autoconf 和 automake 生成 Makefile

2024-02-11 00:48
文章标签 生成 automake makefile autoconf

本文主要是介绍autoconf 和 automake 生成 Makefile，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

本文介绍了在 linux 系统中，通过 Gnu autoconf 和 automake 生成 Makefile 的方法。主要探讨了生成 Makefile 的来龙去脉及其机理，接着详细介绍了配置Configure.in 的方法及其规则。

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。


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。


的来龙去脉

生成Makefile的步驟:

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.ac，并修改configure.ac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autoheader

8) 运行automake -a命令

9) 运行autoconf命令

10) 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
图 2生成Makefile流程图





configure.acc格式:

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.ac文件。confiugre.ac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.ac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.ac
$vim configure.ac

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
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
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
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.a
libswap_a_SOURCES=swap.c
INCLUDES=-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.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=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=apple
apple_SOURCES=apple.c
DEFS+=-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。





九、    如何使用产生的Makefile文件

执行configure脚本文件所产生的Makefile文件有几个预定的选项可供使用：

make all：产生设定的目标，即生成所有的可执行文件。使用make也可以达到此目的。

make clean：删除之前编译时生成的可执行文件及目标文件（形如*.o的中间文件）。

make distclean：除了删除可执行文件和目标文件以外，把configure所产生的 Makefile文件也清除掉。通常在发布软件前执行该命令。

make install：将使用make all或make命令产生的可执行文件以软件的形式安装到系统中。若使用bin_PROGRAMS宏，程序将会被安装到 /usr/local/bin下，否则安装到预定义的目录下。

make dist：将程序和相关的文档包装为一个压缩文档以供发布。执行完该命令，在当前目录下会产生一个名为PACKAGE-VERSION.tar.gz的文件。PACKAGE 和 VERSION 这两个参数是来自configure.in文件中的AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE,

VERSION)。如在上个例子中执行make dist命令，会产生名为“hello-1.0.tar.gz”的文件。

make distcheck：与make dist类似，但是加入了检查包装以后的压缩文件是否正常。


十、    动态库编译

需要在Makefile.am中指定：

lib_LTLIBRARIES=libhello.la

libhello_la_SOURCES=mytest.h mytest.c

在根目录下的configure.in中加AC_PROG_LIBTOOL

 

动态库编译之前，需要安装libtool工具：apt-get install libtool。

若出现：“required file `./ltmain.sh' not found”错误，是因为libtool的配置问题。

解决方法：

$libtoolize --automake --debug --copy –force

运用Autoconf和Automake生成Makefile的学习之路


///


make file全部手工编写对于较大的工程来说应该是个噩梦来，还好有和我们一样的懒人开发来automake 工具进行make file的自动生成。
对于make file的原理，大家可以看下陈皓写的比较经典的《跟我一起写make file》。

本机用的实验平台为 ubuntu 11.10，对于其他linux发行版应该不会有太大区别。

首先在$HOME 目录下建立一个文件夹 main。编写一段测试的代码如下,同时保存为main.cpp文件：

#include <iostream>
using namespace std;
int main(void)
{
cout<<"Hello World automake!"<<endl;
return 0;
}

接下来我们分N步来自动建立makefile文件。

第一步：运行 autoscan , 自动创建两个文件： autoscan.log configure.scan

此时状态如下：
nash635@ubuntu:~/main$ autoscan
nash635@ubuntu:~/main$ ls
autoscan.log  configure.scan  main.cpp
nash635@ubuntu:~/main$

第二步：修改configure.scan的文件名为configure.in
nash635@ubuntu:~/main$ mv configure.scan configure.in
nash635@ubuntu:~/main$

此时configure.in文件的内容如下：

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.68])
AC_INIT([FULL-PACKAGE-NAME], [VERSION], [BUG-REPORT-ADDRESS])
AC_CONFIG_SRCDIR([main.cpp])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.

AC_OUTPUT

关键部分注释如下：

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.
# 确保使用的是足够新的Autoconf版本。如果用于创建configure的Autoconf的版
# 本比version 要早，就在标准错误输出打印一条错误消息并不会创建configure。
AC_PREREQ([2.68])
#
# 初始化,定义软件的基本信息,包括设置包的全称,版本号以及报告BUG时需要用的邮箱地址
#
AC_INIT([FULL-PACKAGE-NAME], [VERSION], [BUG-REPORT-ADDRESS])
#
# 用来侦测所指定的源码文件是否存在，来确定源码目录的有效性
#
AC_CONFIG_SRCDIR([main.cpp])
#
# 用于生成config.h文件，以便autoheader使用
#
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

# Checks for programs.
AC_PROG_CXX

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.
#
# 创建输出文件。在`configure.in’的末尾调用本宏一次。
#
AC_OUTPUT

 

需要修改的部分如下：
1.修改AC_INIT里面的参数: AC_INIT(main,1.0, nash635@gmail.com)
2.添加宏AM_INIT_AUTOMAKE, 它是automake所必备的宏，也同前面一样，PACKAGE是所要产生软件套件的名称，VERSION是版本编号。
3.在AC_OUTPUT后添加输出文件Makefile

修改后的部分如下：

#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.68])
AC_INIT(main, 1.0, nash635@gmail.com)
AC_CONFIG_SRCDIR([main.cpp])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AM_INIT_AUTOMAKE(main,1.0)
# Checks for programs.
AC_PROG_CXX

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.

AC_OUTPUT([Makefile])

 

第三步: 运行 aclocal, 生成一个“aclocal.m4”文件和一个缓冲文件夹autom4te.cache，该文件主要处理本地的宏定义。

此时的状态是：
nash635@ubuntu:~/main$ aclocal
nash635@ubuntu:~/main$ ls
aclocal.m4  autom4te.cache  autoscan.log  configure.in  configure.in~  main.cpp
nash635@ubuntu:~/main$

第四步：运行 autoconf, 目的是生成 configure

此时的状态是：
nash635@ubuntu:~/main$ autoconf
nash635@ubuntu:~/main$ ls
aclocal.m4      autoscan.log  configure.in   main.cpp
autom4te.cache  configure     configure.in~
nash635@ubuntu:~/main$

第五步：运行 autoheader，它负责生成config.h.in文件。该工具通常会从“acconfig.h”文件中复制用户附加的符号定义，因此此处没有附加符号定义，所以不需要创建“acconfig.h”文件。

此时的状态是：
nash635@ubuntu:~/main$ autoheader
nash635@ubuntu:~/main$ ls
aclocal.m4      autoscan.log  configure     configure.in~
autom4te.cache  config.h.in   configure.in  main.cpp
nash635@ubuntu:~/main$

第六步：下面即将运行 automake, 但在此之前应该做一下准备工作!

首先，创建一个 Makefile.am.这一步是创建Makefile很重要的一步，automake要用的脚本配置文件是Makefile.am，用户需要自己创建相应的文件。之后，automake工具转换成Makefile.in。

这个Makefile.am的内容如下：
————————————————
AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=main
main_SOURCES=main.cpp
————————————————

下面对该脚本文件的对应项进行解释。
其中的AUTOMAKE_OPTIONS为设置automake的选项。由于GNU（在第1章中已经有所介绍）对自己发布的软件有严格的规范，比如必须附 带许可证声明文件COPYING等，否则automake执行时会报错。automake提供了三种软件等级：foreign、gnu和gnits，让用 户选择采用，默认等级为gnu。在本例使用foreign等级，它只检测必须的文件。
bin_PROGRAMS定义要产生的执行文件名。如果要产生多个执行文件，每个文件名用空格隔开。
main_SOURCES定义“main”这个执行程序所需要的原始文件。如果”main”这个程序是由多个原始文件所产生的，则必须把它所用到的所有原 始文件都列出来，并用空格隔开。例如：若目标体“main”需要“main.c”、“sunq.c”、“main.h”三个依赖文件，则定义 main_SOURCES=main.c sunq.c main.h。要注意的是，如果要定义多个执行文件，则对每个执行程序都要定义相应的file_SOURCES。

其次，使用automake对其生成“configure.in”文件，在这里使用选项“—adding-missing”可以让automake自动添加有一些必需的脚本文件。
运行后的状态是：
————————————————
nash635@ubuntu:~/main$ automake –add-missing
configure.in:8: installing `./install-sh’
configure.in:8: installing `./missing’
Makefile.am: installing `./depcomp’
nash635@ubuntu:~/main$ ls
aclocal.m4      config.h.in   configure.in~  main.cpp      Makefile.in
autom4te.cache  configure     depcomp        Makefile.am   missing
autoscan.log    configure.in  install-sh     Makefile.am~
nash635@ubuntu:~/main$
————————————————

第七步：运行configure，在这一步中，通过运行自动配置设置文件configure，把Makefile.in变成了最终的Makefile。
运行的结果如下：

nash635@ubuntu:~/main$ ./configure
checking for a BSD-compatible install… /usr/bin/install -c
checking whether build environment is sane… yes
checking for a thread-safe mkdir -p… /bin/mkdir -p
checking for gawk… no
checking for mawk… mawk
checking whether make sets $(MAKE)… yes
checking for g++… g++
checking whether the C++ compiler works… yes
checking for C++ compiler default output file name… a.out
checking for suffix of executables…
checking whether we are cross compiling… no
checking for suffix of object files… o
checking whether we are using the GNU C++ compiler… yes
checking whether g++ accepts -g… yes
checking for style of include used by make… GNU
checking dependency style of g++… gcc3
configure: creating ./config.status
config.status: creating Makefile
config.status: creating config.h
config.status: executing depfiles commands
nash635@ubuntu:~/main$

 

第八步：运行 make，对配置文件Makefile进行测试一下。

此时的状态如下:

nash635@ubuntu:~/main$ make
make  all-am
make[1]: Entering directory `/home/nash635/main’
g++ -DHAVE_CONFIG_H -I.     -g -O2 -MT main.o -MD -MP -MF .deps/main.Tpo -c -o main.o main.cpp
mv -f .deps/main.Tpo .deps/main.Po
g++  -g -O2   -o main main.o
make[1]: Leaving directory `/home/nash635/main’
nash635@ubuntu:~/main$

第九步：运行生成的文件 main：
nash635@ubuntu:~/main$ ./main
Hello World automake!
nash635@ubuntu:~/main$

OK，这样我们就成功的利用automake工具生成了这个简单工程的make file，可能你要说，手写个make file也没这么费劲。

可是你要想一下，如果你的工程很大，有很多的文件的话，这个自动化的过程会不会给你省下很多时间？

下面利用一张图片来总结一下automake的工作过程吧：



这篇关于autoconf 和 automake 生成 Makefile的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/698419。

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