刪除了。
2. 通過 -B 選項讓所有目標總是重新建立
到目前為止，你可能注意到 make 命令不會編譯那些自從上次編譯之後就沒有更改的檔案，但是，如果你想覆蓋 make 這種預設的行為，你可以使用 -B 選項。
下面是個例子：
$ make make: Nothing to be done for `all’. $ make -B gcc -c -Wall test.c gcc -c -Wall anotherTest.c gcc -Wall test.o anotherTest.o -o test
你可以看到儘管 make 命令不會編譯任何檔案，然而 make -B 會強制編譯所有的目標檔案以及最終的執行檔案。
3. 使用 -d 選項列印除錯資訊
如果你想知道 make 執行時實際做了什麼，使用 -d 選項。
這是一個例子：
$ make -d | more GNU Make 3.81 Copyright (C) 2006 Free S