SME系统分析之Makefile分析

 

一 Makefile概述

SME系统由许多模块组成，而各个模块之间存在着各种各样的依赖关系，所以为了方便管理，SME采用Makefile。Makefile关系到整个软件工程的编译规则。一个工程中的源文件不计数，按其类型、功能、模块分别放在若干个目录中。Makefile定义了一系列的规则来指定，哪些文件需要先编译，哪些文件需要后编译，哪些文件需要重新编译等等。 Makefile带来的好处就是——“自动化编译”，一旦写好，只需要一个make命令（make是一个命令工具，是一个解释Makefile中指令的命令工具），整个工程完全自动编译，极大的提高了软件开发的效率。

 

二 生成Makefile文件的例子介绍

我们以用c语言编写的hello.c为例子，来生成Makefile文件。编译器为gcc。

2.1生成Makefile文件，首先要确保以下软件已经被安装：

●     Automake

●     Autoconf

●     Aclocal

●     Perl

●     Libtool--提供通用的库编译支持。

2.2 建立test，hello目录，用vi编译hello.c。

2.3 用autoscan生成configure.scan（和autoscan.log）文件。把configure.scan重命名为configure.in，然后用vi编辑。

autoconf 是用来产生 'configure' 文件的工具。'configure' 是一个shell script，它可以自动设定原始程序以符合各种不同平台上 Unix 系统的特性，并且根据系统参数及环境产生合适的 Makefile 文件或是C 的头文件 (header file)，让原始程序可以很方便地在这些不同的平台上被编译出来。autoconf 会读取 configure.in 文件然后产生 'configure' 这个shell script。
configure.in 文件的内容是一连串 GNU m4 的巨集，这些巨集经过autoconf 处理后会变成检查系统特征的shell script。configure.in 内巨集的顺序并没有特别的规定，但是每一个 configure.in 文件必须在所有巨集前加入 AC_INIT 巨集，然后在所有巨集的最後面加上 AC_OUTPUT 巨集。我们可先用 autoscan 扫描原始文件以产生一个 configure.scan 文件，再对 configure.scan 做些修改成 configure.in 文件。所用到的巨集如下：

dnl
这个巨集后面的字不会被处理，可视为注解。
AC_INIT(FILE)
这个巨集用来检查原始码所在的路径，autoscan 会自动产生，我们不必修改它。
AM_INIT_AUTOMAKE(PACKAGE,VERSION)
这是使用 Automake 所必备的巨集，PACKAGE 是我们所要产生软体套件的名称，VERSION 是版本编号。
AC_PROG_CC
检查系统可用的 C 编译器，如果原始程式是用 C 写的就需要这个巨集。
AC_OUTPUT(FILE)

设定 configure 所要产生的文件，如果是 Makefile 的话，configure 便会把它检查出来的结果带入 Makefile.in 文件然后产生合适的 Makefile。

2.4 执行aclocal和autoconf，分别产生aclocal.m4和configure两个文件。

2.5 编辑Makefile.am。

接下来我们要编辑 Makefile.am 文件，Automake 会根据 configure.in 中的巨集把Makefile.am 转成 Makefile.in 文件。Makefile.am 文件定义我们所要的目标：
AUTOMAKE_OPTIONS
    设定 automake 的选项。Automake 主要是帮助开发 GNU 软体的人员维护软体套件，所以在执行 automake 时，会检查目录下是否存在标准 GNU 软体套件中应具备的文件，例如 'NEWS'、'AUTHOR'、'ChangeLog' 等文件文件。设成 foreign 时，automake 会改用一般软体套件的标准来检查。
bin_PROGRAMS
    定义我们所要产生的执行文件文件名。如果要产生多个执行文件，每个文件名用空白字元隔开。
hello_SOURCES
定义 'hello' 这个执行文件所需要的原始文件。如果 'hello' 这个程式是由多个原始文件所产生，必须把它所用到的原始文件都列出来，以空白字元隔开。假设 'hello' 这个程式需要 'hello.c'、'main.c'、'hello.h' 三个文件案的话，则定义 hello_SOURCES= hello.c main.c hello.h 如果我们定义多个执行文件，则对每个执行文件都要定义相对的filename_SOURCES。

2.6 执行automake --add-missing。

加上 --add-missing 选项是告诉 automake 顺便帮我们加入包装一个软体套件所必备的文件。Automake 产生出来的 Makefile.in文件是完全符合 GNU Makefile 的惯例的。

2.7 执行./configure,将生成Makefile文件。

2.8 执行make dist， 将程序和相关的文件包装成一个压缩文件以供分发。生成了一个hello-1.0.tar.gz文件。

2.9 可以用make来编译hello.c并生成可执行文件hello.

我们执行./hello,结果“hello，GNU！”就出来了。

具体流程如下所示：

 

 

你的源文件 --> [autoscan*] --> [configure.scan] --> configure.in

configure.in --.   .------> autoconf* -----> configure

               +---+

[aclocal.m4] --+   `---.

[acsite.m4] ---'       |

                       +--> [autoheader*] -> [config.h.in]

[acconfig.h] ----.     |

                 +-----'

[config.h.top] --+

[config.h.bot] --'

 

Makefile.am --à [Autoconf*] -------> Makefile.in

 

                      .-------------> config.cache

configure* ------------+-------------> config.log

                       |

[config.h.in] -.       v            .-> [config.h] -.

               +--> config.status* -+               +--> make*

Makefile.in ---'                    `-> Makefile ---'

 

上图表示在整个过程中要使用的文件及产生出来的文件，有星号 (*) 代表可执行文件。在此示例中可由 Autoconf 及 Automake 工具所产生的额外文件有 configure.scan、aclocal.m4、configure、Makefile.in，需要加入设置的有configure.in 及 Makefile.am。

 

三 SME的Makefile文件分析

sme-3.2.73软件包由15个文件夹（Base，exe，MML，SpaceSim，CGP，java，MPE，Dbase，gram，lib，parsers，Driver，MCP，PointGrid）所组成。主目录和每个子目录下的src目录下（除了java目录下没有src目录）都有一个Makefile文件。主目录的Makefile文件里面包含了对各个目录的Makefile文件的调用，先把各子目录下的Makefile进行编译，然后把所需的可执行应用程序，生成的库文件复制到SME系统安装目录并修改相应的权限。

15个文件夹相当于15个不同的功能模块。主目录的Makefile文件用来组织系统的各个模块，记录了各模块相互间的联系和依托关系，把各模块下的Makefile文件连接起来，在SME系统编译时使用。

Base目录： 关于SME基本的应用程序

exe目录：生成SME可执行的应用程序

MML目录：关于模块建模语言（Modular Modeling Language）的应用程序

SpaceSim目录：与Ottawa-Carleton Educational Space Simulation渥太华教育空间仿真软件有关的应用程序

CGP目录：关于代码生成器的应用程序

java目录：关于Java portal的应用程序

MPE目录：没有任何文件

Dbase目录：与Postgress数据库的接口有关的应用程序

gram目录：关于gram相关的应用程序

lib目录：关于库文件的应用程序

parsers目录：关于模块分析的应用程序

Driver目录：关于驱动器的应用程序

MCP目录：关于模块构造器的应用程序

PointGrid目录：关于PointGrid库的应用程序

 

参考文献

1 http://www.gnu.org/software/autoconf/manual/autoconf.info.gz

2 http://sources.redhat.com/automake/automake.html