GNU AUTOTOOLS 简介

1.介绍 
  大部分时候，你从网上下载了一个开放源代码的软件，在解压后，你一般会敲入以下三个命令来编译和安装你的程序：
  1)./configure
  2)make
  3)make install
  其中，configure脚本分析你的系统以到合适的工具和库，make是真正用来编译构建软件的工具，make install来安装软件。在开放源代码世界，configure脚本获得了广泛的使用，它使从源代码安装软件变得非常容易，本文主要就是介绍如何使用GNU autotools，以便使你能够以上面这种方式来编译和安装你的程序。

2.什么是GNU autotools
  GNU autotools主要包括下面三个工具：
  Autoconf – 这个工具用来生成configure脚本。就像前面提到的，这个脚本主要用来分析你的系统以到合适的工具和库。譬如:你的系统的C编译器是“cc”还是“gcc”？
  Automake – 这个工具用来生成Makefiles。它需要使用到Autoconf提供的信息。譬如，如果Autoconf检测到你的系统使用“gcc”，那Makefile就使用gcc作为C编译器。反之，如果到“cc”，那就使用“cc”。
  Libtools – 这个工具创建共享库。它是平台无关的。

3.为“Hello，world”添加Autoconf
  1) 创建一个“Hello，world！”
    写一个简单的“Hello，world！”程序
      hello.c:
      #include <stdio.h>
      int main(void)
      {
          printf ("Hello World.\n");
      }
    写一个简单的Makefile
        Makefile
        EXEC:=hello
        all: $(EXEC)
      .PHONY:
              clean
        clean:
              rm -f hello *.o
  2) 添加Autoconf
      现在，我们将添加autoconf到这个程序。首先，我们需要创建一个叫做“configure.ac”的文件。这个文件将指导Autoconf如何生成“configure”脚本。因为用手工创建这个文件非常乏味，所以Autoconf提供了一个程序来帮助你创建这个文件。这个程序就是“autoscan”.“autoscan”扫描你的源程序并创建一个相应的“configure.ac”文件。但是注意它并不是直接创建“configure.ac”，相反，它创建了一个叫做“configure.scan”的文件。所以，
我们需要把它重命名为“configure.ac”.为什么“autoscan”不直接创建“configure.ac”呢？当然，现在你也许不需要自己来写“configure.ac”，但是，以后你可能会自己写。你当然不希望一不小心把“configure.ac”覆盖掉了。所以“autoscan
”不会直接写到“configure.ac”。
    现在，我们可以运行“autoconf”来生成“configure”了.
    也许，你现在就想输入“./configure”，但是，别急。“configure”脚本是被用来生成一个新的Makefile。但是“configure”需要一个叫做“Makefile.in”的文件来生成新的Makefile。所以，现在，我们需要一个“Makefile.in”。“Makefile.in”就是一个“Makefile”的模板，它被用来生成一个新的Makefile。所以，现在，我们只是简单的把“Makefile”改为“Makefile.in”。我们将在后面对其进行介绍：
      现在，我们已经可以运行“./configure”和“make”.
      虽然上面有个error，说不到config.h.in，但是对于整个脚本的目标—生成Makefile，并没有太大影响。config.h.in，将在下面讲到。

  3)总结
    写代码、Makefile等
    运行“autoscan”（“autoscan”创建“configure.scan”）
    把“configure.scan”改为“configure.ac”
    运行“autoconf”(“autoconf”使用“configure.ac”生成“configure”脚本)
    把“Makefile”改为“Makefile.in”(“configure”会用“Makefile.in”来生成“Makefile”)
    运行“./configure”和“make”

    $ls
    $hello.c Makefile
    $autoscan
    $mv configure.scan configure.ar
    $mv Makefile Makefile.in
    $autoconf
    $./configure

4.让“Hello，world！”可移植

  1)用“config.h”使程序可移植
    要使程序可移植，我们必须修改“hello.c”，使用大量的“#ifdef”或“#ifndef”等等。但是，更普遍的做法是使用config.h.in，它里面是一些与平台或库相关的常量信息。GNU autotools同样提供了一个工具“autoheader”来帮助我们生成config.h，使用它非常简单，只要在运行“./configure”之前，运行“autoheader”,然后运行
“./configure”，就会生成“config.h”，让我们看一下“config.h”的内容,当然，这儿有些常量定义，但是没有一个是和移植有关的。这是由于我们的程序太简单了，下面，我们将让“config.h”包含一些与移植有关的常量。

  2)让“hello.c”变得复杂一些
    为了说明如何使用“configu.h”来使程序可移植，我们添加了“gettimeof”函数，“gettimeof”函数获得自1970.1.1（unix纪元）以来的秒数，整个程序如下所示：
    首先，确认目录下只有hello.c和Makefile.in这两个文件，其余的文件用rm –fr 命令删除：
    然后参照前面的方法来生成“configure”脚本和“Makefile”：
    下面看一下“config.h”的部分内容：
    由于有了这样一个“config.h”，我们就有了不少可用于检测移植性的宏，譬如可以检测gettimeofday()是否存在（使用Have_GETTIMEOFDAY），或检测是否存在头文件

“sys/time.h”(使用HAVE_SYS_TIME_H)等。
      hello.c
      #include <stdio.h>
      #include <sys/time.h>
      int main(void)
      {
        double sec;
        struct timeval tv;

        gettimeofday(&tv, NULL);
        sec = tv.tv_sec;
        sec += tv.tv_usec/1000000.0;
        printf ("sec = %e", sec);
        return 0;
      }
  3)让我们的代码变得可移植
    现在，我们可以修改我们代码，使它易于移植.当然，你可以重新从“autoscan”开始再走一遍生成“configure”脚本的过程，以便发现新的移植性问题。
    现在，你的程序不仅使用了“autoconf”而且是可移植的。

  4)总结
    在写你的代码的时候，要时刻考虑到移植性。创建“Makefile.in”
    运行“autoscan”
    把“configure.scan”改为“configure.ac”
    运行“autoheader”
    运行“autoconf”
    “./configure”
    查看“config.h”，如果有必要，改写你的源代码，并从第二步重新开始。
    编译，“make”

5.使用Automake
  1)Automaking
    Automaking包含下面三步，但是你应该对第三步很熟悉了：
    创建一个文件“Makefile.am”
  “Automake”使用“Makefile.am”创建一个新的“Makefile.in”
  “Makefile.in”被“configure”用来创建“Makefile”
    下面是一个“Makefile.am”的简单的示例：
    Makefile.am
    bin_PROGRAMS=hello
    hello_SOURCES=hello.c
    这非常简单。当然，在写“Makefile.am”，还有许多命令可以使用，如果你有兴趣，可以参看GNU的“Automake”手册。
    现在，我们Automake这个文件。这需要下面两步：
    automake – 执行这个命令肯定会输出很多的错误。我们需要检查并修复它
    aclocal – 在处理第一步的输出错误时，我们需要增加一些“Automake”的宏到“configure.ac”里，但是，“Autoconf”肯定不会认出这些新宏。我们需要一个

“aclocal.m4”文件，里面定义了这些新的宏，以便使“Autoconf”认出它们。“alocal”会为我们自动化生成这个文件。

  2)修复错误
    运行“automake”，会有如下输出：
    首先，我们需要修改“configure.ac”，在里面加入AM_INIT_AUTOMAKE：
    然后，在修改了“configure.ac”过后，我们需要运行一下aclocal，以生成“aclocal.m4”文件。
    最后，在我们运行Automake的时候，它需要下面的文件：
    install-sh
    missing
    INSTALL
    NEWS
    README
    AUTHORS
    ChangeLog
    COPYING
    depcomp
    当“automake”使用“-a”选项运行时，它会自动生成install-sh，missing，INSTALL，COPYING和depcomp。其余的需要手工创建：
  3)运行automake的结果
    运行“automake”后，生成“Makefile.in”，如下所示：
    然后，如前所述，运行“autoconfig”生成“configure”脚本，运行“configure”脚本生成“Mak
efile”。如果，你打开“Makefile”看一下，你会发现它比你自己写的要大了很多，大概有500行，功能丰富了很多，如果有兴趣，并对Makefile的编写比较了解的话，可以看一下，这对写Makefile还是很有好处的。而我们只是添加了不到3句话。从这儿也可以看出GNU autotools的强大。
  4)总结
    写代码，创建“Makefile.am”
    运行“autoscan”
    把“configure.scan”改为“configure.ac”
    修改“configure.ac”，添加Automake的宏
    运行“aclocal”
    创建运行“automake”需要的文件
    运行“automake”
    运行“autoheader”
    运行“autoconf”
    “./configure”
    查看“config.h”，如果有必要，改写你的源代码，并从第二步重新开始。
    编译，“make”
Makefile.am 详解
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
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
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
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$(CURRENTPATH)/src/ModuleA/apple/include
export INCLUDES
由于每个源文件都会用到相同的头文件，所以我们在最顶层的Makefile.am中包含了编译源文件时所用到的头文件，并导出，见蓝部分代码。
我们将lib目录下的swap.c文件编译成libswap.a文件，被apple/shell/apple.c文件调用，那么lib目录下的Makefile.am如下所示：
noinst_LIBRARIES=libswap.a
makefile phony
libswap_a_SOURCES=swap.c
INCLUDES=-I$(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)
…….

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