构建（build）是程序从源代码创建独立程序产品的过程。对于一些解释型的语言来说，通常源代码就是最终产品，所以不涉及到构建过程。因此这个词语通常是针对C、C++等编译型语言的。而对于一些特定的语言来说也有专门设计的构建工具。在一次构建过程中，可能需要调用多次编译器和连接器以及其他命令，因此对一个有相当多源文件的大项目来说，手动操作来控制这个过程相当费事，因此需要一套「自动构建软件」来帮助管理。虽然对于使用IDE的开发者来说，构建只是点一个按钮的事，但是了解其背后的原理对精益求精的你来说更有帮助。

现存的各种构建软件很多，而设计也不尽相同。一些构建系统使用一步到位的模式，一个命令即可完成构建；而一些构建系统需要分步操作：一个命令用于检查系统环境、修改编译行为和生成构建控制文件；另一个命令根据构建控制文件进行实际的编译、连接。我们通常使用的构建组合有：configure+make、cmake+make、qmake+make、meson+ninja等。而configure+make通常来说就是GNU构建系统的成果。

GNU构建系统分为两个部分：GNU make和GNU autotools。make是posix标准的构建工具，在各种系统中有不同的实现（我们在GNU系统中使用的make自然是GNU make），因此很多构建系统都使用make作为后端。而GNU autotools，他包括多个组件，其主要部分是GNU autoconf和GNU automake，这些工具的目标便是创造configure脚本。由于configure脚本使用posix标准的shell解释器执行，因此创建configure脚本后进行构建的操作系统就不需要安装GNU autotools，在任何符合posix标准的操作系统都能完成构建。

make

make是posix标准的构建工具，他的控制文件是Makefile。Makefile是配方（recipe）式的语法，每一条配方需要「目标」「原料」「制作方法」这些部分组成。因此make可以自动识别源文件是否改变，而之后的构建中就不需要重复制作没有改变的目标了。Makefile的目标同时也是make的命令，只需要输入「make 某个目标」即可单独制作对应的文件。一些make的目标可以被设置为「假目标（phony target）」，比如常见的install、clean等，这些目标并没有实际制作出文件，而是专门作为命令或者中间过程，这种目标需要特别标注出来，以免存在一个同名文件后，make以为他不需要更新，就不执行相应的命令。

configure

由于不同的操作系统平台存在差异，一些时候Makefile不能兼容，因此最原始的做法是为每个平台单独编写一个Makefile。1991年，David J. MacKenzie为了把他的程序适配到20个平台，因此他手写了一个小shell脚本来检测每个平台的特性来动态生成Makefile，这个小脚本被命名为configure，在后来逐渐被推广到了其他项目中。MacKenzie后来把他在各种项目的configure中经常复制粘贴的各种段落组合并包装起来，就是autoconf（见下文）。现在我们能见到的configure通常都是autoconf生成的，不知道还有没有开发者自己动手做。

configure是一个shell脚本，他检测操作系统环境是否满足编译需求，然后通过模板文件Makefile.in和config.h.in，生成Makefile和config.h。Makefile用于make，而config.h包括一些构建选项，用于C编译器的预处理（在C源代码中引入config.h，在configure完成后，make时，这些选项就可以被编译器使用）。另外这个脚本也能接受运行参数，通过生成不同的输出文件来修改一些编译行为。

autoconf

autoconf用于生成configure脚本。他是由各种shell代码片段组成的，因此选用了专门处理宏（macro）的编程语言m4。所谓「宏」，就把一个（通常是比较复杂）的原文本，用一个缩写（宏）来表示，这样遇到一个宏的时候，m4就会自动把他转化成原文本（这个过程叫扩展（expand））。

autoconf使用configure.ac文件作为输入，在这个文件中添加autoconf提供的宏，然后执行autoconf命令，configure.ac就会扩展成为真正的configure脚本。事实上autoconf使用了一个m4的增强版autom4te作为解释器，与原版m4比是提供了缓存的功能，可以防止多次执行的时候反复执行相同的段落。

autoheader

通过configure.ac自动生成config.h.in模板文件。autoheader包括在autoconf软件包内。

automake

通过编写Makefile.am来自动生成Makefile.in文件模板文件，这样会让最终生成的Makefile符合GNU标准。automake所做的和单独的make没有什么太大的区别，都是表达源文件和目标文件的转换关系，但是automake更加严格，需要表示目标文件和源文件的类型，并且由于automake需要和autoconf联动，因此不会像单独的make一样不受编程语言和平台的限制。

automake也需要读取configure.ac，获取项目的相关信息，并且automake的相关功能也需要在configure.ac里使用，为了给autoconf提供automake的相关功能，需要再给autoconf提供一个文件aclocal.m4，其中定义了automake的相关宏。aclocal.m4需要用aclocal命令生成（这个命令是包括在automake软件包内的）。如果在项目中使用automake，需要先执行aclocal，autoconf、automake可以按需要随时执行。（其他命令的执行顺序请查阅手册。）

autoreconf

如果上面的一串让人感到很混乱，那么救星来了。autoreconf用来自动执行所需的所有命令直到生成configure脚本，只需要提供给他configure.ac和Makefile.am。而且这两个文件一个是用于configure的，一个是用于make的，听起来是不是非常完美。其实autoreconf除了执行autoconf和automake之外，还支持很多命令。根据手册，autoreconf运行autoconf、autoheader、aclocal、automake、libtoolize、intltoolize、gtkdocize和autopoint（在需要的时候）。只需要软件对应的宏放到configure.ac里面，然后autoreconf就可以了。

一些软件使用一个名为bootstrap或者autogen.sh的脚本来组合命令的顺序，其实做的事情和autoreconf差不多。既然有了autoreconf，就没必要自己再做别的了。

尽管autoreconf能自动帮你执行命令，但是不代表写配置文件时就能偷工减料了，所以了解autoconf和automake还是很重要的。autoreconf包括在autoconf软件包内。

autoscan

autoscan自动检查源代码，然后自动生成configure.ac（输出文件会被命名为configure.scan），必须手动检查并修改configure.scan，然后才能重命名成configure.ac提供给autoconf。工具的智能程度毕竟是有限的。autoscan包括在autoconf软件包内。

autoupdate

世界之大，无奇不有，不仅软件包能升级，configure.ac也能升级。使用autoupdate能自动检查configure.ac里面过时的宏并调整成新版本。autoupdate包括在autoconf软件包内。

ifnames

辅助工具，列出源代码中所有编译器预处理使用过的判断命令#if、#elif、#ifdef、#ifndef，为你检查autoscan生成的configure.ac有没有遗留的地方提供参考。ifnames包括在autoconf软件包内。

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以下工具和构建本身关系不大，但是也能作为GNU构建系统的一个环节。他们都提供了一个命令和一些m4宏用于和autoconf对接。

libtool

由于各种操作系统的库格式不同（甚至有的系统不支持动态库），其命名标准和编译器参数也有所差异，因此libtool发明了一个新的库格式libtool archive（后缀.la），并且用脚本封装了编译和连接的命令。

gettext

翻译界面文本的工具，在源代码中用gettext函数提换掉原来的字符串（通常用编译器预处理定义成一个单独的下划线_("原字符串")），这样可以导出一个po文件，给译者翻译后，再编译成mo文件，这样程序会从mo文件中读取界面文本。

intltool

和gettext其实是同一个系统，但是把翻译能力进一步扩展非源代码储存的消息上（xml文件、desktop文件、界面定义文件等）。把这些字符串混合到po文件里，翻译后再融合回原来的地方。

gtk-doc

从源代码的注释中自动生成API文档。

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附注：autoconf宏前缀的意义

在autoconf中使用的宏的来源有很多，他们用不同的前缀来区别。这相当于其他语言中的命名空间（namespace，autoconf文档中就是这么说的）。

m4_：原本的m4宏，和m4suger（一些为了方便使用而增加的）宏。m4原来的宏都被改成了带m4_前缀的名字，除了__file__、__line__、dnl和autom4te增加的一个宏__oline__

AS_：m4sh宏。为了能在各种差异的shell上运行命令，把shell命令也包装成了宏。

AC_：autoconf宏。

AH_：autoheader宏。

AT_：autotest宏，编写测试套件（testsuite）使用。

AU_：过时的宏，不要再用了。

以上属于autoconf自带的宏。

AM_：automake宏。

AX_：有一个autoconf的扩展包，名为autoconf-archive，命名空间是这个。

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各种资源：

autoconf教程：作者只写了三篇就弃坑了，但是还是值得看看，从最简单的开始。
http://www.idryman.org/blog/2016/03/10/autoconf-tutorial-1/

autotools教程：一个幻灯片的pdf，还有各种电子书的链接。
https://www.lrde.epita.fr/~adl/autotools.html

GNU软件页面：各种GNU软件的主页都能找到，每个里面都有详细文档。应该是对软件有一定了解了之后再去看文档，否则会迷糊的。
https://www.gnu.org/software/

--help：什么程序都可以帮帮我，快去shell里面试试吧。
用法：命令 --help（如果是shell内置命令的话，就要反过来help 命令）

man：人类还是要看手册（manual）啊。
用法：man 命令（不过如果没装相应的手册页面的话也是不能显示的）

texinfo：GNU系统的用户手册。
用法：info [章节]（可能只有骨灰级的GNU用户才会看这种东西）

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作者的话：有些文章上来就给读者看一张流程图，然后就是这个生成那个，看到最后也没太明白到底那些部分都是干什么用的。想要运用自如的话，就一定要先清楚他的作用和原理。单纯模仿别人的操作是不能学会的。

另：网上的流程图，漏洞百出哇，大家可以自己练习画一画。