Autotools發(fā)展史

在linux下面擼過代碼、做過開發(fā)的，想必都聽說(shuō)過Makefile。

對(duì)，是Makefile，不是make love。如果你看成了后者，只能說(shuō)：同志，你的三觀有問題，需要格式化你的硬盤~

在linux開發(fā)程序，沒有集成開發(fā)環(huán)境IDE(integrated development environment),沒有VC++6.0，

只有Makefile和冰冷黑漆漆的shell窗口，寒冷的夜，考驗(yàn)著每一個(gè)工程師疲憊的心

Makefile語(yǔ)法復(fù)雜、難以維護(hù)。對(duì)于一個(gè)小項(xiàng)目還好，對(duì)于大型的項(xiàng)目和開源項(xiàng)目，現(xiàn)在流行使用一些工具自動(dòng)生成Makefile，可以大大減輕軟件開發(fā)人員的負(fù)擔(dān)。

比較常見的工具有GNU Autotools、CMake、QMake、SCons、Ant等。今天講講GNU Autotools，這個(gè)工具在開源軟件和大型項(xiàng)目中被廣泛地使用。

Autotools主要有Autoconf、automake、libtool等軟件包工具組成，我們可以稱為Autotools三劍客。

使用這幾個(gè)工具，雖然能幫助我們自動(dòng)生成Makefile，但是命令過程復(fù)雜，中間會(huì)生成大量的各種配置文件和腳本。很多人往往會(huì)覺得很麻煩、搞不懂里面錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，今天以這些工具的發(fā)展過程，給大家理理里面的關(guān)系。

一、手工makefile時(shí)代

早期我們?cè)赨nix、linux環(huán)境下開發(fā)軟件，makefile都是手寫的。通過makefile，我們就可以使用make命令直接去編譯我們的源代碼。

后來(lái)，隨著Unix版本越來(lái)越多，各分支差異越來(lái)越大，我們寫的makefile，有時(shí)候在其它Unix平臺(tái)上可能就編譯失敗，比如庫(kù)的問題等。不同的操作系統(tǒng)版本，庫(kù)和頭文件的路徑可能不一樣。怎么辦？

后來(lái)我們通過手寫一個(gè)配置腳本configure來(lái)解決這個(gè)問題：針對(duì)你當(dāng)前的Unix平臺(tái)，通過腳本對(duì)makefile進(jìn)行配置，就可以在當(dāng)前平臺(tái)上愉快地編譯了。

二、Autoconf時(shí)代

后來(lái)linux操作系統(tǒng)問世，后續(xù)的版本也越來(lái)越多，各種發(fā)布版本錯(cuò)綜復(fù)雜，比如Redhat系列、debian系列等。差異越來(lái)越大，甚至包括操作系統(tǒng)的接口都出現(xiàn)差異。這時(shí)候別說(shuō)makefile能不能正確編譯的問題了，就連我們編寫的應(yīng)用程序，即使編譯正確，也有可能在其它的平臺(tái)上運(yùn)行不起來(lái)。這個(gè)問題，大家都知道，后來(lái)出現(xiàn)了POSIX API標(biāo)準(zhǔn)，就是可移植的操作系統(tǒng)接口。就是無(wú)論你是發(fā)布什么版本的Unix、Linux，OS的接口要遵循這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這樣我們編寫的應(yīng)用程序才能在linux、Unix等系列版本的操作系統(tǒng)上暢通無(wú)阻地運(yùn)行。

而對(duì)于makefile來(lái)說(shuō)，為了適配操作系統(tǒng)的更多版本，只能不斷地添加代碼，這就導(dǎo)致configure腳本越來(lái)遠(yuǎn)大，導(dǎo)致后來(lái)開發(fā)人員再也受不了了，維護(hù)成本越來(lái)越高。

1991年，David Mackenzie開發(fā)了Autoconf工具，用來(lái)自動(dòng)生成configure腳本。因?yàn)閷?duì)于大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)，對(duì)于不同版本的差異、庫(kù)的版本、底層的細(xì)節(jié)，鬼才懶得管。他們關(guān)心的就是庫(kù)文件、頭文件的位置、軟件最終的安裝路徑是在哪里。所以這個(gè)工具的出現(xiàn)，大大解放了開發(fā)人員的時(shí)間，給廣大程序員帶來(lái)了福音。

用戶只需要定義幾個(gè)宏，表示我們關(guān)心的配置選項(xiàng)，保存在configure.ac文件里，然后使用Autoconf工具就可以幫我們自動(dòng)生成configure腳本了！

Autoconf工具真是比大姨媽還貼心，為了減輕程序員的負(fù)擔(dān)，configure.ac文件也不用我們手寫了。Autoconf工具包里有個(gè)autoscan工具，可以自動(dòng)掃描我們的項(xiàng)目，生成一個(gè)configure.scan文件，里面自動(dòng)添加了很多宏，省得我們?cè)偈止ぬ砑印?/p>

我們只需要將這個(gè)configure.scan文件重命名為configure.ac文件，再修修補(bǔ)補(bǔ)，就可以了。

Autoconf工具大大減輕了程序員的負(fù)擔(dān)，媽媽，再也不用擔(dān)心晚回家吃飯了

三、automake時(shí)代

然而，隨著項(xiàng)目越來(lái)越大，makefile也越來(lái)越復(fù)雜，尤其是大型項(xiàng)目，手寫越來(lái)越困難，怎么辦？

automake工具這個(gè)時(shí)候閃亮登場(chǎng)了！

對(duì)于開發(fā)人員來(lái)說(shuō)，我們關(guān)心的就是這個(gè)項(xiàng)目要生成什么可執(zhí)行文件，需要編譯哪些源文件，至于怎么編譯的？底層的鏈接細(xì)節(jié)，鬼才懶得管。程序員的加班已經(jīng)夠多，內(nèi)心已經(jīng)夠疲憊，我們拒絕makefile的肆虐和壓迫！

使用automake工具，我們只需要手工編寫一個(gè)makefile.am文件，在里面定義我們想要生成的目標(biāo)、需要編譯的源文件，然后使用automake工具就可以幫我們自動(dòng)生成makefile！

但是此時(shí)的makefile，是通用的makefile，定義了程序編譯、鏈接的通用規(guī)則，保存在makefile.in里面。

如果想在特定平臺(tái)上成功編譯，還需要我們前面的腳本configure配置一下，最終才生成我們項(xiàng)目的Makefile。

Autoconf工具通過定義一系列的宏，提供給我們使用，讓我們?nèi)ピO(shè)置一些需要的配置選項(xiàng)、去配置我們的makefile。

后來(lái)Automake工具出現(xiàn)后，自定義了一些宏，對(duì)這些宏進(jìn)行了擴(kuò)展。比如，Autoconf以前都是單獨(dú)使用的，現(xiàn)在要跟automake配合使用，要在configure.ac文件里添加一個(gè)AM_INIT_AUTOMAKE這個(gè)宏。

這個(gè)宏是在automake工具包里定義的，當(dāng)我們運(yùn)行autoconf命令的時(shí)候，就是出錯(cuò)，因?yàn)檎也坏竭@個(gè)宏的定義。怎么辦，咋辦？

后來(lái)在configure.ac同目錄下，定義一個(gè)aclocal.m4格式的文件，里面存放用戶定義的一些宏、或者automake的一些宏，這樣，autoconf運(yùn)行的時(shí)候，就可以在這個(gè)文件里找到宏定義了。

偷懶，是人類社會(huì)進(jìn)步的最大動(dòng)力。后來(lái)，為了進(jìn)一步減少工作量，又出現(xiàn)一個(gè)aclocal工具，會(huì)自動(dòng)將automake、autoconf以及用戶定義的所有宏統(tǒng)統(tǒng)放在aclocal.m4文件里。

為什么要保存在aclocal.m4這種格式的文件里？我也不知道....，m4，macro宏后面4個(gè)字母，縮寫就是m4.

文本文件嘛，后綴名可以隨便定義，比如我姓王，后綴名定義為.wang也是可以的。不要糾結(jié)于這些細(xì)節(jié)，我們的征途是構(gòu)建makefile。

autoconf工具包里還有一個(gè)autoheader工具，用來(lái)將configure.ac里面的宏配置轉(zhuǎn)換為我們C語(yǔ)言格式的#define形式，并保存在config.h.in文件里，當(dāng)我們運(yùn)行./configure生成makefile的時(shí)候，順便也會(huì)將config.h.in轉(zhuǎn)換為config.h文件，這樣在我們的程序里，如果想使用這些宏，就可以直接#include “config.h”就可以了。

比如頭文件里面定義的軟件版本號(hào)VERSION宏，就可以在程序里直接使用，打印在程序里打印我們的軟件版本號(hào)。

四、libtool時(shí)代

隨著Unix、Linux之間的差異越來(lái)越大，對(duì)動(dòng)態(tài)共享庫(kù)的管理差異也越來(lái)越大，比如有些共享庫(kù)，使用.so格式，有的是.a，有的是.o的形式。運(yùn)行時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)庫(kù)的管理方式也一樣，有的操作系統(tǒng)支持動(dòng)態(tài)加載，有的就不支持。這就對(duì)我們Makefile帶來(lái)了挑戰(zhàn)。怎么辦？libtool的工具出現(xiàn)就是為了解決這個(gè)問題的，它通過對(duì)生成的動(dòng)態(tài)庫(kù)進(jìn)行抽象，統(tǒng)一生成.la的形式，可以支持十幾種各種不同的平臺(tái)。

具體的使用教程，可以參考我發(fā)布的視頻教程：《Makefile工程實(shí)踐》第二季--使用autotools自動(dòng)構(gòu)建項(xiàng)目的Makefile。