对于linux上大多数软件包的编译过程都是 configure make make install 三个步骤来完成，具体分析下这些过程。其中configure 是一个shell脚本，用来生成文件 Makefile，这个文件是下一步make 过程需要用到的配置文件，用来生成源代码文件中的依赖关系，通过文件的修改时间来决定哪些文件有变动需要调用gcc 重新编译到目标文件并最终链接成二进制文件。make install 的过程主要是将编译完成的文件拷贝到指定的文件夹(或者安装目录)，这个安装路径是通过 configure --prefix=[path] 来定义的 默认一般为 /usr/local/bin 。

configure 这个shell文件是要通过源代码机遇一系列工具来生成的，作用是用来检查源代码所在的系统是否用户源代码所依赖的库文件 、头文件、二进制文件 等。
其生成过程如下图
构建过程
对这个过程进行分析，我们最终需要获得的文件如下 configure Makefile config.h , 生成这些文件需要的输入文件 configure.ac Makefile.am aclocal.m4,这些文件都有对应的语法方式，需要进行逐个分析。

工具

这里用到的工具有

命令 所属命令组 作用
autoscan autoconf 扫描文件源代码 生成 conifigure.ac 模版
autoheader autoconf 生成头文件
autoconf autoconf 生成 configure 脚本
aclocal automake 生成m4宏 文件
automake automake 生成Makefile.in 文件 为下一步生成Makefile 做准备

autoscan 会通过分析源代码生成一个 configure.ac 的模版文件 configure.scan，需要基于 configure.scan 的内容进行编辑
cp configure.scan configure.ac (这里文件后缀有两种 configure.ac configure.in 这个主要看autoconf工具 默认读取文件的后缀了，目前大部分使用 .ac 作为文件后缀)。

1. configure.ac

基于空文件生成的configure.scan文件默认模版如下 

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shell> autoscan ./
#                                               -*- Autoconf -*-
# Process this file with autoconf to produce a configure script.

AC_PREREQ([2.69])
AC_INIT([FULL-PACKAGE-NAME], [VERSION], [BUG-REPORT-ADDRESS])

# Checks for programs.

# Checks for libraries.

# Checks for header files.

# Checks for typedefs, structures, and compiler characteristics.

# Checks for library functions.

AC_OUTPUT

这里面使用的主要是一些类似c语言中的宏，事实上跟宏的原理一样，是被用来替换的，c语言中宏被替换成c代码，这里的宏会被替换成shell脚本代码，我们最后生成的是shell脚本

这些宏是由 autoconf 工具内部定义的

所以这个文件中宏之外的内容都是 shell 脚本代码了

1.1 基本宏

AC_PREREQ([VERSION]) 检查autoconf 软件版本是否大于指定版本

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AC_PREREQ([2.69])

AC_INIT([FULL-PACKAGE-NAME], [VERSION], [BUG-REPORT-ADDRESS]) 定义软件包
FULL-PACKAGE-NAME 代码包的完整名称
VERSION 代码包的版本
BUG-REPORT-ADDRESS 代码bug反馈地址 通常为邮箱

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AC_INIT([php-src], [7.4.1], [bug@php.net])

AC_MSG_WARN([WRN_MSG]) 显示一个warning 提醒 脚本不会中断执行

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AC_MSG_WARN("cannot found lib xxx")

AC_MSG_ERROR([ERR_MSG], [ExitCode]) 显示一个错误 且 会中断脚本的执行

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AC_MSG_ERROR([library xxx is need], [500])

1.2 依赖检查

1.2.1 对二进制文件的检查
使用 autoconf 内置的宏

AC_PROG_CC 检查c编译器
AC_PROG_GREP 检查grep工具
AC_PROG_LEX 检查文件处理工具 lex

自定义查找

AC_CHECK_PROG(variable, prog-to-check-for, value-if-found, [value-if-not-found], [path = '$PATH'], [reject])

参数 作用
variable 变量名称，autoconf 会将当前命令的结果赋值给这个shell变量
prog-to-check-for 软件执行文件名称
value-if-found 查找到返回的值 这个值会赋值给 变量 variable
value-if-not-found 查找不到返回的值 这个值会赋值给 变量 variable
path 定义查找路径 否则 会通过环境变量 $PATH 查找
1.2.2 查找文件
检查头文件

检查一个头文件
AC_CHECK_HEADER (header-file, [action-if-found], [action-if-not-found], [includes])
检查多个头文件
AC_CHECK_HEADERS (header-file . . ., [action-if-found], [action-if-not-found], [includes])

参数 作用 默认值
header-file 要查找的头文件 required
action-if-found 如果找到 执行此命令 AC_DEFINE(HAVE_HEADER_FILE_H, 1,[Define to 1 if you have <header-file.h>.]) # 定义头文件 define HAVE_HEADER_FILE_H 1
action-if-not-found 如果没找到执行此命令 AC_MSG_ERROR([sorry, can’t do anything for you]) # 显示错误
includes 查找路径 
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AC_CHECK_HEADERS (stdio.h)

1.3 配置定义

定义头文件的输出
AC_CONFIG_HEADERS (header . . ., [cmds], [init-cmds])

定义宏 并 最终输出到 定义的头文件中

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AC_DEFINE (variable, value, [description])
AC_DEFINE (variable)
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AC_SUBST() ...

宏命令很多 需要的时候还是去看手册吧 比较清晰 虽然是英文的(看文章最后的参考链接)

2. aclocal.m4

m4 宏 相对简单，m4主要就是做宏的替换 最终输出文本
acinclude.m4 UserDefineMicro.m4 configure.ac ----- m4 ----> aclocal.m4

其中的 用户自定义宏 和 acinclude.m4 是可选择的

  1. 宏定义

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    define(FOO, Bar)dnl
    this is a define word FOO

    以上会输出 this is a define word Bar ，主功能就是一个替换 其中的 dnl 是取消一个空行，默认情况下 m4 会在每行之间插入一个空行

  2. 函数
    m4 也提供一些函数用来处理字符串 如 substr($str, $from, $to) 切割字符串 len($str) 计算字符串长度 等…

详细的m4宏的编辑可以参考 GUN 的手册

3. Makefile.am

Makefile.am 是用来生成最终的 Makefile 文件，他是更高层次的抽象，最终的Makefile 格式会在接下来介绍。 Makefile.am 主要用来配置哪些源代码需要编译成什么目标文件 以及 要安装到哪些目录

指定文件的编译类型

命令 作用
PROGRAMS 可执行程序
SOURCES 源代码
HEADERS 头文件
LIBRARIES 库文件
LTLIBRARIES libtool 库文件
DATA 不可执行的数据文件
SCRIPTS 脚本文件

4. make 命令以及 Makefile文件

Makefile 规则格式 变量 伪目标 包含其他Makefile文件

make 命令 是以文件为输入参数的，可以通过 -f 或 --file 指定文件 ，默认情况在不指定时 make 会在当前文件夹下依次寻找名为 GNUmakefile makefile Makefile 的文件，约定俗成的 以 Makefile 作为文件名。一般情况 make 会将我们的命令作为文本输出 如果不想输出命令文本可以使用 -s 参数

文件语法规则

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target: [prerequisites .. .. ..]
<tab>   command;
<tab>   command;
        ....

其中target 叫做目标 prerequisites 是一个依赖列表 这些在一般情况下都是文件， 紧接着的一行是shell命令 且要以tab开始才能生效, make 在执行的过程中 先匹配 target 匹配到后检查后面的依赖 如果依赖文件的修改时间晚于 target 文件 则会将这个依赖文件作为 目标 去匹配 所有的都匹配完毕则执行下面的 shell 命令
如下一个简单的使用

默认情况下 在执行 make 的时候不指定 目标 make 从第一个定义的 目标开始执行

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main.c: foo.o bar.o 
    gcc  ....

依赖列表可以为空，我们先不考虑依赖列表 把问题简单化 来理解目标的作用。目标在一般情况下是文件，make 会在源代码目录中查询这个文件 如果文件找不到则会将他当作一个伪目标 继续执行，伪目标也可以声明 让make 免去查询步骤, 声明如下

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.PHONY: foo bar
foo:
    echo "foo";
bar:
    echo "bar";

执行 make -s 输出 foo
执行 make -s bar 输出 foo
执行 make -s foo 输出 foo

增加依赖列表进来 理解make 的递归操作 为了便于理解 这里仅使用伪目标

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.PHNOY: foo bar baz
foo: bar
    echo "foo";
bar: baz
    echo "bar";
baz:
    echo "baz";

执行make 先执行第一个目标 foo 然后 foo 依赖 bar 则递归的先去匹配执行 目标 bar ，目标 bar 匹配到 但是他又 依赖 baz 则继续递归执行到 baz , 目标 baz 没有依赖 则 执行他的shell 命令 执行完毕 回到 bar ，bar 下面的 biz 目标处理完毕 后面没有 依赖目标 则 执行 bar 的shell 然后回退到 foo
所以最终的输出是

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baz
bar
foo

注意 这里面每个目标都只会执行一次

如果文件比较多 文件名列表写起来太繁琐 make 提供变量的机制的，如下

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.PHNOY: foo bar baz
foo: baz bar
    echo "foo";
bar:
    echo "bar";
baz:
    echo "baz";

可以通过变量的形式简化 将依赖列表 赋值给一个变量 使用的时候 以${var} 的形式使用 如下

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.PHNOY: foo bar baz

targets = baz bar
foo: ${targets}
    echo "foo";
bar:
    echo "bar";
baz:
    echo "baz";

make 还支持 include 关键字 引入其他的 Makefile 文件
如果是文件的话 目标与依赖的比较是根据文件的修改时间 如果目 依赖文件的修改时间晚于标的修改时间 也就是说 依赖的文件更新 则会执行下面的shell命令
目标文件不存在也会直接执行下面的shell命令

参考链接

GNU Autotools: a tutorial
autoconf 手册
m4 手册
automake 手册