Autotools发展史-创新互联
在linux下面撸过代码、做过开发的,想必都听说过Makefile。
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在linux开发程序,没有集成开发环境IDE(integrated development environment),没有VC++6.0,
只有Makefile和冰冷黑漆漆的shell窗口,寒冷的夜,考验着每一个工程师疲惫的心
Makefile语法复杂、难以维护。对于一个小项目还好,对于大型的项目和开源项目,现在流行使用一些工具自动生成Makefile,可以大大减轻软件开发人员的负担。
比较常见的工具有GNU Autotools、CMake、QMake、SCons、Ant等。今天讲讲GNU Autotools,这个工具在开源软件和大型项目中被广泛地使用。
Autotools主要有Autoconf、automake、libtool等软件包工具组成,我们可以称为Autotools三剑客。
使用这几个工具,虽然能帮助我们自动生成Makefile,但是命令过程复杂,中间会生成大量的各种配置文件和脚本。很多人往往会觉得很麻烦、搞不懂里面错综复杂的关系,今天以这些工具的发展过程,给大家理理里面的关系。
一、手工makefile时代
早期我们在Unix、linux环境下开发软件,makefile都是手写的。通过makefile,我们就可以使用make命令直接去编译我们的源代码。
后来,随着Unix版本越来越多,各分支差异越来越大,我们写的makefile,有时候在其它Unix平台上可能就编译失败,比如库的问题等。不同的操作系统版本,库和头文件的路径可能不一样。怎么办?
后来我们通过手写一个配置脚本configure来解决这个问题:针对你当前的Unix平台,通过脚本对makefile进行配置,就可以在当前平台上愉快地编译了。
二、Autoconf时代
后来linux操作系统问世,后续的版本也越来越多,各种发布版本错综复杂,比如Redhat系列、debian系列等。差异越来越大,甚至包括操作系统的接口都出现差异。这时候别说makefile能不能正确编译的问题了,就连我们编写的应用程序,即使编译正确,也有可能在其它的平台上运行不起来。这个问题,大家都知道,后来出现了POSIX API标准,就是可移植的操作系统接口。就是无论你是发布什么版本的Unix、Linux,OS的接口要遵循这个标准,这样我们编写的应用程序才能在linux、Unix等系列版本的操作系统上畅通无阻地运行。
而对于makefile来说,为了适配操作系统的更多版本,只能不断地添加代码,这就导致configure脚本越来远大,导致后来开发人员再也受不了了,维护成本越来越高。
1991年,David Mackenzie开发了Autoconf工具,用来自动生成configure脚本。因为对于大多数用户来说,对于不同版本的差异、库的版本、底层的细节,鬼才懒得管。他们关心的就是库文件、头文件的位置、软件最终的安装路径是在哪里。所以这个工具的出现,大大解放了开发人员的时间,给广大程序员带来了福音。
用户只需要定义几个宏,表示我们关心的配置选项,保存在configure.ac文件里,然后使用Autoconf工具就可以帮我们自动生成configure脚本了!
Autoconf工具真是比大姨妈还贴心,为了减轻程序员的负担,configure.ac文件也不用我们手写了。Autoconf工具包里有个autoscan工具,可以自动扫描我们的项目,生成一个configure.scan文件,里面自动添加了很多宏,省得我们再手工添加。
我们只需要将这个configure.scan文件重命名为configure.ac文件,再修修补补,就可以了。
Autoconf工具大大减轻了程序员的负担,妈妈,再也不用担心晚回家吃饭了
三、automake时代
然而,随着项目越来越大,makefile也越来越复杂,尤其是大型项目,手写越来越困难,怎么办?
automake工具这个时候闪亮登场了!
对于开发人员来说,我们关心的就是这个项目要生成什么可执行文件,需要编译哪些源文件,至于怎么编译的?底层的链接细节,鬼才懒得管。程序员的加班已经够多,内心已经够疲惫,我们拒绝makefile的肆虐和压迫!
使用automake工具,我们只需要手工编写一个makefile.am文件,在里面定义我们想要生成的目标、需要编译的源文件,然后使用automake工具就可以帮我们自动生成makefile!
但是此时的makefile,是通用的makefile,定义了程序编译、链接的通用规则,保存在makefile.in里面。
如果想在特定平台上成功编译,还需要我们前面的脚本configure配置一下,最终才生成我们项目的Makefile。
Autoconf工具通过定义一系列的宏,提供给我们使用,让我们去设置一些需要的配置选项、去配置我们的makefile。
后来Automake工具出现后,自定义了一些宏,对这些宏进行了扩展。比如,Autoconf以前都是单独使用的,现在要跟automake配合使用,要在configure.ac文件里添加一个AM_INIT_AUTOMAKE这个宏。
这个宏是在automake工具包里定义的,当我们运行autoconf命令的时候,就是出错,因为找不到这个宏的定义。怎么办,咋办?
后来在configure.ac同目录下,定义一个aclocal.m4格式的文件,里面存放用户定义的一些宏、或者automake的一些宏,这样,autoconf运行的时候,就可以在这个文件里找到宏定义了。
偷懒,是人类社会进步的大动力。后来,为了进一步减少工作量,又出现一个aclocal工具,会自动将automake、autoconf以及用户定义的所有宏统统放在aclocal.m4文件里。
为什么要保存在aclocal.m4这种格式的文件里?我也不知道....,m4,macro宏后面4个字母,缩写就是m4.
文本文件嘛,后缀名可以随便定义,比如我姓王,后缀名定义为.wang也是可以的。不要纠结于这些细节,我们的征途是构建makefile。
autoconf工具包里还有一个autoheader工具,用来将configure.ac里面的宏配置转换为我们C语言格式的#define形式,并保存在config.h.in文件里,当我们运行./configure生成makefile的时候,顺便也会将config.h.in转换为config.h文件,这样在我们的程序里,如果想使用这些宏,就可以直接#include “config.h”就可以了。
比如头文件里面定义的软件版本号VERSION宏,就可以在程序里直接使用,打印在程序里打印我们的软件版本号。
四、libtool时代
随着Unix、Linux之间的差异越来越大,对动态共享库的管理差异也越来越大,比如有些共享库,使用.so格式,有的是.a,有的是.o的形式。运行时对动态库的管理方式也一样,有的操作系统支持动态加载,有的就不支持。这就对我们Makefile带来了挑战。怎么办?libtool的工具出现就是为了解决这个问题的,它通过对生成的动态库进行抽象,统一生成.la的形式,可以支持十几种各种不同的平台。
具体的使用教程,可以参考我发布的视频教程:《Makefile工程实践》第二季--使用autotools自动构建项目的Makefile。
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