Linux下configure编译代码来龙去脉

目录

1 Autotools相关工具链

1.1  Autotools

1.2 其他相关工具

2 操作实例

2.1 安装autotools工具

2.2 准备源文件

2.3 生成configure.ac文件

2.4 生成aclocal.m4文件

2.5 生成config.h.in文件

2.6 生成Makefile.in文件

2.7 生成configure文件

2.8 生成Makefile文件

2.9 编译和测试

3 扩展

3.1 config.h中定义一个宏

3.2 运行configure命令

4 总结

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我们经常从网上下载的源码，在其根目录有一个configure文件，直接执行configure文件，会产生一个makefile文件，再执行make就生成目标文件了。可是这个configure文件看着很复杂，其实它并不是手动编写的，那它是怎么来的呢，如果我们自己想发布一份源代码，需要怎么去生成configure呢

1 Autotools相关工具链

1.1  Autotools

• autoscan
  可以通过调用autoscan命令，得到一个初始化的configure.scan文件。然后重命名为configure.ac后，在此基础上编辑configure.ac。
  autoscan会扫描源码，并生成一些通用的宏调用，输入的声明，以及输出的声明。尽管autoscan十分方便，但是没人能够在构建之前，就把源码完全写好。
  因此,autoscan通常用于初始化configure.ac，即生成configure.ac的雏形文件configure.scan
• aclocal
  configure.ac实际是依靠宏展开来得到configure。因此，能否成功生成，取决于宏定义是否能够找到。
  autoconf会从自身安装路径下寻找事先定义好的宏。然而对于像automake，libtool，gettex等第三方扩展宏，autoconf便无从知晓。
  因此，aclocal将在configure.ac同一个目录下生成aclocal.m4，在扫描configure.ac过程中，将第三方扩展和开发者自己编写的宏定义复制进去。
  如此一来，autoconf遇到不认识的宏时，就会从aclocal.m4中查找
• 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 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.
• autoheader
  autoheader命令扫描configure.ac文件，并确定如何生成config.h.in。每当configure.ac变化时，都可以通过执行autoheader更新config.h.in。
  在configure.ac通过AC_CONFIG_HEADERS([config.h])告诉autoheader应当生成config.h.in的路径，
  config.h包含了大量的宏定义，其中包括软件包的名字等信息，程序可以直接使用这些宏。
  更重要的是，程序可以根据其中的对目标平台的可移植相关的宏，通过条件编译，动态的调整编译行为。
• automake
  手工编写Makefile是一件相当繁琐的事情，并且随着项目的复杂程序变大，编写难度越来越大。automake工具应运而生。
  可以编辑Makefile.am文件，并依靠automake来生成Makefile.in

1.2 其他相关工具

• m4
  m4是一个经典的宏工具。autoconf正是构建在m4之上，可以理解为autoconf预先定义了大量的，用户检查系统可移植性的宏，这些宏在展开就是大量的shell脚本。
  所以编写configure.ac就需要对这些宏掌握熟练，并且合理调用。
• libtool
  libtool试图解决不同平台下，库文件的差异。libtool实际是一个shell脚本，实际工作中，调用了目标平台的cc编译器和链接器，以及给予合适的命令行参数。
  libtool可以单独使用，也可以跟autotools集成使用。
• autoreconf
  早期autoreconf并不存在，软件开发者就自己编写脚本，按照顺序调用autoconf，autoheader，automake等工具.
  autoreconf程序能够自动按照合理的顺序调用autoconf，automake，aclocal程序

通过autotools生成makefile文件的流程图如下：

2 操作实例

2.1 安装autotools工具

sudo apt install automake

2.2 准备源文件

源文件随便准备了两个，一个主程序文件，一个封装接口文件，目录结构如下：

configure-learn/
├── hello.c
├── hello.h
└── main.c

0 directories, 3 files

2.3 生成configure.ac文件

源文件创建后，我们就可以通过autoscan命令对该目录进行扫描，生成configure.scan文件。首先切换到该目录，然后执行命令如下：

autoscan

执行成功后可以看出多了两个文件，一个是autoscan.log，这个是日志文件；另外一个是configure.scan文件，这个是扫描的结果文件。

这里configure.scan其实是一个模板文件，我们需要手动修改其内容，并将其改名为configure.ac。具体需要做：

1） AC_INIT里面的参数: AC_INIT(main, 1.0.0, [email protected])；

2） 添加宏AM_INIT_AUTOMAKE；

3） 在AC_OUTPUT后添加输出文件Makefile。

修改前：

#                                               -*- 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

修改后：

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

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT(main, 1.0.0, [email protected])
AC_CONFIG_SRCDIR([main.c])
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AM_INIT_AUTOMAKE(main, 1.0.0)

# 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(Makefile)

下面给出本文件的简要说明（所有以”#”号开始的行为注释）：
（1）AC_PREREQ

声明本文件要求的autoconf版本，本例使用的版本为2.69。

（2）AC_INIT

用来定义软件的名称和版本等信息，”FULL-PACKAGE-NAME”为软件包名称，”VERSION”为软件版本号，”BUG-REPORT-ADDRESS”为BUG报告地址（一般为软件作者邮件地址）。

（3）AC_CONFIG_SRCDIR

用来侦测所指定的源码文件是否存在，来确定源码目录的有效性。此处为当前目录下的hello.c。

（4）AC_CONFIG_HEADER

用于生成config.h文件，以便autoheader使用。

（5）AM_INIT_AUTOMAKE

检查automake尝试Makefile时的必要的工具。 例如：AM_INIT_AUTOMAKE([-Wall -Werror foreign subdir-objects]) ， 一些可选的选项：

选项    解释
-Wall    打开全部警告
-Werror    将警告当错误处理
-foreign    放宽一些GNU标准需求
-1.11.1    需要automake的最低版本
-dist-bzip2    在使用make dist和make distcheck期间同时创建tar.bz2存档
-tar-ustar    使用ustar格式创建tar存档
（6）AC_PROG_CC

用来指定编译器，如果不指定，选用默认gcc。
（7）AC_OUTPUT

用来设定 configure 所要产生的文件，如果是makefile，configure会把它检查出来的结果带入makefile.in文件产生合适的makefile。使用Automake时，还需要一些其他的参数，这些额外的宏用aclocal工具产生。

（8）AC_DEFINE

格式： AC_DEFINE(VARIABLE, VALUE, DESCRIPTION)

输出宏定义到config.h中。

（9）AC_CHECK_HEADERS

格式：AC_CHECK_HEADERS(HEADERS…)

检查头HEADERS并且给每一个发现的头文件定义#define HAVE_HEADER_H

例如：AC_CHECK_HEADERS([unistd.h windows.h])

这个宏将在当前建造环境下检查unistd.h,windows.h是否存在。并将两个参数写入到配置头文件中。一般是config.h，你可以使用AC_CONFIG_HEADERS([headers])来指定。

AC_CONFIG_HEADERS([config.h])

如果存在就会出现在config.h中例如下面:

/* Define to 1 if you have the  header file. */
#define HAVE_UNISTD_H 1

/* Define to 1 if you have the  header file. */
#define HAVE_WINDOWS_H 1

（10） AC_CONFIG_FILES

格式：AC_CONFIG_FILES([Makefile sub/Makefile])

写入Makefile.am和sub/Makefile.am文件

（11） AC_CHECK_FUNC

格式： AC_CHECK_FUNCS (function…, [action-if-found], [action-if-not-found])

检查函数是否存在，如果存在执行动作action-if-found，没有发现执行动作action-if-not-found。
如果你没给出action-if-found和action-if-not-found，在发现函数的时候会定义对应的变量，以HAVE_开头，函数的名称都转换成大写。例如：

AC_CHECK_FUNCS(perror gettimeofday clock_gettime memset socket getifaddrs freeifaddrs fork)

如果发现clock_gettime将会定义变量 #define HAVE_CLOCK_GETTIME 1 在对应的配置头文件中。
如果没发现将不会定义。但是也会有一个注释行 /* #undef HAVE_CLOCK_GETTIME*/

（12）AC_ARG_WITH

格式： AC_ARG_WITH (package, help-string, [action-if-given], [action-if-not-given])

这个宏可以给configure增加 –with-package 这样模式的参数。很多软件都有可选项用来打开扩展功能，AC_ARG_WITH就是干这个的。它的第一参数给出扩展包的名称，出现在–with-后面。第二个参数给出一个参数说明，用在./configure –help中。[action-if-given]如果有该选项就被执行，[action-if-not-given]如果没有加这个选项就执行。
例如：

AC_ARG_WITH([militant],
    [AS_HELP_STRING([--with-militant],
        [Enable militant API assertions])],
    [zmq_militant="yes"],
    [])

if test "x$zmq_militant" = "xyes"; then
    AC_DEFINE(ZMQ_ACT_MILITANT, 1, [Enable militant API assertions])
fi

AS_HELP_STRING([–with-militant],
[Enable militant API assertions])
定义一个帮助字串，将在configure –help中被显示出来。
它可以这么使用configure –with-militant，这导致zmq_militant=”yes”被执行，随后通过下面的if语句在config.h中定义一个宏 #define ZMQ_ACT_MILITANT 1。

（13） AC_ARG_ENABLE

格式：AC_ARG_ENABLE (feature, help-string, [action-if-given], [action-if-not-given])

这个宏可以为configure增加–enable-feature 或者 –disable-feature这样的选项。如果configure中加了给定的选项，就执行action-if-given，否则执行action-if-not-given。

AC_ARG_ENABLE([eventfd],
    [AS_HELP_STRING([--disable-eventfd], [disable eventfd [default=no]])],
    [zmq_enable_eventfd=$enableval],
    [zmq_enable_eventfd=yes])

if test "x$zmq_enable_eventfd" = "xyes"; then
    # Check if we have eventfd.h header file.
    AC_CHECK_HEADERS(sys/eventfd.h,
        [AC_DEFINE(ZMQ_HAVE_EVENTFD, 1, [Have eventfd extension.])])
fi

（14） 共享库和静态库

编译动态库或者静态库，你需要在你的configure.ac中加入下面的宏：

LT_PREREQ([2.4.0])
LT_INIT([disable-static win32-dll dlopen])
AC_PROG_LIBTOOL

LT_PREREQ给出一个版本需求检查。LT_INIT可以实现一些配置，例如win32-dll允许建造动态库，disable-static默认关闭静态库的建造。默认动态库和静态库是同时打开的。
AC_PROG_LIBTOOL检查libtool脚本。做完这些在你的configure中会增加一些选项–enable-static , –enable-shared。
细节参数可以看： libtool 官方文档

2.4 生成aclocal.m4文件

直接执行aclocal命令即可生成该文件：

aclocal

aclocal.m4是一个宏定义文件，该文件内容的生成依赖于configure.ac文件。aclocal会根据confgure.ac文件的内容，搜索本地的m4文件（通常在类似目录下面/usr/share/aclocal-1.15/），然后生成一个在本目录下面使用的aclocal.m4文件。

2.5 生成config.h.in文件

该文件的生成比较简单，直接在命令行执行如下命令即可：

autoheader

这个文件是一个模板文件，后面会利用该文件生成config.h文件。该文件包含一些宏定义。

2.6 生成Makefile.in文件

生成Makefile.in文件之前需要手动创建一个 Makefile.am 文件，该文件用于描述源文件与目标文件的关系。本文对应的Makefile.am文件如下所示：

#AUTOMAKE_OPTIONS=foreign
bin_PROGRAMS=main
main_SOURCES=main.c hello.c hello.h

（1）AUTOMAKE_OPTIONS 设置Automake的选项。由于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，供用户选择，默认等级为gnu。本例使用foreign等级，它只检测必须的文件。
（2）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。
（3）hello_SOURCES 定义”main”这个执行程序所需要的原始文件。如果”main”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（包括头文件）都列出来，并用空格隔开。例如：若目标体”main”需要”main.c”、”hello.c”、”hello.h”两个依赖文件，则定义main_SOURCES=main.c hello.c hello.h。

可以看出该文件非常简单，这比写一个Makefile要简单的多。

运行下面命令生成Makefile.in：

automake --add-missing

加上–add-missing参数后，会补全缺少的脚本。

出现错误：

root@zl-src:~/vstdio-workspace/configure-project/configure-learn$ automake --add-missing
configure.ac:8: warning: AM_INIT_AUTOMAKE: two- and three-arguments forms are deprecated.  For more info, see:
configure.ac:8: http://www.gnu.org/software/automake/manual/automake.html#Modernize-AM_005fINIT_005fAUTOMAKE-invocation
configure.ac:11: installing './compile'
configure.ac:8: installing './install-sh'
configure.ac:8: installing './missing'
Makefile.am: installing './INSTALL'
Makefile.am: error: required file './NEWS' not found
Makefile.am: error: required file './README' not found
Makefile.am: error: required file './AUTHORS' not found
Makefile.am: error: required file './ChangeLog' not found
Makefile.am: installing './COPYING' using GNU General Public License v3 file
Makefile.am:     Consider adding the COPYING file to the version control system
Makefile.am:     for your code, to avoid questions about which license your project uses
Makefile.am: installing './depcomp'

分析修改

因为上面Makefile.am文件里面将第一行AUTOMAKE_OPTIONS的设置屏蔽了，默认是gnu，而gnu有标准的软件发布规范，所以需要相应的文件，这里我们可以打开第一行的设置，更换规范检测配置，或者手动暂时创建需要的文件也行，下面是手动创建的方式，手动创建需要的文件，需要这几个文件，是正规软件发布需要的：

touch NEWS README AUTHORS ChangeLog

再次执行automake就可以成功生成Makefile.in文件了。如果要生成多个目标文件，需要在这里写多个源文件与目标文件的对应关系。这种情况是非常常见的，比如一些复杂的项目中通常会包含主程序，测试程序，动态库等等。

2.7 生成configure文件

上述文件都生成后就可以生成configure文件了。该文件是用于生成Makefile的一个脚本。我们在很多开源项目中肯定都遇到过。在开源项目中通常都有一个生成好的configure文件，我们只需要执行该文件就可以生成Makefile。

生成configure文件的方法很简单，我们执行如下命令即可：

autoconf

至此我们完成了生成Makefile的所有准备工作。

2.8 生成Makefile文件

在该目录下面运行configure脚本，即可生成Makefile文件。

./configure

root@zl-src:~/vstdio-workspace/configure-project/configure-learn$ ./configure
checking for a BSD-compatible install... /usr/bin/install -c
checking whether build environment is sane... yes
checking for a thread-safe mkdir -p... /bin/mkdir -p
checking for gawk... gawk
checking whether make sets $(MAKE)... yes
checking whether make supports nested variables... yes
checking for gcc... gcc
checking whether the C compiler works... yes
checking for C compiler default output file name... a.out
checking for suffix of executables...
checking whether we are cross compiling... no
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 ISO C89... none needed
checking whether gcc understands -c and -o together... yes
checking for style of include used by make... GNU
checking dependency style of gcc... gcc3
checking that generated files are newer than configure... done
configure: creating ./config.status
config.status: creating Makefile
config.status: creating config.h
config.status: executing depfiles commands

2.9 编译和测试

直接执行make即可：

3 扩展

3.1 config.h中定义一个宏

比如：在config.h中定义一个宏 HAVE_TEST为1

（1）修改configure.ac，添加如下代码：

AC_DEFINE([HAVE_TEST], [1],
        [Define to 1 if you have the test function.])

（2）运行autoheader，重新生成config.h.in文件

（3）运行autoconf，重新生成configure文件

（4）重新运行 ./configure，更新config.h文件

3.2 运行configure命令

直接在Ubuntu上运行的话，这样是可以的，但是实际开发中会涉及一些arm系统之类的，这个时候我们可能就需要设置一些参数。譬如enbale/disbale一些特性，设置交叉编译平台（例如–host=linux-mips），设置编译安装目录（例如–prefix=path_to_your_build_directory）具体可以查看help信息 。

4 总结

需要项目维护者手动修改的文件除了可选的NEWS README AUTHORS ChangeLog文件之外，就是configure.ac文件和每个源码文件夹下的Makefile.am文件了。