linux 下makefile教程

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简介: 作为Linux下的程序开发人员,大家一定都遇到过Linux Makefile,用make命令来编译自己写的程序确实是很方便。

作为Linux下的程序开发人员,大家一定都遇到过Linux Makefile,用make命令来编译自己写的程序确实是很方便。一般情况下,大家都是手工写一个简单Linux Makefile,如果要想写出一个符合自由软件惯例的Linux Makefile就不那么容易了。

在本文中,将给大家介绍如何使用autoconf和automake两个工具来帮助我们自动的生成符合自由软件管理的Linux Makefile,这样就可以像常见的GNU程序一样,只要使用"./configure","make","make install"就可以把程序安装到Linux系统中去了。这将特别适合想做开放源代码的程序开发人员,又或如果你只是自己写些小的Toy程序,那么这个文章对你也会有很大帮助。

一、 Linux Makefile介绍

Linux Makefile是用于自动编译和链接的,一个工程有很多文件组成,每一个文件的改变都会导致工程的重新链接,但是不是所有的文件都需要重新编译,Linux Makefile中记录有文件信息,在make时会决定在链接时需要重新编译那些文件。

Linux Makefile的宗旨就是:让编译器知道要编译一个文件需要依赖其他的哪些文件。当那些依赖文件有了改变,编译器会自动的发现最终生成的生成文件已经过时,而重新编译相应的模块。

Linux Makefile的基本结构不是很复杂,但当一个程序开发人员开始写Linux Makefile时,经常会怀疑自己写的是否符合惯例,而且自己写的Linux Makefile经常和自己的开发环境相关联,当系统环境变量或路径发生变化后,Linux Makefile可能还要跟着修改。这样就造成了手工书写Linux Makefile的诸多问题,automake恰好能很好地帮助我们解决这些问题。

使用automake,程序开发人员只需要写一些简单的含有预定义宏的文件,由autoconf根据宏文件生成configure,由automake根据另一个宏文件生成Linux Makefile.in,再使用configure依据Linux Makefile.in来生成一个符合惯例的Linux Makefile。下面我们将详细介绍Linux Makefile的automake生成方法。

二、 使用的环境

本文所提到的程序是基于Linux发行版本:Fedora Core release 1,它包含了我们要用到的autoconf,automake。

三、 从HelloWorld入手

我们从大家最常使用的例子程序HelloWorld开始。下面的过程如果简单地来说就是:

新建三个文件:

helloworld.c

configure.in

Linux Makefile.am

然后执行:

aclocal;

autoconf;

automake --add-missing;

./configure;

make;

./helloworld

就可以看到Linux Makefile被产生出来,而且可以将helloworld.c编译通过。很简单吧,几条命令就可以做出一个符合惯例的Linux Makefile,感觉如何呀。现在开始介绍详细的过程:

1. 建目录

在你的工作目录下建一个helloworld目录,我们用它来存放helloworld程序及相关文件,如在/home/my/build下:

$ mkdir helloworld

$ cd helloworld

2. helloworld.c

然后用你自己最喜欢的编辑器写一个helloworld.c文件,如命令:vi helloworld.c。使用下面的代码作为helloworld.c的内容。

int main(int argc, char** argv)

{

printf("Hello, Linux World!/n");

return 0;

}

完成后保存退出。

现在在helloworld目录下就应该有一个你自己写的helloworld.c了。

3. 生成configure

我们使用autoscan命令来帮助我们根据目录下的源代码生成一个configure.in的模板文件。

命令:

$ autoscan

$ ls

configure.scan helloworld.c

执行后在helloworld目录下会生成一个文件:configure.scan,我们可以拿它作为configure.in的蓝本。

现在将configure.scan改名为configure.in,并且编辑它,按下面的内容修改,去掉无关的语句:

================configure.in内容开始================

# -*- Autoconf -*-

# Processthis 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内容结束================

然后执行命令aclocal和autoconf,分别会产生acloacl.m4及configure两个文件:

$ aclocal

$ ls

aclocal.m4 configure.in helloworld.c

$ autoconf

$ ls

aclocal.m4 autom4te.cahce configure configure.in helloword.c

大家可以看到configure.in内容是一些宏定义,这些宏经autoconf处理后会变成检查系统特性、环境变量、软件必须的参数的shell脚本。autoconf是用来生成自动配置软件源代码脚本(configure)的工具。configure脚本能独立于autoconf运行,且在运行的过程中,不需要用户的干预。

要生成configure文件,你必须告诉autoconf如何找到你所用的宏。方式是使用aclocal程序来生成你的aclocal.m4。aclocal根据configure.in文件的内容,自动生成aclocal.m4文件。aclocal是一个perl脚本程序,它的定义是:“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”

autoconf从configure.in这个列举编译软件时所需要各种参数的模板文件中创建configure。autoconf需要GNU m4宏处理器来处理aclocal.m4,生成configure脚本。m4是一个宏处理器

将输入拷贝到输出,同时将宏展开。宏可以是内嵌的,也可以是用户定义的。除了可以展开宏,m4还有一些内建的函数,用来引用文件,执行命令,整数运算,文本操作,循环等。m4既可以作为编译器的前端,也可以单独作为一个宏处理器。

4. 新建Linux Makefile.am

新建Linux Makefile.am文件,命令: $ vi Linux Makefile.am

内容如下:

AUTOMAKE_OPTIONS=foreign

bin_PROGRAMS=helloword

helloworld_SOURCES=helloworld.c

automake会根据你写的Linux Makefile.am来自动生成Linux Makefile.in。Linux Makefile.am中定义的宏和目标,会指导automake生成指定的代码。例如,宏bin_PROGRAMS将导致编译和连接的目标被生成。

5. 运行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会根据Linux Makefile.am文件产生一些文件,包含最重要的Linux Makefile.in

6. 执行configure生成Linux Makefile

$ ./configure

checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -c

checking whether build enviroment is sane... yes

checking for gawk... gawk

checking whether make sets $(MAKE)... yes

checkingfor 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,此时Linux Makefile已经产生出来了。

7. 使用Linux Makefile编译代码

$ make

...

gcc -g -02 -o helloworld helloworld.o

运行helloworld

$ ./helloworld

Hello, Linux World!

这样,helloworld就编译出来了,你如果按上面的步骤来做的话,应该也会很容易地正确编译出正确的helloworld文件。你还可以试着使用一些其他的make命令,如make clean,make install,make dist,看看它们会给你什么样的效果。感觉如何?自己也能写出这么专业的Linux Makefile,老板一定会对你刮目相看。

四、 深入浅出

针对上面提到的各种命令,我们再做些详细的介绍。

1. autoscan

autoscan是用来扫描源代码目录生成configure.scan文件的。autoscan可以用目录名作为参数,但如果你不使用参数的话,那么autoscan将认为使用的是当前目录autoscan将扫描你所指定目录中的源文件,并创建configure.scan文件

2. configure.scan

configure.scan包含了系统配置的基本选项,里面都是一些宏定义。我们需要将他改名为configure.in

3. aclocal

aclocal是一个perl脚本程序。aclocal根据configure.in文件的内容,自动生成aclocal.m4文件。aclocal的定义是:“aclocal - create aclocal.m4 by scanning configure.ac”。

4. autoconf

autoconf是用来产生configure文件的。configure是一个脚本,它能设置源程序来适应各种不同的操作系统平台,并且根据不同的系统来产生合适的Linux Makefile,从而可以使你的源代码能在不同的操作系统平台上被编译出来

configure.in文件的内容是一些宏,这些宏经过autoconf处理后会变成检查系统特性、环境变量、软件必须的参数的shell脚本。configure.in文件中宏的顺序并没有规定,但是你必须在所有宏的最前面和最后面分别加上AC_INIT宏和AC_OUTPUT宏。

在configure.in中:#号表示注释,这个宏后面的内容将被忽略。AC_INIT(FILE)这个宏用来检查源代码所在的路径AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION) 这个宏是必须的,它描述了我们将要生成的软件包的名字及其版本号:PACKAGE是软件包的名字,VERSION是版本号。当你使用make dist命令时,它会给你生成一个类似helloworld-1.0.tar.gz的软件发行包,其中就有对应的软件包的名字和版本号。

AC_PROG_CC这个宏将检查系统所用的C编译器。AC_OUTPUT(FILE)这个宏是我们要输出的Linux Makefile的名字。我们在使用automake时,实际还需要用到其他的一些宏,但我们可以用aclocal来帮助我们自动产生。执行aclocal后我们会得到aclocal.m4文件。产生了configure.in和aclocal.m4两个宏文件后,我们就可以使用autoconf来产生configure文件了。

5. Linux Makefile.am

Linux Makefile.am是用来生成Linux Makefile.in的,需要你手工书写。Linux Makefile.am中定义了一些内容:AUTOMAKE_OPTIONS这个是automake的选项。在执行automake时,它会检查目录下是否存在标准GNU软件包中应具备的各种文件,例如AUTHORS、ChangeLog、NEWS等文件。我们将其设置成foreign时,automake会改用一般软件包的标准来检查。

bin_PROGRAMS这个是指定我们所要产生的可执行文件的文件名。如果你要产生多个可执行文件,那么在各个名字间用空格隔开。helloworld_SOURCES这个是指定产生“helloworld”时所需要的源代码。

如果它用到了多个源文件,那么请使用空格符号将它们隔开。比如需要helloworld.h,helloworld.c那么请写成helloworld_SOURCES=helloworld.h helloworld.c。如果你在bin_PROGRAMS定义了多个可执行文件,则对应每个可执行文件都要定义相对的filename_SOURCES

6. automake

我们使用automake --add-missing来产生Linux Makefile.in。选项--add-missing的定义是“add missing standard files to package”,它会让automake加入一个标准的软件包所必须的一些文件。

我们用automake产生出来的Linux Makefile.in文件是符合GNU Linux Makefile惯例的,接下来我们只要执行configure这个shell脚本就可以产生合适的Linux Makefile文件了。

7. Linux Makefile

在符合GNU Makefile惯例的Linux Makefile中,包含了一些基本的预先定义的操作:

make根据Linux Makefile编译源代码,连接,生成目标文件,可执行文件。

make clean清除上次make命令所产生的object文件(后缀为.o的文件)及可执行文件

make install将编译成功的可执行文件安装到系统目录中,一般为/usr/local/bin目录。

make dist产生发布软件包文件(即distribution package)。这个命令将会将可执行文件及相关文件打包成一个tar.gz压缩的文件用来作为发布软件的软件包。

它会在当前目录下生成一个名字类似“PACKAGE-VERSION.tar.gz”的文件。PACKAGE和VERSION,是我们在configure.in中定义的AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION)。

make distcheck生成发布软件包并对其进行测试检查,以确定发布包的正确性。这个操作将自动把压缩包文件解开,然后执行configure命令,并且执行make,来确认编译不出现错误,最后提示你软件包已经好,可以发布了。

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helloworld-1.0.tar.gz is ready for distribution

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make distclean类似make clean,但同时也将configure生成的文件全部删除掉,包括Linux Makefile。

五、 结束语

通过上面的介绍,你应该可以很容易地生成一个你自己符合GNU惯例的Linux Makefile文件及对应的项目文件。如果你想写出更复杂且符合惯例的Linux Makefile,你可以参考一些开放代码的项目中的configure.in和Linux Makefile.am文件,比如:嵌入式数据库sqlite,单元测试cppunit。

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