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2007-09-06 10:30:12

1 Linux 下的软件维护和建立工具

  对开放源码的自由软件来说,程序员得到的通常是源代码。在编译源代码并正确安装和配置的过程中,往往会涉及到许多工具和函数库,因此其过程经常显得有些繁复。MiniGUI也不例外。为了说明 MiniGUI 的正确编译和安装过程,我们有必要首先了解 Linux 系统下用于软件维护和建立的工具。

  1.1 make 和 makefile

  make 是 Linux 下最常用的二进制程序、函数库的建立生成工具。make 运行时要根据当前目录下的 makefile 文件(一般是 Makefile),确定要生成什么样的二进制文件,以及对应的命令。我们还可以在 makefile 文件中建立要生成的目标与源代码之间的依赖关系,从而可以让 make 工具根据时间自动判断是否需要通过中间过程而生成最终目标。尽管通过 makefile 文件可以组织一个大的项目,但往往手工编写一个 makefile 文件并不是一件轻松的事情,并且在需要维护一个源代码的目录树时,makefile 文件的维护工作就会大大增加。为此,GNU 又开发了 Autoconfi/Automake 工具,可以用来自动生成 makefile 文件,并且能够检查系统的配置信息,从而帮助提供源代码的可移植性。

  1.2 Autoconf/Automake

  GNU 的 Autoconf 及 Automake 这两个软件实际是由若干 Shell 脚本组成的,它可以帮助程序员轻松产生 makefile 文件。现在的各种自由软件,如Apache、MySQL 等都是利用Autoconf,Automake 实现自动配置和编译的。MiniGUI 也采用了 Autoconf/Automake 接口。用户只要使用"./configure"、"make"、"make install" 就可以把程序编译并安砚到系统中。

  为了更好地了解 Autoconf 和 Automake,我们需要对 makefile 作一简单回顾。Makefile 基本上就是"目标"(target)、"依赖性"(dependencies)和"动作"三者所组成的一系列规则。而 make 就是根据 makefile 文件的规则决定如何编译(compile)和连接 (link)程序或者其它动作。当然,make 可做的不只是编译和连接程序,例如 FreeBSD 的 port collection 中,Makefile还可以做到自动下载远程程序,解压缩(extract),打补丁 (patch),然后编译并安装到系统中。

  Makefile 基本结构虽然很简单,但是妥善运用这些规则就可以变换出许多不同的花样。却也因为这样,许多人刚开始学写makefile 时会觉得没有规范可以遵循,每个人写出来的makefile都不大一样,不知道从哪里下手,而且常常会受到开发环境的限制,只要环境参数不同或者路径更改,可能 makefile 就得跟着修改。虽然有GNU Makefile Conventions (GNU Makefile惯例)制订出一些在进行 GNU 程序设计时编写 makefile 的一些标准和规范,但是其内容很长而且很复杂,并且经常作一些调整,为了减轻程序开发人员维护makefile 的负担,就出现了Automake。

  利用Automake,编程者只需要写一些预先定义好的宏(macro),提交给Automake处理,就会产生一个可以供 Autoconf 使用的 Makefile.in文件。再配合使用 Autoconf产生的自动配置文件 configure 即可产生一份符合 GNU Makefile 惯例的 Makeifle 了。

  在开始使用 Automake 之前,首先确认你的系统安装有如下软件:

  GNU Automake

  GNU Autoconf

  GNU m4

  perl

  GNU Libtool (如果你需要产生共享库)

  最好也使用 GNU C/C++ 编译器、GNU Make 以及其它 GNU 的工具程序来作为开发的环境,这些工具都是属于 GPL 的自由软件,不但免费而且功能强大。如果你是使用 Red Hat Linux,可以找到所有上述软件的 rpm 文件。

  利用 configure 所产生的 Makefile文件有几个预先设定的目标可供使用,这里只对其中几个简述如下。

  make all 产生设定的目标。只敲入make 也可以,此时会开始编译源代码,然后连接并产生执行文件。

  make clean 清除之前所编译的可执行文件及目标文件(*.o)。

  make distclean 除了清除可执行文件和目标文件以外,也把 configure 所产生的 Makefile 清除掉。 通常在发布软件前执行该命令。

  make install 将程序安装到系统中,若源码编译成功,且执行结果正确,便可以把程序安装到系统预先设定的执行文件存放路径中,若用 bin_PROGRAMS 宏的话,程序会被安装到 /usr/local/bin下。

  make dist 将程序和相关的文档包装为一个压缩文档以供发布。执行完在目录下会产生一个以PACKAGE-VERSION.tar.gz 为名称的文件。PACKAGE 和 VERSION 这两个参数是根据 configure.in 文中 AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE, VERSION) 的定义。

  make distcheck 和 make dist 类似,但是加入检查包装以后的压缩文件是否正常,这个目标除了把程序和相关文档包装成 tar.gz 文件外,还会自动把这个压缩文件解开,执行 configure,并执行 make all ,确认编译无错误以后,方显示这个 tar.gz 文件已经准备好并可以发布了。

  要注意的是,利用 Autoconf 及 Automake 所产生出?的软件套件是可以在没有安装 Autoconf 及 Automake 的环境使用的,因为 configure 是一个 shell script,它己被设计为可以在一般 Unix 的 sh 这个 shell 下执行。但是如果要修改 configure.in 及 Makefile.am 文件再产生新的 configure 及 Makefile.in 文件时就一定要有 Autoconf 及 Automake 了。

  1.3 ldd 和 ldconfig

  ldd 是用来检查可执行文件所需要的共享库。例如: $ ldd /bin/ls

      libtermcap.so.2 => /lib/libtermcap.so.2 (0x4001c000)
      libc.so.6 => /lib/libc.so.6 (0x40020000)
      /lib/ld-linux.so.2 => /lib/ld-linux.so.2 (0x40000000)
  
  我们在 /bin/ls 程序上运行 ldd 命令,就可以检查该程序所使用的共享库。注意在 ldd 命令打印的结果中,“=>”左边的表示该程序需要连接的共享库之 so 名称,右边表示由 Linux 的共享库系统找到的对应的共享库在文件系统中的具体位置。默认情况下,/etc/ld.so.conf 文件中包含有默认的共享库搜索路径,例如:

  /usr/X11R6/lib
  /usr/lib
  /usr/i486-linux-libc5/lib
  /usr/lib/qt-2.0.1/lib
  /usr/lib/qt-1.44/lib
  /usr/lib/qt-2.1.0/lib
  /usr/kerberos/lib
  /usr/lib/qt-1.45/lib

  如果 ldd 没有找到对应的共享库文件的具体位置,可能是两种情况引起的:

  共享库没有安装在该系统中;

  共享库保存在 /etc/ld.so.conf 文件列出的搜索路径之外的位置。

  通常情况下,许多开放源代码的程序或函数库都会默认将自己安装到 /usr/local 目录下的相应位置(/usr/local/bin 或 /usr/local/lib),以便与系统自身的程序或函数库相区别。而许多 Linux 系统的 /etc/ld.so.conf 文件中默认又不包含 /usr/local/lib。因此,往往会出现已经安装了共享库,但是却无法找到共享库的情况。这时,就应该检查 /etc/ld.so.conf 文件,如果其中缺少 /usr/local/lib 目录,就应该添加进去。

  在修改了 /etc/ld.so.conf 文件或者在系统中安装了新的函数库之后,还要运行一个命令,即 ldconfig。该命令用来刷新系统的共享库缓存,即 /etc/ld.so.cache 文件。为了减少共享库系统的库搜索时间,共享库系统维护了一个共享库 so 名称的缓存文件。因此,在安装新的共享库之后,一定要运行 ldconfig 刷新该缓存。

  2 MiniGUI 的依赖库

  为了正确安装 MiniGUI,需要了解 MiniGUI 的正常运行需要哪些函数库,也即 MiniGUI 的依赖库。在编译 MiniGUI 之前,首先要确保正确安装了所需的依赖库。

2.1 LibGGI 或者 SVGALib

  这两个函数库可以为 MiniGUI 提供底层图形支持,我们称之为“图形引擎”。其中 SVGALib 是一个比较老的函数库,只提供对 Linux 控制台的支持;LibGGI 是一个比较新的图形函数库,提供了对 Linux 控制台、X Window 等的支持,并且接口相对简单。要正确使用 MiniGUI,需要安装 LibGGI 或者 SVGALib 的修订版。笔者建议安装 LibGGI,因为它提供了对 Linux 控制台和 X 的支持。在 Linux 下,建立在 LibGGI 之上的程序既可以运行在 Linux 控制台上,也可以运行在 X Window 上,从而可以提高程序的可移植性。并且对 MiniGUI 来说,如果能够运行在 X Window 上,就可以大大方便程序的调试。LibGGI 的另外一个好处就是在 Linux 控制台上,它可以运行在 Linux 2.2 内核所提供的 FrameBuffer 驱动程序之上,而不需要对显示芯片进行直接的硬件编程,因而也不需要超级用户权限去运行程序。这点和 SVGALib 不同,SVGALib 不支持 FrameBuffer,同时需要超级用户权限。

  如果读者使用的是 Linux 内核 2.0.xx,就必须使用 SVGALib。这个函数库实际是两个库组成的,即 vga 和 vgagl。MiniGUI 使用的是 vgagl,该函数库在 vga 之上运行,提供了较好的图形函数。但是,我们不能使用标准的 SVGALib 函数库,因为该函数库和 Linux 上的 Pthread 函数库相冲突??它们均使用了 SIGUSR1 和 SIGUSR2 这两个由操作系统保留给应用程序的信号,从而会导致不可预料的结果。为此,我们对 SVGALib 进行了修改。读者应该使用经过我们修改的 SVGALib 函数库,该函数库同时提供了用于处理 GB2312 字体显示的函数。还要注意的是,标准 SVGALib 的 vgagl 库不提供对标准 VGA 16 色模式的支持,因此,如果要在 VGA 16 色模式下运行 MiniGUI,需要下载 vgagl4 函数库。
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