分类： LINUX
2015-04-28 17:44:53
最近一直在搞Makefile文件的编辑，一直想通过自己的心得体会与广大网友分享。Linux学习者只有参与的大多人当中去，才能体会到乐趣。同时慢慢培养自己的学习linux的兴趣爱好。与广大网上爱好者互动。
Linux的GNU计划：
Linux下构建自己的开源软件使用的是linux下自己带的强大的工具。Autoconf libtoolize 和automake .这是开源软件必须的基本工具。
如果使用了autoconf和automake，除了编译应用程序，用户并不需要有这些工具。使用这些工具的目的是创建能在用户环境使用的、可移植的shell脚本和Makefile文件。
Autoconf实际上是一个工具集，其中包含aclocal、autoheader和autoconf等可执行文件。这些工具生成一个可移植的shell脚本—configure，configure和软件包一起发布给用户。
它探查编译系统，生成 Makefile文件和一个特殊的头文件config.h。由configure生成的文件能适应用户系统的特定环境。
configure脚本从一个称为 Makefile.in的模板文件生成每个Makefile文件。
而Makefile.in 有Makefile.am 生成。
Configure.in 有开发者自己手动修改。
Makefile.am 是由开发者自己手写。
Libtool软件包是第三个重要的GNU工具，它的作用是确定共享库在特定平台上的特性。因为共享库在不同平台上可能会有所不同。
上述是自动生成Makefile的概括。以后再细讲。
手动书写Makefile：
手动书写顾名思义就是自己跳过configure.Scan configure.in configure Makefile.am Makefile.in 的生成过程。直接书写Makefile 这种方式只能用于相对简单的源代码。如有几个，几十个或者上百个源文件时，自己编写Makefile往往是可行的，但是如果我们所编写的源文件有几千，几万，几十万甚至更多时，显然手动书写Makefile不是个明智之举。
我们在手动书写Makefile时（此心得面向是略微看过Makefile的编写规则。如果没看过，可以参考这个文章“大家一起写Makefile”里面有蛮详细的介绍）一个简单的makefile的书写。
我们只需要把握编译选项，链接选项目标依赖文件等
给大家分享下自己的自己对编译和链接的领悟（勿拍砖）编译就是将检测各种源文件的语法是否正确。我们称之为是从.cà到.o的过程。这个过程中只是检测语法错误。而链接过程我称之为从.oà.a或者.la 然后从.a(la)到可执行文件的过程。其中有心的各位会发现.a或者.la是一个很大的文件。笔者以为这只是个中间连接文件。就是把所有的函数。调用子函数。以及嵌套调用的函数在中间文件里铺开的过程。
现在以笔者最近的一个例子作为分析进入到Makefile文件的编写中；
CROSSCOMPILE :=arm-linux-
CC :=$(CROSSCOMPILE)gcc
LD :=$(CROSSCOMPILE)ld
LDFLAGS := -lm
CLFAGS := -Wall -02 -c -g
CFLAGS += -I $(PWD)
OBJS :=bitstream.o\
mask.o\
mmask.o\
mqrspec.o\
qren.o\
qrencode.o\
qrinput.o\
qrspec.o\
rscode.o\
split.o
.PHONY:%.o
%.o:%.c
$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
all:$(OBJS)
$(CC) $(LDFLAGS) -o qrencode $^
.PHONY:clean
clean:
rm -rf $(OBJS) qrencode
很明显这是个属于极其简单的Makefile文件。有初学者会认为。很多我拿到的代码里已经有了Makefile 我干嘛还有学习Makefile编写呢？我觉得对于只想移植。不想开发的朋友来说或许足够了。但是对于我们要往深水区来游的小同志来说。显然Makefile的编写和shellscript 的编写。很明显是我们的必修课。这是我们对大工程把握水平的体现。
结束废话：开始分析Makefile的写法：
首先进come到我们面前的是CROSSCOMPILE :=arm-linux
CROSSCOMPILE :=这是个变量定义而且是一个可以传递到底层Makefile文件的定义变量。而且必须是传递到底层。然而一旦传递的底层。它必然是个环境变量。所以可以选择export linux下的命令来全局化。所以Makefile中变量的定义是如果需要引入到环境变量中请选择全程大写。如果仅是这个Makefile中使用。不会用到子目录Makefile中，请选择小写。当然即使大写我们也需要配合export后才可传递到底层Makefile
按照进程的思想，当前Makefile层是一个进程，调用下一层Makefile的过程就是开启一个新的进程。调用下一个进程使用include + Makefile文件
第二个符号：= 这是个环境变量的定义。
= 表示定义一个新的变量。：=表示是如果前边定义过了则选择是覆盖之前的定义。+=表示追加。？=则是表示如果询问定义，既是如果前边定义了，这里不在定义。
而arm-linux-gcc这里所说的是arm下交叉编译工具而gcc则是linux下的编译工具
当然如果选择的是C++ 则是g++ 和arm-linux-g++ 这里采用C语言。毕竟编译和链接过程跟C++ 类似。
上述二位是非常敬畏的了编译器。因为linux下它的出现解决了编译工具的问题。
而编译对应的是链接。链接分别对应的是arm-linux-ld 和ld 当然不同的交叉编译版本不同。可能略有差别。只有交叉编译的概念。如有误解请问伟大的度娘或者强大的360
CC以及LD这里定义的是编译器和链接器这里采用可以方便修改的做法。用的是变量替代。
往下走时是我们的参数传递。我们知道在linux命令行下使用gcc 或者arm-linux-gcc时我们也会有参数传入，这里就是我们所说的参数传递。参数传递的意思则是
-lm则是告诉编译器如果数学库找不到请到/libs下找。我们是需要数学库的
数学函数位于libm.so库文件中（这些库文件通常位于/lib目录下），-lm选项告诉编译器，我们程序中用到的数学函数要到这个库文件里找
一般参数很多我们这里只介绍必须的。很多是缺省的。就是了解有这回事。未必一定要用的
-c 告诉编译器你编译的对象是.c
-o 告诉编译器编译无错后输出文件格式为.o
-static告诉编译器不用动态库，只是使用静态库（动态库和静态库的去一个是.so一个是.a）这个编译后会产生很大的文件。一般不使用
与之对应的这是只是使用动态库–share 这一般是我们的选择。
还有就是-S生成汇编文件
-E生成预处理文件
-wall 启动警告检测
-02 是编译器的级别一共 00 01 02 03 四个编译器级别。-00表示没有优化,-01为缺省值，-03优化级别最高
-g 为在编译的时候，产生条是信息
-I指定头文件目录
$(PWD) 表示执行linux下命令 pwd 一个生成当前位置的变量。并替代了。
其余的参数如果有需要的可以自己查看拉。毕竟编译器是个很强大的。
参数的废话结束了那么我们进入到我们的目标定义
目标定义的一个显著符号则是：
如ALL： $(OBJS) 这里说明我们这就是编译的总目标
Makefile文件里可以定义编译一个目标，也可以定义编译多个目标（设计伪定义）
就是下面使用的关键字.PHONY
Makefile文件中总是默认第一个定义的目标作为总体的生成目标。使用上诉关键字后编译器就是知道了这里不是，只是一个伪目标。
通常配合着clean distclean 来使用。那就是后边的删除
Clean:
rm –rf $(OBJS) qrencode
这里指的是删除所有生成的目标文件
rm是linux下一个命令。不在叙述。
下边进入到奇怪的字符的解释：
$ 是一个用了很多遍的字符是一个具有替代功能的字符
如$(OBJS)就是替代我们定义的所有的变量。
还有就是$@ 是在编译过程中的所生成的目标文件
$<是我们所依赖的文件
$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
上述的语句就是 CC替代arm-linux-gcc CGLAGS 用来替代我们的参数传递
$<表示依赖所有的.C 文件–c的参数传递在CFLAGS -o目的是生成.o 文件
所以S@则是目标文件
还有语句
%.o:%.c
“%”的意思是匹配零或若干字符
就是自动匹配这里的o和c 文件
$(CC) $(LDFLAGS) -o qrencode $^
这句话的解释则是编译生成qrencode的可执行文件。
$^的意思则是自动依赖所有的文件
所以看者不知道是否明白了一个手写Makefile的语法写的过程？
其实就是把我们平时写的arm-linux-gcc –c mian.c –o mian.o
原理类似。
至于Makefile中的自动查询的方式：
我们知道上述是一个隐式的Makefile的编写方式。
Makefile中* 为通配符这个玩过Linux肯定知道。还有就是换行符\
特别声明下如果在命令下加入@ 表示该条命令只是执行但不输出该条命令。
输出执行命令结果。
显式的编写方式往往看者很明白。但是很繁琐。
隐式的写法就是使用了自动匹配和静态编写的方式写成了上诉的Makefile
当然复杂的makefile还会有linux的shell命令的使用
还有就是我们的字符命令这里的简单书写个人感觉暂时用不着。
还有就是简单命令的使用
如 ifeq
If neq
#ifdefne
Else
#end if
VPATH 用于声明代码的路径
Vpath %.c file
Vpath %.c file1
路径声明优先搜索file 和file1
Makefile下每条命令下执行正确了都会返回0 错误返回非0 然后检测退出。
Make –t =touch 更新目标文件时间但不进行新的编译。
Make –q =question 如果目标不在。打印输出。目标在，不显示
Make –f=file指定编译文件
这里感觉使用的就是这么几个。
至于字符函数的处理。笔者的功力真的没有那么深。暂时手动写Makefile过程中未使用过。
自动生成Makefile的过程为：
1． 执行autoscane 生成configure.scan
2． 然后手动修改configure.scan为configure.in 有的平台直接为configure.ac
3． 修改configure.in 里面的内容。怎么修改。下文讲，这给给看客一个大致全过程。
4． 执行autoheader生成文件configure.h.in（现在一般改为configure.ac）。configure.in里有宏AC_CONFIG_HEADER()时用
5． 运行libtoolize生成一些libtool 的文件这些文件跟平台适应性有关系。
6． 运行autoconf 执行过程中会生成configure 文件
7． 手动写makefile.am 写的过程下文详细介绍
8． 执行automake –a 将makefile.am 生成Makefile.in 同时生成选项可以补齐文件config.guess，config.sub，install-sh，missing，depcomp
9． 然后执行./configure 后边会有缺省的参数比如
生成文件生成config.status，config.h，makefile
对于符合GNU的源码通常目录下包含那些文件又有哪些组成？
必须有一个README主要是介绍源码包的详细信息。
一个INSTALLIN文件介绍安装包的使用方法和安装方式
一个configure文件主要配合Makefile.in 生成Makefile文件。
一个CONPYING 包含版本信息
一个CHANGELOG 包含软件的变化过程。
通常我们做顶层目录可以包含任何的信息，然后才是做底层的目录。分别设置其配置文件
我们用linux-2.26.32来分析：
顶层目录：
这里我们就可以看到一个大型工程里顶层目录的基本文件：
README CONPYING 等当然很多文件是我们后期执行make zImage时生成的。
但是我们通过这里见识到了源码的分类存放和基本的配置文件。
Arch架构下存放各种的关于架构的信息如：
当然linux系统下的跟我们这里讲的还是有差别的。Linux下不可能手动书写makefile 而是采用makemenuconfig 或者make Xconfig 来配置不同的执行对应着不同的脚本文件 如make menuconfig 对应着是Kconfig 最后会被选择后进入到.configure 然后配合顶层makefile使用。
而我们这里说的是应用软件的编写。
所以做GNU的文件源码我们一定要会源码分类放，同时学会修改configure.in
和手动编写Makefile.am
下文将着重介绍Makefile.am 编写和configure.in 修改
例如我们随便建立三个文件 一个是main.c
一个是hello目录下main.c
#include
int main(int argc,int *argv)
{
int num[100];
int val=0;
int val2=0;
printf("argv[1]===%d \n",argv[0]);
printf("argv[2]===%d \n",argv[2]);
val=add(argv[1],argv[2]);
val2=lsl(argv[1],argv[2]);
printf("val=%d \n",val);
printf("val2=%d \n",val2);
return 0;
}
我们在add目录下建立add.c
#include
int add(int i,int j)
{
int num=i+j;
printf("here is add.c:\n");
return num;
}
在 hello 下建立lsl
Lsl.c
#include
int lsl(int i,int j)
{
int val=i*j;
printf("here is lsl\n");
return val;
}
我们执行完autoscan后生成 configure.scan 和autoscan.log
其实configure.scan就是configure.in的模板
于是我们的configure.scan内容就是
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_PREREQ([2.63])
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 header files.
# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
# Checks for library functions.
AC_OUTPUT
而我们手动修改成configure.in后为
# -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.
AC_PREREQ(2.61)
AC_INIT(hello, 1.0, [])
AM_INIT_AUTOMAKE(hello, 1.0)
AC_CONFIG_SRCDIR([main.c])
AC_CONFIG_HEADER([config.h])
# Checks for programs.
AC_PROG_CC
AC_PROG_LIBTOOL
# Checks for libraries.
# Checks for header files.
# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.
# Checks for library functions.
AC_OUTPUT(Makefile add/Makefile lsl/Makefile)
通过对比我们发现其实我们只是更改了部分文件。
AC_PREREQ(2.61)
指的是我们使用的内核版本号
当然这里的输入接口AC_INIT(hello, 1.0, [])
分别指的是输入接口，源码包，源码包版本号，缺省
AM_INIT_AUTOMAKE(hello, 1.0) 这句话指的是我们要使用automake 所传入的宏定义。
里面参数顾名思义也是源码包和版本号。
AC_CONFIG_SRCDIR([main.c])
AC_CONFIG_HEADER([config.h])
这两句话一个指的是需要检查的目下下的文件，一个是config.h文件
如果confi.h文件不在，我们需要手动输入很多参数，如下：
Gcc-DPACKAGE_NAME=\"hellobb\"-DPACKAGE_TARNAME=\"hellobb\"-DPACKAGE-VERSION=\"1.0\" -DPACKAGE_STRING=\"hellobb\ 1.0\" -DPACKAGE_BUGREPORT=\"\" -DPACKAGE=\"hellobb\" -DVERSION=\"1.0\" -DSTDC_HEADERS=1 _DHAVE_SYS_TYPES_H=1 -DHAVE_UNISTDLIB_H=1 -DHAVE_STING_H=1 -DHAVE_MEMORY_H=1 -dHAVE_STRINGS_H=1 -DHAVE_INTTYPES_H=1 -DHAVE_STDINT_H=1 -DHAVE_UNISTD_H=1 -DHAVE_DLFCN_H=1 -DLT_OBJDIR=\"./libs/\" -I. -g -O2 -MT main.o -MD -MP -MF .deps/main.Tpo -c -o main.c
所以离开了config.h 是何等的麻烦。还有就是我们使用的
AC_PROG_CC
AC_PROG_LIBTOOL
一个指定的是CC 所替代的编译工具，工具的指定可以在configure处指定，也可是make 处指定
下一行这是指定使用LIBTOOL编译成库
最后的输出接口则是
AC_OUTPUT(Makefile add/Makefile lsl/Makefile)
指定生成的makefile文件
以上是简单地更改过程。
然后是makefile.am 书写过程
AUTOMAKE_OPTIONS = foreign
SUBDIRS = add lsl
bin_PROGRAMS = main
main_SOURCES = main.c
main_LDADD = add/libadd.la lsl/liblsl.la
一个简单地makefile.am 顶层的书写
而各个底层也需要有自己的makefile.am
如下：
lib_LTLIBRARIES = liblsl.la
liblsl_la_SOURCES = lsl.c
书写完成后，进过上述几步后你会发现我们看到GNU的文件基本都有了
然后就可以放心的执行make make install 等
如果想制作一个基于arm 平台的我们只需要在./configure 处加上交叉编译选项即可：
那么我们所需要更改的是
--host =arm-linux
指定软件运行的系统平台.如果没有指定,将会运行`config.guess'来检测
-build=BUILD
指定软件包安装的系统平台.如果没有指定,默认值将是'--host'选项的值.
--host=HOST
指定软件运行的系统平台.如果没有指定,将会运行`config.guess'来检测.
-srcdir=DIR
这个选项对安装没有作用.他会告诉'configure'源码的位置.一般来说不用指定此选项,因为'configure'脚本一般和源码文件在同一个目录下.
--program-prefix=PREFIX
指定将被加到所安装程序的名字上的前缀.例如,使用'--program-prefix=g'来configure一个名为'tar'的程序将会使安装的程序被命名为'gtar'.当和其他的安装选项一起使用时,这个选项只有当他被`Makefile.in'文件使用时才会工作.
有时候你可能不想让你的软件包与系统已有的软件包交互.例如,你可能不想让你的新编译器使用GNU ld.通过使用这个选项可以做到这一点:
$ ./configure --without-gnu-ld
