• 作者：鄒祁峰
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• 日期：2014.02.21
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1 引言

  眾所周知，Makefile主要用來組織原始碼的編譯，其語法在此不做闡述。經分析可發現，原始碼的組織結構通常有以下3種形式：

    1) flat：所有檔案都處在同一目錄

        所有原始檔、標頭檔案以及相關的庫檔案都處在當前的目錄中，不存在任何子目錄。

    2) shallow：主要原始碼處在頂層目錄，其他各部分處在子目錄

        主要原始檔在當前目錄中，而其它一些實現各部分功能的原始檔位於各自不同的目錄。

    3) deep：所有原始碼處在子目錄，頂層目錄存放配置資訊

        所有原始檔及自己寫的標頭檔案位於當前目錄的一個子目錄中，而當前目錄裡沒有任何原始檔。

    使用automake對以上3種原始碼組織結構的編譯過程在某些細節上存在一些差異，但是大概流程是一致的，如下圖所示：

圖1 生成Makefile的過程

2 建立過程

2.1 FLAT

  根據引言中對flat原始碼結構的描述“所有原始檔、標頭檔案以及相關的庫檔案都處在當前的目錄中，不存在任何子目錄”可知其目錄結構如下圖所示：

圖2 flat原始碼結構
(注：將algo.c改為algo.h)
目錄說明：     add.c：實現加法運算 int my_add(int a, int b) { return (a + b); }     sub.c：實現減法運算 int my_sub(int a, int b) { return (a - b); }     mul.c：實現乘法運算 intmy_mul(int a, int b) { return(a * b); }     div.c: 實現除法運算 intmy_div(int a, int b) { return(a / b); }     algo.h：標頭檔案宣告原始碼中實現的函式     test.c：在主函式中呼叫以上原始檔實現的函式，並展示運算結果 編譯步驟： 1) 執行autoscan     在目錄中執行autoscan命令，會生成檔案configure.scan，再將其重新命名為configure.in，最後還需要做如下修改。     #autoscan     #mv configure.scan configure.in     #vim configure.in 修改過程：     ①、將AC_CONFIG_SRCDIR([sub.c])改為AC_CONFIG_SRCDIR([test.c]) - 注：使用有主函式main()的原始檔test.c取代sub.c     ②、將AC_CONFIG_HEADER([config.h])改為AM_CONFIG_HEADER([config.h])     ③、新增AM_INIT_AUTOMAKE(math, 1.0)：其中math是希望生成的可執行程式的名字，1.0表示版本號     ④、將AC_OUTPUT改為AC_OUTPUT(Makefile)：表示要建立的Makefile名
圖3 修改前後對比 2) 配置Makefile.am     在當前目錄中新建Makefile.am檔案，生成可執行檔案math，因此其配置內容為：
圖4 Makefile.am 3) 新建檔案     在當前目錄下新建檔案NEWS、README、ChangeLog、AUTHORS檔案，內容為空；     #touch NEWS     #touch README     #touch ChangeLog     #touch AUTHORS 4) 生成configure     #aclocal   —— 該命令將以configure.in為輸入檔案，生成aclocal.m4     #autoconf  —— 該命令將以configure.in和aclocal.m4為輸入檔案，生成檔案configure     #autoheader 5) 生成Makefile.in     #automake -a （該命令將以configure.in和Makefile.am為輸入檔案，生成檔案Makefile.in） 6) 執行./configure     配置安裝程式，並生成Makefile 7) 編譯原始碼     經過以上步驟，已經生成了Makefile，此時只需執行make，便可以編譯原始碼，並生成可執行程式了； 8) 執行結果     完成以上所有操作之後，在當前目錄下就生成了可執行程式math，其最終的執行結果如下圖所示：
圖5 flat結果

2.2 SHALLOW

    根據引言中對shallow原始碼結構的描述“主要原始檔在當前目錄中，而其它一些實現各部分功能的原始檔位於各自不同的目錄”可知其目錄結構如下圖所示：

圖6 shallow原始碼結構 目錄說明：     add/add.c：實現加法運算 int my_add(int a, int b) { return (a + b); }     sub/sub.c：實現減法運算 int my_sub(int a, int b) { return (a - b); }     mul/mul.c：實現乘法運算 int my_mul(int a, int b) { return (a * b); }     div/div.c: 實現除法運算 int my_div(int a, int b) { return (a / b); }     incl/algo.h：標頭檔案宣告原始碼中實現的函式     test.c：在主函式中呼叫以上原始檔實現的函式，並展示運算結果 編譯步驟： 1) 執行autoscan     在目錄中執行autoscan命令，會生成檔案configure.scan，再將其重新命名為configure.in，最後還需要做如下修改。     #autoscan     #mv configure.scan configure.in     #vim configure.in   修改過程:     ①、將AC_CONFIG_HEADER([config.h])改為AM_CONFIG_HEADER([config.h])     ②、新增AM_INIT_AUTOMAKE(math, 2.0)：其中math是希望生成的可執行程式的名字，2.0表示版本號     ③、將AC_OUTPUT改為AC_OUTPUT([Makefile                                 ./add/Makeifle                                 ./sub/Makefile                                 ./mul/Makefile                                 ./div/Makefile])：表示要建立的Makefile名
圖7 修改前後對比 2) 配置Makefile.am     現在存在的目錄有頂層目錄math、add、sub、mul、div和incl，因此需要分別在對應新建Makefile.am檔案，一共6個。     1) 頂層目錄的Makefile.am
圖8 頂層目錄Makefile.am     配置說明：         ①、SUBDIRS：用來指明原始檔、庫檔案所在目錄         ②、CURRENTPATH：獲取當前程式碼所在目錄         ③、INCLUDES：指明標頭檔案所在目錄         ④、bin_PROGRAMS：指明生成的可執行檔案的名稱exec         ⑤、exec_SOURCES: 指明可執行程式依賴的原始檔         ⑥、exec_LDADD：指明連結時依賴的檔案         ⑦、exec_LDFLAGS：指明連結時需要的選項         ⑧、DEFS：指明編譯選項         ⑨、LIBS：指明程式還需要包含的庫     2) 原始檔目錄Makefile.am
圖9 子目錄add中的Makefile.am     這裡使用了欺騙手段，欺騙automake需要生成可執行程式add，讓它生成依賴檔案add.o和執行命令。所以當執行完automake命令後，需要修改對應目錄下的Makefile.in，刪除其中的LINK語句。     配置說明：         ①、noinst_PROGRAMS：指明需要生成的可執行程式的名稱，在此因為不要安裝，所以使用關鍵字noinst_PROGRAMS；如果需要安裝，則使用bin_PROGRAMS。         ②、exec_SOURCES：指明可執行程式依賴的檔名         ③、DEFS：指明編譯選項     因sub、mul以及div目錄的作用與add相似，因此，他們的Makefile.am配置是極其相似，只需將其中的add改為sub、mul或div即可，在此不再迭述。     3) 標頭檔案Makefile.am     將被原始碼使用的標頭檔案加入到對應的變數include_HEADERS中即可：
圖10 標頭檔案Makefile.am 3) 新建檔案     在當前目錄下新建檔案NEWS、README、ChangeLog、AUTHORS檔案，內容為空；     #touch NEWS     #touch README     #touch ChangeLog     #touch AUTHORS 4) 生成configure     #aclocal    —— 該命令將以configure.in為輸入檔案，生成aclocal.m4     #autoconf   —— 該命令將以configure.in和aclocal.m4為輸入檔案，生成檔案configure     #autoheader 5) 生成Makefile.in     #automake -a  —— 該命令將以configure.in和Makefile.am為輸入檔案，生成檔案Makefile.in     因生成add.o、sub.o、mul.o和div.o使用了欺騙的手段，所以當執行完automake命令後，需要修改對應目錄下的Makefile.in，刪除其中的LINK語句。
圖11 修改前後對比     因add、sub、mul與div的功能相似，所以其修改過程也是極其一致的，在此不再迭述。 6) 執行./configure     配置安裝程式，並生成Makefile 7) 編譯原始碼     #make     #make install     便可完成原始碼的編譯和程式的安裝； 8) 執行結果     完成以上所有操作之後，在當前目錄下就生成了可執行程式math，其最終的執行結果如下圖所示： 圖12 shallow編譯結果

2.3 DEEP

    根據引言中對deep原始碼結構的描述“所有原始檔都放在子目錄中，頂層目錄只放配置資訊”可知其目錄結構如下圖所示：

圖13 deep原始碼結構 目錄說明：     add/add.c：實現加法運算 int my_add(int a, int b) { return (a + b); }     sub/sub.c：實現減法運算 int my_sub(int a, int b) { return (a - b); }     mul/mul.c：實現乘法運算 int my_mul(int a, int b) { return (a * b); }     div/div.c: 實現除法運算 int my_div(int a, int b) { return (a / b); }     incl/algo.h：標頭檔案宣告原始碼中實現的函式     main/test.c：在主函式中呼叫以上原始檔實現的函式，並展示運算結果 編譯步驟： 1) 執行autoscan     在目錄中執行autoscan命令，會生成檔案configure.scan，再將其重新命名為configure.in，最後還需要做如下修改。     #autoscan     #mv configure.scan configure.in     #vim configure.in 修改過程:     ①、將AC_CONFIG_SRCDIR([mul/mul.c])改為AC_CONFIG_SRCDIR([main/test.c])     ②、將AC_CONFIG_HEADER([config.h])改為AM_CONFIG_HEADER([config.h])     ③、新增AM_INIT_AUTOMAKE(math, 3.0)：其中math是希望生成的可執行程式的名字，2.0表示版本號     ④、在AC_CONFIG_FILES([add/Makefile ...])中再新增一行main/Makefile     ⑤、將AC_OUTPUT改為AC_OUTPUT([Makefile])
圖14 修改前後對比 2) 配置Makefile.am     現在存在的目錄有頂層目錄math、add、sub、mul、div、main和incl，因此需要分別在對應新建Makefile.am檔案，一共7個。     1) 頂層目錄的Makefile.am
圖15 頂層目錄Makefile.am     配置說明：         ①、SUBDIRS：用來指明原始檔、庫檔案所在目錄         ②、CURRENTPATH：獲取當前程式碼所在目錄         ③、INCLUDES：指明標頭檔案所在目錄     2) 原始檔目錄Makefile.am
圖16 子目錄add中的Makefile.am     這裡使用了欺騙手段，欺騙automake需要生成可執行程式add，讓它生成依賴檔案add.o和執行命令。所以當執行完automake命令後，需要修改對應目錄下的Makefile.in，刪除其中的LINK語句。     配置說明：         ①、noinst_PROGRAMS：指明需要生成的可執行程式的名稱，在此因為不要安裝，所以使用關鍵字noinst_PROGRAMS；如果需要安裝，則使用bin_PROGRAMS。         ②、exec_SOURCES：指明可執行程式依賴的檔名         ③、DEFS：指明編譯選項     因sub、mul、div目錄的作用與add相似，因此，他們的Makefile.am配置是極其相似，只需將其中的add改為sub、mul或div即可，在此不再迭述。     3) 主函式中的Makefile.am
圖17 子目錄main中的Makefile.am     配置說明：         ①、bin_PROGRAMS：指明生成的可執行檔案的名稱exec         ②、exec_SOURCES: 指明可執行程式依賴的原始檔         ③、exec_LDADD：指明連結時依賴的檔案         ④、exec_LDFLAGS：指明連結時需要的選項         ⑤、DEFS：指明編譯選項         ⑥、LIBS：指明程式還需要包含的庫     4) 標頭檔案Makefile.am     將被原始碼使用的標頭檔案加入到對應的變數include_HEADERS中即可：
圖18 標頭檔案Makefile.am 3) 新建檔案     在當前目錄下新建檔案NEWS、README、ChangeLog、AUTHORS檔案，內容為空；     #touch NEWS     #touch README     #touch ChangeLog     #touch AUTHORS 4) 生成configure     #aclocal    —— 該命令將以configure.in為輸入檔案，生成aclocal.m4     #autoconf   —— 該命令將以configure.in和aclocal.m4為輸入檔案，生成檔案configure     #autoheader 5) 生成Makefile.in     #automake -a  —— 該命令將以configure.in和Makefile.am為輸入檔案，生成檔案Makefile.in     因生成add.o、sub.o、mul.o和div.o使用了欺騙的手段，所以當執行完automake命令後，需要修改對應目錄下的Makefile.in，刪除其中的LINK語句。
圖19 修改前後對比     因add、sub、mul與div的功能相似，所以其修改過程也是極其一致的，在此不再迭述。[注：main下的不用修改] 6) 執行./configure     完成安裝路徑的配置和Makefile的生成； 7) 編譯原始碼     #make     #make install     便可完成原始碼的編譯和程式的安裝； 8) 執行結果     完成以上所有操作之後，在當前目錄下就生成了可執行程式math，其最終的執行結果如下圖所示：
圖20 deep編譯結果