概述

GNU構建系統(tǒng)，是利用腳本和make程序在特定的平臺上構建軟件的過程。一般過程是configure戈轿，make，make install 三部曲阵子。這種方式成為一種習慣思杯，被廣泛使用。
為了簡化可移植構建的難度挠进，早期有一套AutoTools的工具幫助程序員構建軟件色乾。configure，make领突，make install三部曲暖璧，大多都是基于Auto Tools來構建的。Auto Tools是GNU程序的標準構建系統(tǒng)君旦。

不同視角的程序構建

用戶視角

configure腳本是由軟件開發(fā)者維護并發(fā)布的給用戶使用的shell腳本澎办。該腳本的作用是檢測系統(tǒng)環(huán)境嘲碱，最終目的是生成Make file和configure.h。
make通過讀取Make file文件局蚀，開始構建軟件麦锯。
make install可以將軟件安裝到默認或者指定的系統(tǒng)路徑

作為用戶，我們就是通過上述三步將軟件安裝到我們系統(tǒng)中的

• 在上圖中琅绅，開發(fā)者在分發(fā)源碼包時扶欣，除了源代碼中的頭文件(.h)和程序源文件(.c)，還有許多支持軟件構建的文件和工具千扶。
• 最重要的就是Makefile.in和config.h料祠。
• configure腳本執(zhí)行時，將為每一個.in文件處理成對應的非.in文件澎羞，即生成：Makefile术陶，src/Makefile，config.h 煤痕。大部分情況下梧宫，只有Makefile和config.h。
• Makefile用于被make程序識別并構建軟件摆碉，而config.h中定義的宏塘匣，有助于軟件通過預編譯來改變自身代碼，來適應目標平臺某些特殊性巷帝。
  有些軟件在configure階段忌卤，還可以生成其他文件，這完全取決于軟件本身楞泼。

configure

一般而言棍厂，configure主要檢查當前目標平臺的程序张漂，庫漠畜，頭文件躯喇，函數(shù)等的兼容性。這些結果將作用于config.h和Makefile文件的生成，從而影響最終的編譯屑宠。
用戶可以通過configure配置參數(shù)，來定制需要包含或者不需要包含的組件嚣崭，安裝路徑等笨触。大概可以分為五組：

• 安裝路徑相關
• 程序名配置
• 跨平臺編譯
• 動靜態(tài)庫選項
• 程序組件

configure在執(zhí)行過程中，除了生成Makefile外雹舀，還會生成芦劣，但是不限于以下文件：

• config.log日志文件
• config.cache緩存文件。提高下一次configure的速度说榆，-C指定
• config.status實際調用編譯工具構建軟件的shell腳本

如果軟件通過libtool構建虚吟，還會生成libtool腳本寸认。

開發(fā)者視角

開發(fā)者除了編寫軟件本身的代碼外，還需要負責生成構建軟件所需要的文件和工具串慰。因此對于開發(fā)者而言偏塞，要么自己編寫構建用的腳本，要么選擇部分依賴工具邦鲫。Auto tools就是這樣的工具灸叼。

Autotools包括了autoconf和automake等命令

autoreconf

autoreconf程序能夠自動按照合理的順序調用autoconf，automake庆捺，aclocal程序

configure.ac

configure.ac用于生成configure腳本古今，autoconf工具用來完成這一步。

例如下列的例子

AC_PREREQ
AC_PREREQ([2.63]) 
AC_INIT([st], [1.0], [zhoupingtkbjb@163.com]) 
AC_CONFIG_SRCDIR([src/main.c]) 
AC_CONFIG_HEADERS([src/config.h]) 
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign]) 
 # Checks for programs. 
AC_PROG_CC 
AC_PROG_LIBTOOL 
 # Checks for libraries.
# Checks for header files. 
 # Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics. 
 # Checks for library functions.  
AC_CONFIG_FILES([Makefile 
          src/Makefile 
          src/a/Makefile 
           src/b/Makefile]) 
AC_OUTPUT 

其中以AC_開頭的類似函數(shù)調用一樣的代碼滔以，實際上時被稱為“宏”的調用捉腥。
這里的宏，與C語言中的宏概念類似你画，會被替換展開抵碟。
configure.ac文件的一般布局是：

• AC_INIT
• 測試程序
• 測試函數(shù)庫
• 測試頭文件
• 測試類型定義
• 測試結構
• 測試編譯器特性
• 測試庫函數(shù)
• 測試系統(tǒng)調用
• AC_OUTPUT

configure.ac標簽說明

m4是一個經典的宏工具沿后。autoconf正是構建在m4之上，可以理解為autoconf預先定義了大量的朽砰，用戶檢查系統(tǒng)可移植性的宏尖滚，這些宏在展開就是大量的shell腳本。

所以編寫configure.ac就需要對這些宏掌握熟練瞧柔，并且合理調用漆弄。

autoscan和configure.scan

可以通過調用autoscan命令，得到一個初始化的configure.scan文件造锅。然后重命名為configure.ac后撼唾，在此基礎上編輯configure.ac。
autoscan會掃描源碼哥蔚，并生成一些通用的宏調用倒谷，輸入的聲明蛛蒙，以及輸出的聲明。盡管autoscan十分方便渤愁，但是沒人能夠在構建之前牵祟，就把源碼完全寫好。
因此,autoscan通常用于初始化configure.ac抖格，即生成configure.ac的雛形文件configure.scan

autoheader和configure.h

autoheader命令掃描configure.ac文件诺苹，并確定如何生成config.h.in。每當configure.ac變化時他挎，都可以通過執(zhí)行autoheader更新config.h.in筝尾。
在configure.ac通過AC_CONFIG_HEADERS([config.h])告訴autoheader應當生成config.h.in的路徑
config.h包含了大量的宏定義捡需，其中包括軟件包的名字等信息办桨，程序可以直接使用這些宏。更重要的是站辉，程序可以根據(jù)其中的對目標平臺的可移植相關的宏呢撞，通過條件編譯，動態(tài)的調整編譯行為饰剥。

automake和Makefil.am

手工編寫Makefile是一件相當繁瑣的事情殊霞，并且隨著項目的復雜程序變大，編寫難度越來越大汰蓉。automake工具應運而生绷蹲。
可以編輯Makefile.am文件，并依靠automake來生成Makefile.in

aclocal

configure.ac實際是依靠宏展開來得到configure顾孽。因此祝钢，能否成功生成，取決于宏定義是否能夠找到若厚。
autoconf會從自身安裝路徑下尋找事先定義好的宏拦英。然而對于像automake，libtool测秸，gettex等第三方擴展宏疤估，autoconf便無從知曉。
因此霎冯，aclocal將在configure.ac同一個目錄下生成aclocal.m4铃拇，在掃描configure.ac過程中，將第三方擴展和開發(fā)者自己編寫的宏定義復制進去沈撞。
如此一來慷荔，autoconf遇到不認識的宏時，就會從aclocal.m4中查找

libtool

libtool試圖解決不同平臺下关串，庫文件的差異拧廊。libtool實際是一個shell腳本监徘，實際工作中，調用了目標平臺的cc編譯器和鏈接器吧碾，以及給予合適的命令行參數(shù)凰盔。
libtool可以單獨使用，也可以跟autotools集成使用倦春。

輔助文件

clocal.m4 該宏定義文件包含了第三方宏定義户敬，用于autoconf展開configure.ac
NEWS，README睁本，AUTHORS尿庐，ChangeLog GNU軟件標配
config.guess，config.sub 由automake產生呢堰，兩個用于目標平臺檢查的腳本
depcomp install-sh 由automake產生抄瑟，用于完成編譯和安裝的腳本
missing 由automake產生
ltmain.sh 由libtoolize產生，用于在configure階段枉疼，配置生成可運行于目標平臺的libtool腳本
ylwrap 由automake產生
autogen.sh 早期autoreconf并不存在皮假，軟件開發(fā)者就自己編寫腳本，按照順序調用autoconf骂维，autoheader惹资，automake等工具。這個文件就是這樣的腳本航闺。

makefile文件生成的基本流程

基本命令具體介紹

autoscan 命令

該命令主要用來生成初步configure.in
該命令參數(shù)

 -h, --help
              print this help, then exit

       -V, --version
              print version number, then exit

       -v, --verbose
              verbosely report processing

       -d, --debug
              don't remove temporary files

   Library directories:
       -B, --prepend-include=DIR
              prepend directory DIR to search path

       -I, --include=DIR
              append directory DIR to search path

通過autoscan 生成的文件是autoscan.log configure.scan
這里我們只編譯一個main.c,我們看看configure.scan 文件

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

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([FULL-PACKAGE-NAME], [VERSION], [BUG-REPORT-ADDRESS])
AC_CONFIG_SRCDIR([main.c])
AC_CONFIG_HEADERS([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_OUTPUT

AC_INIT

Macro: AC_INIT (package, version, [bug-report], [tarname], [url])

這個宏定義至少要有兩個參數(shù) package 褪测，和version
bug-report ，tarname潦刃，url是可選參數(shù)

AC_PACKAGE_NAME, PACKAGE_NAME
      Exactly package. 
AC_PACKAGE_TARNAME, PACKAGE_TARNAME
    Exactly tarname, possibly generated from package. 
AC_PACKAGE_VERSION, PACKAGE_VERSION
    Exactly version. 
AC_PACKAGE_STRING, PACKAGE_STRING
    Exactly ‘package version’. 
AC_PACKAGE_BUGREPORT, PACKAGE_BUGREPORT
    Exactly bug-report, if one was provided. Typically an email address, or URL to a bug management web page. 
AC_PACKAGE_URL, PACKAGE_URL
  Exactly url, if one was provided. If url was empty, but package begins with ‘GNU ’, then this defaults to ‘http://www.gnu.org/software/tarname/’, otherwise, no URL is assumed.

AC_PREREQ

配置版本
這個宏用于宏AC_INIT 之前

舉例
AC_PREREQ([2.69])

AC_COPYRIGHT 和 AC_REVISION

該兩個宏定義是可選的侮措，用來管理配置腳本的版本號

For example, this line in configure.ac:
          AC_REVISION([$Revision: 1.30 $])
produces this in configure:
          #!/bin/sh
          # From configure.ac Revision: 1.30

AC_CONFIG_SRCDIR

Macro: AC_CONFIG_SRCDIR (unique-file-in-source-dir)

配置文件入口

AC_OUTPUT

該宏定義沒有參數(shù)在.ac文件的末尾。

AM_INIT_AUTOMAKE([OPTIONS])

Runs many macros required for proper operation of the generated Makefiles.

Today, AM_INIT_AUTOMAKE is called with a single argument: a space-separated list of Automake options that should be applied to every <samp>Makefile.am</samp> in the tree. The effect is as if each option were listed in AUTOMAKE_OPTIONS (see Options).

This macro can also be called in another, deprecated form: AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION, [NO-DEFINE]). In this form, there are two required arguments: the package and the version number. This usage is mostly obsolete because the <var style="font-style: italic; font-weight: inherit;">package</var> and <var style="font-style: italic; font-weight: inherit;">version</var> can be obtained from Autoconf’s AC_INIT macro. However, differently from what happens for AC_INIT invocations, this AM_INIT_AUTOMAKE invocation supports shell variables’ expansions in the PACKAGE and VERSION arguments (which otherwise defaults, respectively, to the PACKAGE_TARNAME and PACKAGE_VERSION defined via the AC_INIT invocation; see The AC_INIT macro in <cite style="font-style: inherit; font-weight: inherit;">The Autoconf Manual</cite>); and this can be still be useful in some selected situations. Our hope is that future Autoconf versions will improve their support for package versions defined dynamically at configure runtime; when (and if) this happens, support for the two-args AM_INIT_AUTOMAKE invocation will likely be removed from Automake.

If your configure.ac has:

AC_INIT([src/foo.c])
AM_INIT_AUTOMAKE([mumble], [1.5])
you should modernize it as follows:

AC_INIT([mumble], [1.5])
AC_CONFIG_SRCDIR([src/foo.c])
AM_INIT_AUTOMAKE

文件生成

我們從開發(fā)者角度的圖例來看福铅，我們需要的文件有configure.ac 萝毛，Makefile.am ，aclocal.m4
而作為用戶滑黔，我們需要的文件是 makefile.in config.h.in 文件

因此這里我們看看每個文件是如何生成的

• configure.ac
• Makefile.am
• aclocal.m4
• makefile.in
• config.h.in

準備工作

我們暫時就準備一個main.c printC.h printC.c 文件
main.c 的內容是

#include <stdio.h>
#include "printC.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
    fputs("nihao\n", stderr);
    printCFuncition();
    return 0;
}

同目錄下笆包，還有printC.h 和printC.m 文件，printC.h

#ifndef printC_h
#define printC_h

#include <stdio.h>
void printCFuncition(void);

#endif /* printC_h */

printC.c

#include "printC.h"


void printCFuncition(void){
    fputs("printC.c/n", stderr);
}

打開終端進入到該目錄下

$ls
main.c printC.h printC.c

configure.ac

該文件生成是通過 autoscan 命令生成的 略荡，具體如下
在中斷命令輸入autoscan 命令

$ autoscan && ls
autoscan.log    configure.scan  main.c      printC.c    printC.h

然后重新命名 configure.scan 文件

$ mv configure.scan configure.ac && ls
autoscan.log    configure.ac    main.c      printC.c    printC.h

我們獲取到了configure.ac 文件了庵佣。

這里我們還是需要修改下configure.ac 內容，為以后生成makefile文件做準備
我們在AC_INIT 下面添加macro AM_INIT_AUTOMAKE汛兜。
在 AC_CONFIG_HEADERS 行下面添加mocro AC_CONFIG_FILES([Makefile])
見下圖

Makefile.am

該文件是我們手動需要創(chuàng)建的文件
文件內容是

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=maket
maket_SOURCES=main.c  printC.h printC.c

maket 就是未來生成的程序名稱
maket_SOURCES 是該名稱所使用的源文件

假設我們工程里面有很多文件巴粪，那么我們手動寫文件很容易遺漏，因此，建議最好自己寫個shell腳本自動生成該文件肛根。不是很復雜

aclocal.m4

aclocal.m4 文件是我們通過aclocal 命令生成的

$ aclocal && ls
Makefile.am autom4te.cache  configure.ac
aclocal.m4  autoscan.log    main.c printC.h printC.m

到這里辫塌，我們開發(fā)者需要的文件都已經生成。我們可以通過命令生成 configure ,config.h.in Makefile.in 文件了,這些文件是用戶需要的文件派哲。生成過程如下

config.h.in

config.h.in 文件是通過autoheader 命令生成的

$ autoheader && ls
Makefile.am autom4te.cache  config.h.in main.c      printC.h
aclocal.m4  autoscan.log    configure.ac    printC.c

makefile.in

makefile.in 文件是通過automake命令生成的

$ automake --add-missing && ls

Makefile.am autom4te.cache  config.h.in install-sh  printC.c
Makefile.in autoscan.log    configure.ac    main.c      printC.h
aclocal.m4  compile     depcomp     missing

這里我們發(fā)現(xiàn)生成了makefile.in 文件了

configure

這里我們通過autoconf 命令生成 configure文件

autoconf && ls
Makefile.am autom4te.cache  config.h.in depcomp     missing
Makefile.in autoscan.log    configure   install-sh  printC.c
aclocal.m4  compile     configure.ac    main.c      printC.h

makefile

makefile 文件是通過 configure 來生成的

$ ./configure && ls
Makefile    autom4te.cache  config.h.in configure.ac    missing
Makefile.am autoscan.log    config.log  depcomp     printC.c
Makefile.in compile     config.status   install-sh  printC.h
aclocal.m4  config.h    configure   main.c      stamp-h1

make

使用make 命令生成最終的包

$make && ls
Makefile    autoscan.log    config.status   main.c      printC.h
Makefile.am compile     configure   main.o      printC.o
Makefile.in config.h    configure.ac    maket       stamp-h1
aclocal.m4  config.h.in depcomp     missing
autom4te.cache  config.log  install-sh  printC.c

運行 maket 包

$./maket
nihao
printC.c

文件依賴和命令之間的依賴關系

完全沒有依賴的文件是

Makefile.am 該文件是自己手動生成的
configure.ac 該文件是通過autoscan 命令生成

aclocal 命令依賴文件

configure.ac 通過該命令和依賴文件我們可以生成aclocal.m4 文件臼氨。該文件是autoconf autoheader 和automake命令依賴文件，因此芭届，執(zhí)行上述三個命令前要執(zhí)行aclocal文件生成aclocal.m4 文件

autoconf命令依賴文件

configure.ac
aclocal.m4
有兩個文件我們執(zhí)行autoconf 命令储矩，生成configure文件

autoheader 命令依賴文件

configure.ac
aclocal.m4
這兩個文件通過autoheader 命令生成config.h.in 文件

automake 命令依賴文件

Makefile.am
通過該命令我們能生成 Makefile.in文件

./configure 腳本依賴文件

Makefile.in
config.h.in
通過該命令我們就能生產所需要的Makefile文件了

make 命令依賴文件

makefile文件
通過 make命名使用makefile文件，生成最終的可執(zhí)行文件

automake 支持的文件結構

automake支持三種文件夾層次：flat褂乍、shallow和deep持隧。

• flat(平)，指的是全部文件都位于同一個文件夾中
  就是全部源文件逃片、頭文件以及其它庫文件都位于當前文件夾中屡拨，且沒有子文件夾。上述實例就是這樣的

• shallow(淺)题诵，指的是基本的源碼都儲存在頂層文件夾洁仗，其它各個部分則儲存在子文件夾中
  就是主要源文件在當前文件夾中层皱，而其他一些實現(xiàn)各部分功能的源文件位于各自不同的文件夾性锭。automake本身就是這一類。

• deep(深)叫胖，指的是全部源碼都被儲存在子文件夾中草冈；頂層文件夾主要包括配置信息

不管對于上述那種方式，最簡單的方式如下

假設目錄結構如下

image.png

這里我們只需要修改下Makeflile.am文件就可以了

以前的makefile.am 文件

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=maket
maket_SOURCES=main.c  printC.h printC.c

修改成如下就可以了

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=maket
maket_SOURCES=main.c  printC.h printC.c deepfile/deepPrint.h deepfile/deepPrint.c

其他操作命令不變瓮增。

多個Makefile.am文件共同作用

格式模板

對于可執(zhí)行文件和靜態(tài)庫類型怎棱，如果只想編譯，不想安裝到系統(tǒng)中绷跑，可以用noinst_PROGRAMS代替bin_PROGRAMS拳恋，noinst_LIBRARIES代替lib_LIBRARIES。

Makefile.am還提供了一些全局變量供所有的目標體使用：

image.png

在Makefile.am中盡量使用相對路徑砸捏，系統(tǒng)預定義了兩個基本路徑：

image.png

automake設置了默認的安裝路徑：

• 標準安裝路徑 默認安裝路徑為：(prefix)/bin, libdir = (prefix)/share, sysconfdir = (prefix)/test, 然后test_DATA =test1 test2梆暖，則test1，test2會作為數(shù)據(jù)文件安裝到$(prefix)/ /test目錄下掂骏。

clang 編譯make
深層路徑

deep automake
automake
參考文章