Autoconf 的基本原理

Autoconf 能夠產生一份 Shell 腳本。對於大部分類 Unix 系統，這份 Shell 腳本可以自動配置軟件源碼包的構建環境。這份 Shell 腳本就是 Linux 系統中大名鼎鼎的 configure 腳本。

在 Linux 系統中，只要你打算以編譯源碼的方式安裝軟件包，一般要藉助 configure 腳本構建軟件源碼包的編譯環境，除非是某個基於 CMake 或 SCons 構建的軟件源碼包。迄今爲止 Autoconf 所屬的 GNU Autotools 依然是類 Unix 系統中主流的項目構建工具，而且也是 Linux 系統中軟件源碼構建工具的事實標準。

與同類相比，GNU Autotools 最大的特色是不從新發明輪子，它徹底基於 GNU M4 與 Bash Shell 語言（實際上還有 Perl）開發而成。此外，基於 GNU Autotools 發佈的軟件，它的構建環境配置以及構建過程再也不依賴 GNU Autotools，這一點是 CMake 與 SCons 們沒法作到的。

要知道 Autoconf 如何生成 Shell 腳本，你至少要具有一丁點 Shell 腳本與 M4 的知識。在此，Shell 腳本指的是 Bash Shell 腳本，有關它的一些知識能夠閱讀『用幾分鐘學習 Bash』；M4 指的是 GNU M4，它的一些知識能夠閱讀『讓這世界再多一份 GNU m4 教程』。

如今假設你已經具有了這些基礎知識。下面是我寫的一段很簡單的 Shell 代碼，它能夠檢測系統中是否安裝了 foo 程序：

if [ $(which foo) ]
then
    echo "checking foo ... yes!"
else
    echo "You should install foo!"
    exit -1
fi

如今，我用 M4 給上述 Bash 代碼製做一個『界面』：

define(`檢測系統中是否已安裝 foo', `
if [ $(which foo) ]
then
    echo "checking foo ... yes!"
else
    echo "You should install foo!"
    exit -1
fi
')

所謂的『界面』，就是宏 檢測系統中是否已安裝 foo。當 GNU m4 讀到這個宏時，它就會自動將其展開爲它所封裝的 Bash 代碼。爲了說明這一點，請將上述 M4 代碼放到一份名爲 check-foo.m4 的文件中，而後在一份名爲 configure.ac 的文件中寫出如下代碼：

include(check-foo.m4)

檢測系統中是否已安裝 foo

而後用 GNU m4 讀入這個 configure.ac 文件，並將展開結果寫入到一份名爲 configure 的 Bash 腳本中：

$ m4 configure.ac > configure

結果就在 configure 文件中得到了 檢測系統中是否已安裝 foo 這個宏的展開結果：

if [ $(which foo) ]
then
    echo "checking foo ... yes!"
else
    echo "You should install foo!"
    exit -1
fi

若是你得不到上述結果，是由於我欺騙了你。雖然 m4 容許使用中文宏名，可是它不認爲這是真的宏名。你能夠將 檢測系統中是否已安裝 foo 改成 check-foo，這樣 m4 就認爲它是真正的宏了。也可使用 GNU M4 提供的間接宏調用功能，這樣就能夠迂迴的使得 m4 支持中文宏名了，即：

indir(`檢測系統中是否已安裝 foo')

如今，我認爲我已經回答了『autoconf 是如何生成 Shell 腳本的』這個問題，你只須要將上述的 m4 命令視爲 autoconf 便可。也就是說，autoconf 本質上就是 m4——穿了外套的 m4。

當 autoconf 將 configure.ac 文件中的宏展開爲 Bash 代碼並將其存儲於 configure 腳本以後，之後執行 configure 腳本時，就與 autoconf 無關了。並且，我將 configure 腳本傳給他人使用，他們也不須要 autoconf。

這就是 autoconf 運做的基本原理。然而不少人被這個基本原理嚇走了，由於他們看見 M4 與 Shell 語言就頭大！

若是看到這裏你依然不以爲懼怕，那麼我就能夠放心的將上文中的那個 Bash 代碼片斷作成一個真正的 Autoconf 宏了。所謂的 Autoconf 宏，它本質上就是 M4 宏——穿了外套的 M4 宏。

下面，我要建立一個目錄，叫 m4，在這個目錄中放置 check-foo.m4 文件，而後將 check-foo.m4 文件的內容修改成：

AC_DEFUN([CHECK_FOO], 
[if [[ $(which foo) ]]
then
    echo "checking foo ... yes!"
else
    echo "You should install foo!"
    exit -1
fi])

這裏的 CHECK_FOO 是一個 Autoconf 宏，它與前文中的那個 M4 宏 檢測系統中是否已安裝 foo 本質上是同樣的。兩者的定義有區別的地方就在於：

• AC_DEFINE 取代了 define；
• [ 取代了 M4 的左引號，] 取代了 M4 的右引號；
• CHECK_FOO 取代了 檢測系統中是否已安裝 foo；
• [[ $(which foo) ]] 取代了 [ $(which foo) ]，這一點須要瞭解 M4 的工做原理。

這些『取代』，是 M4 所容許的，也就是說，這一切只用 M4 就可以作到。

接下來，再將 configure.ac 文件修改成：

AC_INIT
CHECK_FOO

而後，在 configure.ac 文件所在的目錄執行如下命令：

$ aclocal -I m4
$ autoconf
$ ./configure

若是你的系統中沒有 foo 程序，就能夠獲得這樣的結果：

which: no foo in (/bin:/usr/bin:/usr/local/bin)
You should install foo!

上述過程，只有兩點須要略作說明。首先，configure.ac 文件中出現的 AC_INIT 宏會被 autoconf 展開爲很長的一段 Bash 代碼，用於初始化軟件源碼構建環境；其次，aclocal 命令負責收集 M4 文件的路徑信息並將其存儲於 aclocal.m4 文件中。

在執行 autoconf 命令時，它會自動讀取 configure.ac 文件，而後根據 aclocal.m4 文件中記錄的 M4 文件，去尋找 configure.ac 中出現的宏的定義而後進行展開，展開結果就是 configure 腳本。執行 configure 腳本，除了會執行 AC_INIT 所展開的 Bash 代碼，還執行了 CHECK_FOO 所展開的：

if [ $(which foo) ]
then
    echo "checking foo ... yes!"
else
    echo "You should install foo!"
    exit -1
fi