使用Automake和Autoconf生成Makefile

automake 所产生的 Makefile 除了可以做到程序的自动编译和链接外，还可以用来生成各种文档（如manual page、info文件），可以将源代码文件包装起来以供发布。所以程序源代码所存放的目录结构最好符合GNU的标准惯例。下面以hello.c程序生成Makefile文件作为例子。

1,在当前目录下创建一个名为hello的子目录。hello这个目录用于存放 hello.c这个程序及相关文件。新建一个源程序文件hello.c

#include <stdio.h>

int main(int argc, char** argv)

{

printf("Welcome to use autoconf and automake\n");

return 0;

}

2,创建一个名为Makefile.am的文件，并输入以下内容：

AUTOMAKE_OPTIONS= foreign
bin_PROGRAMS= testp #输出的最终可执行文件名称
testp_SOURCES= hello.c ＃如果有多个文件参与编译，需要都列出

3,执行autoscan命令生成一个名为configure.scan文件：

autoscan

4,将configure.scan改名为configure.in：

mv configure.scan configure.in

5,打开configure.in，将该文件修改为以下内容：

AC_PREREQ(2.61)

AC_INIT(testp,1.0) ＃此行内容经过修改，test与Makefile.am中bin_PROGRAMS保持一致

AC_CONFIG_SRCDIR([testp.h])

AC_CONFIG_HEADER([config.h])

AM_INIT_AUTOMAKE(testp,1.0) ＃此行内容是新增加，test与Makefile.am中bin_PROGRAMS保持一致

# 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_CONFIG_FILES([Makefile])

AC_OUTPUT

6.执行命令 autoheader，生成config.h和config.h.in

7,然后执行以下两个命令，分别生成aclocal.m4和configure文件：

aclocal

autoconf

8,新建四个空白文件，分别命名为NEWS,README,AUTHORS,ChangeLog。

touch NEWS
touch README
touch AUTHORS
touch ChangeLog

9,执行命令“automake --add-missing”，automake 会根据Makefile.am 文件产生一些文件，其中包含最重要的Makefile.in

automake --add-missing

10,最后执行“./configure”命令生成Makefile文件

./configure

11,生成Makefile文件后，就可以执行“make”命令来编译hello.c程序，从而生成可执行程序testp。生成可执行程序testp后，执行。

make

./testp

Welcome to use autoconf and automake

归纳一下这个例子的流程。

（1）在存放源代码的目录下执行autoscan命令生成configure.scan文件。

（2）将configure.scan文件改名为configure.in，并对其默认配置进行修改。

（3）执行aclocal、autoconf两个命令，分别生成aclocal.m4、configure文件。

（4）创建一个名为Makefile.am的文件，并输入相应的内容。

（5）执行automake --add-missing，它根据Makefile.am文件，生成Makefile.in。

（6）执行./configure脚本文件，它根据Makefile.in文件，生成最终的Makefile文件。

通过以上步骤，在源代码所在目录下自动生成了Makefile文件。

configure.in文件

autoconf是用来产生“configure”文件的工具。“configure”是一个Shell脚本，它可以自动设定一些编译参数使程序能够在不同平台上进行编译。autoconf读取configure.in 文件然后产生''configure''这个Shell脚本。

configure.in 文件的内容是一系列GNU m4 的宏，这些宏经autoconf处理后会变成检查系统特性的Shell脚本。configure.in文件中宏的顺序并没有特别的规定，但是每一个configure.in 文件必须以宏AC_INIT开头，以宏AC_OUTPUT结束。一般可先用autoscan这个工具扫描原始文件以产生一个configure.scan 文件，再对configure.scan 作些修改，从而生成 configure.in 文件

configure.in 文件中一些宏的含义如下。

l #或dnl：#或dnl后面的内容作为注释不会被处理，它们是注释的起始标志。

l AC_INIT(FILE)：该宏用来说明源代码所在路径，如上例中的AC_INIT(hello.c)，表明源代码在当前目录下，名为hello.c。

l AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE,VERSION)：这个是后面运行automake命令所必需的宏，PACKAGE指明要产生软件的名称，VERSION 是其版本号。

l AC_PROG_CC：检查系统可用的C编译器，若源代码是用C语言编写的就需要这个宏。

l AC_OUTPUT(FILE)：设置configure命令所要产生的文件。我们最终期望产生Makefile

这个文件，因此一般将其设置为AC_OUTPUT(Makefile)。

在运行automake命令时，还需要一些其他的宏，这些额外的宏由aclocal产生。执行aclocal会产生aclocal.m4文件，如果没有特别的要求，无需修改它。用 aclocal产生的宏将会提示automake如何动作。

另一个重要的文件是Makefile.am。automake根据configure.in中的宏并在perl的帮助下把Makefile.am转成Makefile.in文件。Makefile.am 文件定义所要产生的目标。

Makefile.am文件

Makefile.am文件中几个预定的选项的含义如下所示。

l AUTOMAKE_OPTIONS：它用于设置automake的选项。automake 主要是帮助开发 GNU 软件的人员来维护软件，所以在执行automake 时，会检查目录下是否存在标准GNU软件中应具备的文件，例如“NEWS”、“AUTHOR”、“ChangeLog”等文件。设置为foreign 时，automake 会改用一般软件的标准来进行检查。

l bin_PROGRAMS：定义要产生的可执行程序的文件名。如果要产生多个可执行文件，每个文件名用空白符隔开。

l testp_SOURCES：定义“testp”这个可执行程序所需要的原始文件。如果“testp”这个程序是由多个原始文件产生的，必须把它所用到的所有原始文件都列出来，并以空白符隔开。假设“testp”还需要“hello.c”、“main.c”、“hello.h”3个文件，则定义testp_SOURCES= hello.c main.c hello.h。如果定义多个可执行文件，则对每个可执行程序都要定义相应的filename_SOURCES，其中filename为要生成的可执行程序的文件名。

编辑好Makefile.am文件后，就可以使用命令automake --add-missing生成Makefile.in。加上--add-missing这个选项是用来提示automake加入包装一个软件所必需的文件，如果不使用该选项，automake可能会报告缺少了某些文件。automake产生出来的 Makefile.in文件是完全符合GNU Makefile规定的，只要执行 configure这个Shell脚本便可以产生合适的Makefile文件了。

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。

l 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。

l 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）。

l 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。

l 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。

l 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“testp-1.0.tar.gz”的文件。

l 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。

例解 autoconf 和 automake 生成 Makefile 文件

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。

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模拟需求

假设源文件按如下目录存放，如图1所示，运用autoconf和automake生成makefile文件。

图 1文件目录结构

假设src是我们源文件目录，include目录存放其他库的头文件，lib目录存放用到的库文件，然后开始按模块存放，每个模块都有一个对应的目录，模块下再分子模块，如apple、orange。每个子目录下又分core，include，shell三个目录，其中core和shell目录存放.c文件，include的存放.h文件，其他类似。

样例程序功能：基于多线程的数据读写保护（联系作者获取整个autoconf和automake生成的Makefile工程和源码，E-mail：normalnotebook@126.com）。

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工具简介

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。

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生成 Makefile 的来龙去脉

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.in，并修改configure.in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autoconf命令

8) 运行automake -a命令

9) 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

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Configure.in的八股文

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.in文件。confiugre.in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.in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.in

$vim configure.in

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。

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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

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。