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FreeBSD連載(56)：手工編譯安裝程序

http://www.sina.com.cn 1999年12月28日 11:11 王波

手工編譯安裝程序

　　雖然使用Ports Collection編譯和安裝軟件非常簡便，然而仍有兩個理由來使用手工編譯安裝方式。一方面是Ports Collection中并不能涵蓋所有的軟件，有很多軟件沒有收入Ports Collection中。有很多原因使得一些很優秀的軟件沒有被收集入Ports Collection，例如，版權因素，或者沒有志愿者對它移植到FreeBSD進行維護。另一方面，即使是通過Port來定制軟件，仍需要了解了手工編譯安裝的過程和各種編譯工具的使用，才能正常進行定制工作。

　　通常在FreeBSD下編譯并安裝應用程序并不困難，因為FreeBSD是一種非常標准的Unix，為Unix開發的標准C程序很容易就能在它上面編譯運行。

編譯和軟件工具

　　為了編譯和安裝一個應用程序，必須要了解編譯和運行軟件的一般方法。對于大型程序和要求高效率的軟件，通常用高級語言C來開發，使用C語言編譯器將C源程序編譯成執行程序。由于使用高級語言不依賴于硬件結構，這使得軟件非常容易移植。Unix不僅提供了編譯器，而且還提供了眾多的工具來幫助進行編譯和維護，最有用的工具為make。

GNU C與編譯連接過程

　　C作為一種編譯型的高級語言，這就是說運行C程序之前要將其先編譯成可執行的由機器指令構成的執行程序，因此就需要使用一個編譯器來對C源代碼進行處理，FreeBSD使用的是GNU的C編譯器。

$ cc hello.c $ ./a.out Hello, world!

　　UNIX下缺省使用a.out作為生成的文件名，可以使用-o參數指出生成的執行文件名。

　　事實上前面的編譯生成執行文件的過程由兩步組成，一是生成目標文件，通常使用.o為后綴，然后進行連接生成執行文件。因此，可以使用ar將多個目標文件組合成一個函數庫文件，而可以使用nm來查看庫文件的內容。

$ cc -c f1.c $ cc -c f2.c $ ar c mlib.a f1.o f2.o $ nm mlib.a

　　FreeBSD使用的C語言編譯器gcc是一種非常流行的，多平台、高效率的C語言編譯器，它提供了多種選項用于生成應用軟件。以下為常用的一些選項：

-L

定義連接庫文件的目錄

-I

定義C源碼的頭文件的目錄

-o

后面跟的參數為要生成的執行文件的名

-O

進行編譯優化，可以指定使用不同的優化級別，從O2到O6，每個不同的級別使用的優化設置不同。

相關的選項還有定義生成的指令碼類型的參數，如-m486生成486指令，缺省的gcc版本（2.7.2）不支持Pentium代碼。

-g

加入調試代碼，可以在完成后使用strip命令刪除用于調試的信息

-c

僅僅進行編譯而不進行連接，生成目標文件

-fPic

生成相對地址的代碼，用于最后生成動態連接庫

-static

強制生成靜態連接的程序

-aout

生成a.out格式的執行文件、目標代碼等，缺省使用ELF格式

-elf

3.0之后為缺省設置，生成ELF格式的目標和執行代碼

　　可以通過命令行參數查看當前使用的GNU C編譯器的版本：

$ cc version Gcc version 2.7.2.1

　　FreeBSD當前使用GNU的C編譯器gcc的版本為gcc 2.7.2.1，這不是 gcc編譯器的最新版本，但穩定性非常好。雖然當前新版本的gcc 2.8已經很穩定了，但是由于編譯器在系統中的重要性，編譯器出現問題會造成系統的穩定問題，因此FreeBSD還沒有轉向gcc 2.8。另一個沒有完全使用 gcc 2.8的重要原因是生成的執行文件格式問題，gcc 2.8不再支持生成a.out 執行格式的二進制程序。但完全轉向gcc 2.8版本是必然趨勢，在當前正在開發的FreeBSD 4.0-current中，已經使用了gcc 2.8作為標准配置。

　　在3.1系統中，如果想使用gcc 2.8，就需要安裝Packages Collection 中提供的gcc-2.8軟件包（或者使用Ports Collection對源代碼進行編譯）。事實上還有另外兩個更強大的根據gcc進一步開發的編譯器，pgcc支持Pentium 代碼（標准的gcc只支持生成486代碼），egcc除了支持Pentium代碼之外，還提供了更大的優化能力。這些版本是商業公司依據gcc進行的開發，但根據GPL 許可，任意使用者都可以根據需要選擇使用，使用這些編譯器版本能進一步發揮系統的能力。

make

　　通常應用程序都比較復雜，那么其源程序就不僅包括一個文件，而是由多個文件構成，這樣應用程序的編譯和連接過程就相對復雜得多。最簡單的情況下可以使用shell程序來自動完成這個任務，然而由于并不是每次都更改了所有的文件，每次都完全重新編譯所有的代碼，不但浪費了處理器資源，也使得每次作一次小改變就得編譯所有得文件，效率低下。最好是能夠按照需要，編譯改動過的代碼文件，而對沒有更新過的文件就不必重新編譯，這樣就節約了系統的處理能力。

　　如果要使用shell腳本來處理這些依賴關系來，則要求根據文件的更新時間進行維護，需要的shell腳本就比較復雜。Unix提供了一個程序──make，來幫助按照代碼之間的時間依賴關系來進行維護工作。

　　make與其他解釋語言不同，不是直接告訴make需要執行的命令，而是給定一些依賴規則，即在什么條件下應該執行什么處理，那么make就自動分析文件的更新時間，完成剩下的工作。規定make規則的文件一般命名為Makefile，這是一個make指令的集合，這個文件中包括目標定義、執行命令、宏定義和make 偽指令。下面為一個簡單的Makefile：

CC = /usr/local/bin/egcc hello: hello.c $(CC) -o hello hello.c clean: echo delete files! rm hello

　　這個例子中首先定義了一個宏CC，然后定義一個執行目標hello，這個目標依賴于hello.c文件，一旦hello.c更新，就需要執行下面的編譯指令。注意，位于定義目標之后的執行命令應該使用一個 “Tab” 制表符引導，而不是其他空白字符。執行命令中首先將宏替換為它的值，再執行egcc命令編譯程序。

　　一個Makefile文件中可以定義多個目標，如上面例子中的hello和clean，如果不使用任何命令行參數來啟動make，那么缺省使用第一個目標。為了應用其他的make目標，則必須使用make的命令行參數。

$ make clean delete files!

　　make使用的缺省文件名為當前目錄下的makefile或Makefile，如果使用其他文件，必須使用命令行參數-f指定文件名。

$ make -f newmakefile

　　GNU的make命令首先查看的文件名為GNUmakefile。

　　使用了make，對大型的應用軟件進行維護就會容易一些。然而不同的系統有一些與系統相關的定義，這些定義需要在Makefile中依據不同的系統重新設置，例如X Window的目錄等，這樣要完成可以適合多個不同系統的Makefile文件，仍然具有困難。有一些工具能幫助進行這些系統相關的設置，并生成Makefile 文件，例如X Window系統使用xmkmf命令和imake模板文件來產生本地的Makefile 文件，這樣就能正確偵知本地系統中有關X Window的正確設置，但軟件開發者首先要完成Imakefile文件，以使用xmkmf。而GNU的軟件使用autoconf工具，它使用configure命令用來偵測很多系統相關的設置，如編譯器、頭文件、庫函數等等，然后使用預設置的Makefile.in模板文件來產生相應的Makefile。有了這些工具，進行編譯各種多平台的應用程序都不再是困難的了。

未完，待續。。。　　

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