如何自己编译apue.3e中代码 & 学习写makefile

本来是搜pthread的相关资料，看blog发现很多linux程序员都看的一本神书《APUE》，里面有系统的两章内容专门讲pthread（不过是用c语言做的代码示例，这个不碍事，还是归到原来linux c++分类中了），决定把这本书打印出来，过一下这两章内容。这个系列后面的日志会根据APUE书中的内容来。

这篇日志说的内容与APUE没有直接关系，但是却是由APUE引发的。

背景是这样的：

（1）对于我这个只在windows下用vs等IDE写过一些c程序，不知道gcc是干啥的人来说，在unix下搞c就有困难（这个感觉有点儿类似于只学过开自动挡的汽车，一下子让你开手动挡了）。

（2）上来APUE的第一个demo就不能编译通过，因为APUE的所有demo代码中都包含一行include “apue.h”。翻开/apue/include/apue.h看了一眼：都是一些宏定义和函数声明，一些函数的具体实现都在/apue/lib/中了。这些东西怎么整合起来？以前在windows下好像都是用IDE建立一个工程，剩下的都是IDE给做好了。但是现在用的mac，将来在公司要用的是Linux，学会在linux下开发c c++的工程项目是早晚的事情，躲不开。

（3）如果是python这种脚本语言，只要有python解释器就OK了；但是c语言这种强类型的语言的源代码是如何变成可执行的二进制文件的？这个问题我也说不清楚。（非计算机科班出身，没学过编译原理）

上面的三个问题，恐怕也是很多只在win下开发过程序的人遇到的问题，而我就是其中一员。下面记录下解决上面困难的过程。

记录一下遇到的各种问题，通过查阅资料和推理一点儿点儿摸索着解决了（纯自己记录，非小白可直接忽略，不敢浪费大家时间）：

（一）gcc -I（搞清楚include "..."）

原书的demo中 第一行是include "apue.h"，但自己意识到“apue.h”不在当前路径下，应该把apue.h所在的路径完整写出来。 于是照猫画虎的代码如下：

#include "../apue.3e/include/apue.h"
#include <pthread.h>

void * thr_fn1(void *arg)
{
    printf(("thread 1 returning\n"));
    return ((void *));
}

void * thr_fn2(void *arg)
{
    printf(("thread 2 exiting"));
    pthread_exit((void *));
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int err;
    pthread_t tid1, tid2;
    void *tret;
    err = pthread_create(&tid1, NULL, thr_fn1, NULL);
    err_exit(err, "can't");
    return ;
}

但马上觉得上述的代码有问题：如果apue.h的路径改了，那岂不是所有源代码中的include “apue.h”都要跟着改？这样肯定不科学。

于是查阅了一下gcc命令（http://blog.sina.com.cn/s/blog_57295811010008pj.html），知道了-I这个选项，可以把include "..."包含的文件路径放在-I后面。于是做了如下修改：

#include "apue.h"

并执行命令：gcc -I../apue.3e/include 11.3.c -pthread

得到了如下结果：

报错的内容就是说err_exit()这个函数找不到吧（这个时候不知道ld是什么意思，linker是啥也不知道）

于是推理一下：可能是只有apue.h头文件，gcc的过程中没有找到实际函数实现吧。

去翻翻发现apue.h中有一句话：

void    err_exit(int, const char *, ...) __attribute__((noreturn));

这就是一句函数声明。

那么函数实体在哪里呢？到这里有点儿瞎，因为原书给的文件很大，那么多的文件上哪找err_exit呢？

即使找到的err_exit()的函数定义，又怎么让包含err_exit()函数定义的这个文件与demo文件合在一起呢？线索断了。

（二）make命令以及Makefile （在unix下自己完成win下IDE完成的事情）

接着（一），瞎查了半天没有什么结果，纠结了一会儿。

一个偶然的想法让我在解决问题的路上去学了下make以及Makefile。

由于书上的demo毕竟是在ubuntu上运行的，而我的电脑是mac系统，虽说都是unix，但是会不会是我的系统有问题或者gcc版本这类的问题导致不能编译通过呢？于是，我就想试试，能不能在APUE提供的源代码目录下编译通过呢？

这时候，我找到了APUE提供的源码文件夹中的Makefile文件，如下：

ROOT=..
EXTRALIBS=-pthread
PLATFORM=$(shell $(ROOT)/systype.sh)
include $(ROOT)/Make.defines.$(PLATFORM)

BAR =
ifeq "$(PLATFORM)" "macos"
  TLOCK =
  EXTRALIBS=-pthread
else
  TLOCK = timedlock
endif
ifeq "$(PLATFORM)" "linux"
  BAR = barrier
  EXTRALIBS=-pthread -lrt -lbsd
endif
ifeq "$(PLATFORM)" "freebsd"
  BAR = barrier
  EXTRALIBS=-pthread
endif
ifeq "$(PLATFORM)" "solaris"
  BAR = barrier
  EXTRALIBS=-lpthread -lrt
endif

PROGS = badexit2 cleanup exitstatus threadid

all:    $(PROGS) condvar.o maketimeout.o mutex1.o mutex2.o mutex3.o rwlock.o $(TLOCK) $(BAR)

$(PROGS):    $(LIBAPUE)
        $(CC) $(CFLAGS) $@.c -o $@ $(LDFLAGS) $(LDLIBS)

clean:
    rm -f $(PROGS) $(TEMPFILES) *.o $(TLOCK) $(BAR)

include $(ROOT)/Make.libapue.inc

之前听说过，Makefile貌似是告诉系统去怎么编译源代码这类的。于是，上网搜了如下的资料，对make和Makefile进行了下突击：

中文的blog：

http://blog.csdn.net/liang13664759/article/details/1771246

youtube上的20分钟视频：

https://www.youtube.com/watch?v=aw9wHbFTnAQ

视频中提到的可以查阅的规范资料：http://www.gnu.org/software/make/manual/make.html

OK，看过上面的内容，我就试试在这个文件夹下直接make吧。得到了下面的结果：

编译通过了！并且运行了可执行文件，也与书中的结果一样。

这就证明了，这个demo源代码是可以被正确编译调试的，肯定是我中间哪个环节没弄对。线索又续上了。

 

（三）gcc -L -l (链接的过程)

接着（二），上图中执行make命令是对pthreads这一章所有demo的源代码进行编译了，我从中抽出来了关心的那一条：

gcc -ansi -I../include -Wall -DMACOS -D_DARWIN_C_SOURCE  threadid.c -o threadid  -L../lib -lapue -pthread

自己运行的命令照比make执行的命令主要少了红字的那一块。原来，是-L -l告诉了gcc，函数err_exit()的具体实现在哪里的啊。

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插播：突然想起来自己买过一本书《程序员的自我修养》，里面讲了编译、链接什么的。

于是赶紧读了读，搞清楚点儿。也是在那本书中，知道了“链接”是一个很重要的过程，把

不同模块拼在一起组成最后的完整的程序。

插播结束。

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-l后面接的“apue”应该是库文件的名字（linux静态库文件一般以libXXX.a的形式，XXX就是-l后面跟着的名字），于是自然就想看看这个apue库文件的样子

（四）sublime的陷阱 （有些格式的文件，sublime不显示）

先找了下原书提供的代码文件中的lib文件夹；果然，找到了err_exit()函数的实现文件：error.c

大家可以看到，本人用的编辑器是sublime text2。为什么要提一下这个编辑器？后面马上说，如何被编辑器的设置给坑了。

看看sublime左侧边栏中，lib文件夹下也没有这样的文件啊，难倒还有其他的坑么？到这里又有些纠结了

（1）现在源文件所在目录已经找到了

（2）也知道-L把外部的库文件路径告诉gcc，-l告诉gcc应该具体用哪个库文件了

于是我在网上搜了一下（如这篇blog，http://www.cnblogs.com/showna/articles/1013399.html），库文件确实都是lib开头，.a .dylib结尾的这类啊。难倒库文件在lib文件夹中丢了？还是有其他的说道？。

正在郁闷的时候，用iTerm命令行进入了lib文件夹下面，突然展现了惊人的一幕：

喵了个咪的，这个apue库文件.a、编译后的目标文件.o都有啊！原来只是sublime的左边栏中没有这些.o和.a文件啊。

于是，知道被sublime给坑了。很快上网搜到了原因，在sublime的Preferences选中中有如下的几行默认配置：

在sublime默认中，.a .o .lib这些扩展名的文件都不显示啊！！！

到了这里，终于把这一系列问题搞清楚了（这个过程大概持续了一白天），总结下原因：

（1）对编辑器特性不熟悉（不知道有些文件还自动过滤了不显示），这个只能靠实践去磨了

（2）对于程序由源代码到可执行文件的原理不了解。以前在windows平台很多事情都VS做了，用Eclipse写Java就更省事儿了；现在需要自己写Makefile去做，就要把每个环节都搞清楚。这个光靠实践不行，还得去系统的学学，比如《程序员的自我修养》这本书就是非常好的内容。遂决定读。