### Autoconf文档详解
#### 一、引言
在开源软件的世界里，自动化构建工具扮演着极其重要的角色。其中，Autoconf 是一个用于创建自动配置脚本的工具包，它可以帮助开发者为源代码包创建配置脚本。这些脚本能够根据用户的系统环境自动调整编译选项，从而确保软件能够在不同的操作系统上顺利编译和运行。本文档将详细介绍 Autoconf 的工作原理及其使用方法。
#### 二、GNU 构建系统
GNU 构建系统是一套用于跨平台软件构建的标准方法，它由多个工具组成，其中包括 Autoconf。该系统的核心目标是提高软件的可移植性，并简化构建过程。
##### 2.1 Automake
Automake 是 GNU 构建系统中的另一个重要组件，它与 Autoconf 密切配合，用于生成 Makefile 文件。Automake 能够帮助开发者定义项目的构建规则，并自动生成符合 GNU 构建标准的 Makefile 文件。
##### 2.2 Gnulib
Gnulib 是一个提供通用库函数的项目，旨在解决不同平台间的差异问题。通过使用 Gnulib，开发者可以在多个平台上保持代码的一致性和兼容性。
##### 2.3 Libtool
Libtool 是用于处理库文件（动态库和静态库）的工具。它可以生成跨平台兼容的库文件，并处理库文件之间的依赖关系，使得库文件可以在不同的操作系统上正确地链接和使用。
##### 2.4 指南
对于想要了解如何使用 GNU 构建系统的开发者来说，有许多资源可供参考。官方网站提供了详尽的文档，同时还有许多社区论坛和邮件列表可以寻求帮助。
#### 三、制作 configure 脚本
##### 3.1 编写 `configure.ac`
`configure.ac` 文件是 Autoconf 工作的基础，它是使用 M4 宏语言编写的模板文件。开发者需要在 `configure.ac` 中定义一系列宏来检查系统的特性，并基于这些特性生成最终的 `configure` 脚本。
###### 3.1.1 Shell 脚本编译器
`configure.ac` 文件通常会包含调用 `AC_PROG_SH_SHELL` 宏来确定系统支持的 shell 类型。这有助于确保后续脚本在特定的 shell 下能正常执行。
###### 3.1.2 Autoconf 语言
Autoconf 使用了一种基于 M4 的宏语言。M4 是一种宏处理器，可以用来编写高度灵活的文本生成脚本。Autoconf 扩展了 M4，添加了许多用于检测系统特性的宏。
###### 3.1.3 标准 `configure.ac` 布局
一个典型的 `configure.ac` 文件布局包括以下几个部分：
- 开头通常是版权声明和其他元数据。
- 紧接着是初始化部分，这里定义了一些基础宏，如 `AC_INIT`。
- 接下来是一系列的宏调用来检查系统特性。
- 最后是输出文件的部分，如生成 `Makefile.in` 和 `config.h.in`。
##### 3.2 使用 autoscansetup 创建 `configure.ac`
对于那些不熟悉 M4 或 Autoconf 语言的开发者，可以使用 `autoscansetup` 工具来自动生成基本的 `configure.ac` 文件。这个工具会根据现有的 Makefile 自动生成一些基础的检查宏。
##### 3.3 使用 ifnames 来列出条件语句
在 `configure.ac` 文件中，经常需要根据不同的条件来执行不同的操作。`ifnames` 宏可以用来定义这样的条件语句。
##### 3.4 使用 autoconf 创建 `configure` 脚本
一旦 `configure.ac` 文件准备就绪，就可以使用 `autoconf` 命令来生成最终的 `configure` 脚本。`autoconf` 会读取 `configure.ac` 文件，并基于其中定义的宏生成 `configure` 脚本。
##### 3.5 使用 autoreconf 更新 `configure` 脚本
如果 `configure.ac` 文件或相关的宏文件有所更改，可以使用 `autoreconf` 来更新 `configure` 脚本。这个命令会重新运行 `autoconf` 和 `automake`，并确保所有生成的文件都是最新的。
#### 四、初始化和输出文件
##### 4.1 初始化 `configure`
在 `configure` 脚本开始时，通常需要进行一些初始化操作，比如设置环境变量和加载宏文件等。
##### 4.2 处理 Autoconf 版本
为了确保 `configure` 脚本能够兼容不同版本的 Autoconf，需要在脚本中检查 Autoconf 的版本，并采取相应的措施。
##### 4.3 通知信息
`configure` 脚本通常会在运行过程中显示一些通知信息，以便用户了解配置的状态。这些信息可以通过宏来控制。
##### 4.4 查找 `configure` 输入
`configure` 脚本需要能够找到其输入文件，例如 `configure.ac` 或者 `Makefile.am`。这些文件的位置可能因项目的结构而异。
##### 4.5 输出文件
除了生成 `Makefile.in`，`configure` 脚本还可能会输出其他文件，比如 `config.h.in` 等。这些文件通常包含了编译期间需要的定义和配置。
##### 4.6 执行配置动作
`configure` 脚本的主要功能之一是在编译之前执行一系列的配置动作，比如检测特定的功能或库是否存在。
##### 4.7 创建配置文件
根据 `configure` 脚本的输出，会生成 `config.h` 这样的配置文件。这些文件包含了编译期间所需的定义和宏。
##### 4.8 替换 Makefile 中的变量
在 `Makefile.in` 中，经常会用到一些预设的变量来进行替换。这些变量可以帮助构建过程更加灵活和自动化。
###### 4.8.1 预设输出变量
`configure` 脚本会定义一系列的预设变量，如 `BINDIR`、`LIBDIR` 等，用于指定二进制文件和库文件的安装位置。
###### 4.8.2 安装目录变量
为了确保软件在不同的系统上可以正确安装，`configure` 脚本会定义一系列安装目录变量，如 `prefix`、`exec_prefix` 等，这些变量可以被用户修改以适应特定的需求。
###### 4.8.3 改变目录变量
在构建过程中，可能需要改变当前的工作目录。`configure` 脚本会定义一些变量来管理这些改变，确保构建过程不会受到工作目录的影响。
###### 4.8.4 构建目录
构建目录是指实际进行编译和链接操作的目录。`configure` 脚本会根据用户的需求设置构建目录，以实现源码目录和构建目录的分离。
###### 4.8.5 自动重建
为了简化开发流程，`configure` 脚本还可以支持自动重建功能，即当源代码发生改变时，能够自动重新生成 Makefile 和其他必要的文件。
##### 4.9 配置头文件
`config.h` 是一个非常重要的配置文件，它通常包含了编译期间需要的宏定义。这些宏定义是基于 `configure` 脚本的输出自动生成的。
###### 4.9.1 配置头文件模板
`config.h.in` 文件是一个模板文件，它包含了 `config.h` 文件的雏形。`configure` 脚本会根据检测结果来填充这个模板文件。
###### 4.9.2 使用 autoheader 创建 `config.h.in`
为了简化 `config.h.in` 文件的创建过程，可以使用 `autoheader` 命令来自动生成基本的模板文件。
###### 4.9.3 Autoheader 宏
`autoheader` 提供了一些特殊的宏，用于简化 `config.h.in` 文件的编写过程。
##### 4.10 运行任意配置命令
除了内置的宏之外，`configure` 脚本还可以运行任意的外部命令来进行更复杂的配置任务。
##### 4.11 创建配置链接
有时候需要创建符号链接来指向某些配置文件或者目录。`configure` 脚本可以实现这一功能。
##### 4.12 配置总结
`configure` 脚本通常会在运行结束时生成一个配置总结文件，以供用户检查配置结果。
通过以上介绍可以看出，Autoconf 是一个强大的工具，它不仅能够简化软件的构建过程，还能大大提高软件的可移植性和灵活性。熟练掌握 Autoconf 的使用方法，对于从事开源软件开发的工程师来说是非常有益的。
