Linux下C编程基础之：使用autotools

在上一小节，读者已经了解到了make项目管理器的强大功能。的确，makefile可以帮助make完成它的使命，但要承认的是，编写makefile确实不是一件轻松的事，尤其对于一个较大的项目而言更是如此。那么，有没有一种轻松的手段生成makefile而同时又能让用户享受make的优越性呢？本节要讲的autotools系列工具正是为此而设的，它只需用户输入简单的目标文件、依赖文件、文件目录等就可以轻松地生成makefile了，这无疑是广大用户所希望的。另外，这些工具还可以完成系统配置信息的收集，从而可以方便地处理各种移植性的问题。也正是基于此，现在Linux上的软件开发一般都用autotools来制作makefile，读者在后面的讲述中就会了解到。

正如前面所言，autotools是系列工具，读者首先要确认系统是否装了以下工具（可以用which命令进行查看）。

n aclocal

n autoscan

n autoconf

n autoheader

n automake

使用autotools主要就是利用各个工具的脚本文件以生成最后的makefile。其总体流程是这样的。

n 使用aclocal生成一个“aclocal.m4”文件，该文件主要处理本地的宏定义；

n 改写“configure.scan”文件，并将其重命名为“configure.in”，并使用autoconf文件生成configure文件。

接下来，笔者将通过一个简单的hello.c例子带领读者熟悉autotools生成makefile的过程，由于在这过程中会涉及较多的脚本文件，为了更清楚地了解相互之间的关系，强烈建议读者实际动手操作以体会其整个过程。

它会在给定目录及其子目录树中检查源文件，若没有给出目录，就在当前目录及其子目录树中进行检查。它会搜索源文件以寻找一般的移植性问题并创建一个文件“configure.scan”，该文件就是接下来autoconf要用到的“configure.in”原型。如下所示：

[root@localhostautomake]#autoscan

autom4te:configure.ac:nosuchfileordirectory

autoscan:/usr/bin/autom4tefailedwithexitstatus:1

[root@localhostautomake]#ls

autoscan.logconfigure.scanhello.c

由上述代码可知autoscan首先会尝试去读入“configure.ac”（同configure.in的配置文件）文件，此时还没有创建该配置文件，于是它会自动生成一个“configure.in”的原型文件“configure.scan”。

configure.in是autoconf的脚本配置文件，它的原型文件“configure.scan”如下所示：

#-*-Autoconf-*-

#Processthisfilewithautoconftoproduceaconfigurescript.

AC_PREREQ(2.59)

#Thenextoneismodifiedbydavid

#AC_INIT(FULL-PACKAGE-NAME,VERSION,BUG-REPORT-ADDRESS)

AC_INIT(hello,1.0)

#Thenextoneisaddedbydavid

AM_INIT_AUTOMAKE(hello,1.0)

AC_CONFIG_SRCDIR([hello.c])

AC_CONFIG_HEADER([config.h])

#Checksforprograms.

AC_PROG_CC

#Checksforlibraries.

#Checksforheaderfiles.

#Checksfortypedefs,structures,andcompilercharacteristics.

#Checksforlibraryfunctions.

AC_CONFIG_FILES([makefile])

AC_OUTPUT

下面对这个脚本文件进行解释。

n 以“#”号开始的行是注释。

n AC_PREREQ宏声明本文件要求的autoconf版本，如本例使用的版本2.59。

n AC_INIT宏用来定义软件的名称和版本等信息，在本例中省略了BUG-REPORT-ADDRESS，一般为作者的E-mail。

n AM_INIT_AUTOMAKE是笔者另加的，它是automake所必备的宏，使automake自动生成makefile.in，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。

n AC_CONFIG_SRCDIR宏用来检查所指定的源码文件是否存在，以及确定源码目录的有效性。在此处源码文件为当前目录下的hello.c。

n AC_CONFIG_HEADER宏用于生成config.h文件，以便autoheader使用。

n AC_CONFIG_FILES宏用于生成相应的makefile文件。

n 中间的注释之间可以分别添加用户测试程序、测试函数库、测试头文件等宏定义。

接下来首先运行aclocal，生成一个“aclocal.m4”文件，该文件主要处理本地的宏定义。如下所示：

[root@localhostautomake]#aclocal

再接着运行autoconf，生成“configure”可执行文件。如下所示：

[root@localhostautomake]#autoconf

[root@localhostautomake]#ls

aclocal.m4autom4te.cacheautoscan.logconfigureconfigure.inhello.c

接着使用autoheader命令，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，因为这里没有附加符号定义，所以不需要创建“acconfig.h”文件。如下所示：

[root@localhostautomake]#autoheader

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。在该例中，笔者创建的文件为makefile.am，如下所示：

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign

bin_PROGRAMS=hello

hello_SOURCES=hello.c

下面对该脚本文件的对应项进行解释。

n 其中的AUTOMAKE_OPTIONS为设置automake的选项。GNU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3种软件等级：foreign、gnu和gnits，让用户选择采用，默认等级为gnu。在本示例中采用foreign等级，它只检测必须的文件。

n 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。

n hello_SOURCES定义“hello”这个执行程序所需要的原始文件。如果“hello”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“hello”需要“hello.c”、“david.c”、“hello.h”三个依赖文件，则定义hello_SOURCES=hello.cdavid.chello.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。

接下来可以使用automake命令来生成“configure.in”文件，在这里使用选项“-a”（或者“—adding-missing”）可以让automake自动添加一些必需的脚本文件。如下所示：

[root@localhostautomake]#automake–a（或者automake--add-missing）

configure.in:installing'./install-sh'

configure.in:installing'./missing'

makefile.am:installing'depcomp'

[root@localhostautomake]#ls

aclocal.m4autoscan.logconfigure.inhello.cmakefile.ammissing

autom4te.cacheconfiguredepcompinstall-shmakefile.inconfig.h.in

可以看到，在automake之后就可以生成configure.in文件。

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。如下所示：

[root@localhostautomake]#./configure

checkingforaBSD-compatibleinstall.../usr/bin/install-c

checkingwhetherbuildenvironmentissane...yes

checkingforgawk...gawk

checkingwhethermakesets$(MAKE)...yes

checkingforgcc...gcc

checkingforCcompilerdefaultoutputfilename...a.out

checkingwhethertheCcompilerworks...yes

checkingwhetherwearecrosscompiling...no

checkingforsuffixofexecutables...

checkingforsuffixofobjectfiles...o

checkingwhetherweareusingtheGNUCcompiler...yes

checkingwhethergccaccepts-g...yes

checkingforgccoptiontoacceptANSIC...noneneeded

checkingforstyleofincludeusedbymake...GNU

checkingdependencystyleofgcc...gcc3

configure:creating./config.status

config.status:creatingmakefile

config.status:executingdepfilescommands

可以看到，在运行configure时收集了系统的信息，用户可以在configure命令中对其进行方便的配置。在./configure的自定义参数有两种，一种是开关式（--enable-XXX或--disable-XXX），另一种是开放式，即后面要填入一串字符（--with-XXX=yyyy）参数。读者可以自行尝试其使用方法。另外，读者可以查看同一目录下的“config.log”文件，以方便调试之用。

到此为止，makefile就可以自动生成了。回忆整个步骤，用户不再需要定制不同的规则，而只需要输入简单的文件及目录名即可，这样就大大方便了用户的使用。autotools生成makefile的流程如图3.9所示。

图3.9autotools生成makefile的流程图

autotools生成的makefile除具有普通的编译功能外，还具有以下主要功能（感兴趣的读者可以查看这个简单的hello.c程序的makefile）。

键入make默认执行“makeall”命令，即目标体为all，其执行情况如下所示：

[root@localhostautomake]#make

ifgcc-DPACKAGE_NAME=""-DPACKAGE_TARNAME=""-DPACKAGE_VERSION=""-DPACKAGE_STRING=""-DPACKAGE_BUGREPORT=""-DPACKAGE="hello"-DVERSION="1.0"-I.-I.-g-O2-MThello.o-MD-MP-MF".deps/hello.Tpo"-c-ohello.ohello.c;

thenmv-f".deps/hello.Tpo"".deps/hello.Po";elserm-f".deps/hello.Tpo";exit1;fi

gcc-g-O2-ohellohello.o

此时在本目录下就生成了可执行文件“hello”，运行“./hello”能出现正常结果，如下所示：

[root@localhostautomake]#./hello

Hello!Autoconf!

此时，会把该程序安装到系统目录中去，如下所示：

[root@localhostautomake]#makeinstall

ifgcc-DPACKAGE_NAME=""-DPACKAGE_TARNAME=""-DPACKAGE_VERSION=""-DPACKAGE_STRING=""-DPACKAGE_BUGREPORT=""-DPACKAGE="hello"-DVERSION="1.0"-I.-I.-g-O2-MThello.o-MD-MP-MF".deps/hello.Tpo"-c-ohello.ohello.c;

thenmv-f".deps/hello.Tpo"".deps/hello.Po";elserm-f".deps/hello.Tpo";exit1;fi

gcc-g-O2-ohellohello.o

make[1]:Enteringdirectory'/root/workplace/automake'

test-z"/usr/local/bin"||mkdir-p--"/usr/local/bin"

/usr/bin/install-c'hello''/usr/local/bin/hello'

make[1]:Nothingtobedonefor'install-data-am'.

make[1]:Leavingdirectory'/root/workplace/automake'

此时，若直接运行hello，也能出现正确结果，如下所示：

[root@localhostautomake]#hello

Hello!Autoconf!

此时，make会清除之前所编译的可执行文件及目标文件（objectfile,*.o），如下所示：

[root@localhostautomake]#makeclean

test-z"hello"||rm-fhello

rm-f*.o

此时，make将程序和相关的文档打包为一个压缩文档以供发布，如下所示：

[root@localhostautomake]#makedist

[root@localhostautomake]#lshello-1.0-tar.gz

hello-1.0-tar.gz

可见该命令生成了一个hello-1.0-tar.gz压缩文件。

由上面的讲述读者不难看出，autotools是软件维护与发布的必备工具，鉴于此，如今GUN的软件一般都是由automake来制作的。

想一想

对于automake制作的这类软件，应如何安装呢？