La présentation traite des outils de construction d'applications open source dans un contexte de recherche, en abordant des systèmes comme GNU Autotools, CMake, et SCons. Elle détaille les étapes de construction d'applications (préprocesseur, compilation, édition des liens) et aborde les limitations du système Make traditionnel. L'auteur souligne l'importance de l'intégration continue et la nécessité de systèmes adaptés à l'évolution rapide des projets logiciels.

1. ENVOL - Outils de construction
formation pour le dEveloppemeNt et la ValOrisation des Logiciels en
environnement de recherche
Organisation par le projet PLUME et les reseaux Calcul et DevLog
Johan Moreau
IRCAD
27 septembre 2010
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 1 / 98

2. Le document :
Cette presentation a ete faite avec des outils opensource et libre dans
le but de presenter des outils de construction d'applications eux-aussi
opensource.
N'hesitez pas a m'envoyer vos remarques ou corrections sur
johan.moreau sur gmail.com
Ce document est distribue sous licence Creative Commons
Attribution-ShareAlike 2.0
La session :
Des sequences de slides emmelees avec des exemples de codes
Des questions (et je l'espere des reponses) a tout moment
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3. Sommaire
Sommaire
Le but de cette presentation est de decouvrir les outils de construction
d'applications dans le contexte d'un laboratoire de recherche.
1. La construction d'application
2. Les GNU Autotools
3. CMake
4. SCons
5. QMake, MSBuild, Ant, Maven, ...
Conclusion
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4. La construction d'application
1. La construction d'application
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5. La construction d'application
Sommaire
La construction d'application
Quelques rappels et remarques
Les Make

6. le
Les limitations et les solutions
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7. La construction d'application Quelques rappels ...
Les processus de construction simple
On parle ici des logiciels permettant d'automatiser (ordonnancer et piloter)
l'ensemble des actions (preprocesseur, compilation, editions des liens, etc.)
contribuant, a partir de donnees sources, a la production d'un (ensemble)
logiciel.
Les termes anglais sont Software Build1 ou Build automation2.
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8. La construction d'application Quelques rappels ...
Preprocesseur 3
Il s'agit d'une etape permettant des transformations sur un code
source.
Dans le monde C/C++, la commande du preprocesseur la plus
repandue est include qui a pour but de recopier le contenu du

9. chier
indique en param^etre. (A noter la dierence avec les package en
java, import en Python et co)
On peut aussi utiliser le preprocesseur pour faire des macros via
de

10. ne en C/C++ par exemple, de compilation conditionnelle, de la
meta-programmation, etc ...
A noter que les conventions de codage demande souvent de limiter
l'usage du preprocesseur (retours d'erreurs du compilateur)
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11. La construction d'application Quelques rappels ...
Compilation 5
Il s'agit d'une etape traduisant un code d'un langage vers du code en
langage machine (reel ou virtuel)
Le langage machine est soit directement interprete par la machine soit
interprete par une machine virtuelle4. Dans ce dernier cas on peut
citer Java ou DotNet.
Les phases (traditionelles) :
analyses lexicale, syntaxique puis semantique,
generation du code intermediaire puis optimisation,
generation du code objet
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12. La construction d'application Quelques rappels ...
Edition des liens 6
L'edition des liens est un processus qui permet de creer des

13. chiers
executables ou des bibliotheques dynamiques ou statiques, a partir de

14. chiers objets.
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15. La construction d'application Quelques rappels ...
Un peu de compilation donc ... Exemple en C sous UNIX
Il faut deja organiser un peu ses

16. chiers, par exemple
Pour C/C++, speration des declarations et implementations
Pour Java, regroupement par package
...
Ensuite organiser son code :
#ifdef DEBUG pour C par exemple (a activer sur la ligne de
commande : gcc -DDEBUG=1

17. chier.c)
Pour Java, regroupement par package
...
cc : Supprime les commentaires, eectue les inclusions et les
macros,...
cc1 : Converti le code C en assembleur
as : Assemblage des

18. chiers assembleurs, genere les

19. chiers objets
ld : Determine les adresses memoires des symboles et lie les

20. chiers
objets entre eux
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21. La construction d'application Quelques rappels ...
La construction dans le monde reel
Cette suite semble

22. xe et standard et donc totalement automatisable !
Mais en realite :
Plusieurs langages avec chacun ses speci

23. cites
Des variantes dans les langages (gtk vs Qt par exemple)
Problemes du multiplateforme/architecture/distribution
Grand nombre de

24. chiers et de cibles
Il faut des outils pour assister le developpeur dans cette phase.
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25. La construction d'application Quelques rappels ...
La construction d'applications C/C++
Cette presentation n'illustrera que les principes les plus courants de la
construction d'applications C/C++
On ne parlera que tres peu des systemes embarques dans les IDE
On laissera les problemes lies aux compilateurs de c^otes
On ne parlera que tres peu des outils/besoins post-compilation (test
unitaires, packaging, etc ...)
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26. La construction d'application Quelques rappels ...
A long time ago, in a galaxy far far away... 9
Jusqu'a la

27. n des annees 70, les programmes etaient petits.
En 1977, le Dr Stuart I Feldman (Bell Labs) invente l'outil Make
L'outil rencontre un succes immediat.
En 1997, Peter Miller ecrit l'article : Recursive Make Considered
Harmful7.
Depuis de nombreux outils essayent d'ameliorer de processus 8.
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28. La construction d'application Les Make

29. le
La syntaxe du Make

30. le
Le

31. chier Make

32. le est compose de plusieurs regles de la forme :
cible : dependances
TAB commandes
cible : dependances
TAB commandes
Chaque commande est precedee d'une tabulation :
Make

33. le
prog : main.o functions .o
gcc o prog main.o functions .o
main.o : main.c functions .h
gcc c main.c
functions .o : functions .c functions .h
gcc c functions .c
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34. La construction d'application Les Make

35. le
Les evaluations de regles
Lors de l'utilisation de la commande make cible
Evaluation de la regle dont la cible est passee en argument a make
Evaluation de la premiere regle rencontree (s'il n'y a pas d'argument)
Les dependances sont analysees
Si une dependance n'est pas a jour on tente de la resoudre
Si cette dependance est cible d'une autre regle du Make

36. le alors cette
regle est a son tour evaluee
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37. La construction d'application Les Make

38. le
Les cibles classiques
all
Generation de toutes les cibles
.PHONY
Les dependances de cette cible sont toujours regenerees
clean
Suppression des

39. chiers intermediaires
Mproper / distclean
clean+ suppression des

40. chiers cibles
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41. La construction d'application Les Make

42. le
Les variables
Declaration de variables via NOM=VALEUR. Les variables traditionnelles :
CFLAGS : options du compilatuer C (CXXFLAGS pour C++)
LDFLAGS : options de l'editeur de liens
...
Les variables internes :
$@ : la cible
$ : la 1ere dependance
$^ : la liste des dependances
$* : le nom de la cible sans suxe
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43. La construction d'application Les Make

44. le
Et plus encore ...
Les conditionnelles :
ifeq .... else .... endif
La recherche de dependances :
Utilisation de la variable VPATH/vpath (VPATH = src :../headers)
Les appels imbriques :
cd $(SRC DIR) $(MAKE) $@
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45. La construction d'application Les limitations et les solutions
Quels reproches au Make ancestral ?
Pas vraiment portable/multiplateforme : base sur des scripts shell et
des proprietes du systeme de

46. chiers. De plus les evolutions des
descandants (GNU Make, ...) ont des implementations particulieres
pour les fonctions manquantes (if-then-else par exemple).
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 19 / 98

47. La construction d'application Les limitations et les solutions
Quels reproches au Make ancestral ?
Pas vraiment portable/multiplateforme : base sur des scripts shell et
des proprietes du systeme de

48. chiers. De plus les evolutions des
descandants (GNU Make, ...) ont des implementations particulieres
pour les fonctions manquantes (if-then-else par exemple).
Diculte a monter en charge : L'evolution du code qui est necessaire
dans les gros projets s'articule souvent autour de changement
d'arborescence ou de renommage de partie de code. Ceci entraine de
nombreux changements manuels dans les Make

49. le.
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 19 / 98

50. La construction d'application Les limitations et les solutions
Quels reproches au Make ancestral ?
Pas vraiment portable/multiplateforme : base sur des scripts shell et
des proprietes du systeme de

51. chiers. De plus les evolutions des
descandants (GNU Make, ...) ont des implementations particulieres
pour les fonctions manquantes (if-then-else par exemple).
Diculte a monter en charge : L'evolution du code qui est necessaire
dans les gros projets s'articule souvent autour de changement
d'arborescence ou de renommage de partie de code. Ceci entraine de
nombreux changements manuels dans les Make

52. le.
Le langage du Make

53. le ajoute une complexite qui n'a pas de raison
d'^etre. De plus il est relativement limite.
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 19 / 98

54. La construction d'application Les limitations et les solutions
Quels reproches au Make ancestral ?
Pas vraiment portable/multiplateforme : base sur des scripts shell et
des proprietes du systeme de

55. chiers. De plus les evolutions des
descandants (GNU Make, ...) ont des implementations particulieres
pour les fonctions manquantes (if-then-else par exemple).
Diculte a monter en charge : L'evolution du code qui est necessaire
dans les gros projets s'articule souvent autour de changement
d'arborescence ou de renommage de partie de code. Ceci entraine de
nombreux changements manuels dans les Make

56. le.
Le langage du Make

57. le ajoute une complexite qui n'a pas de raison
d'^etre. De plus il est relativement limite.
Les veri

58. cations d'evolutions de code sont super

59. cielles.
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 19 / 98

60. La construction d'application Les limitations et les solutions
Quels reproches au Make ancestral ?
Pas vraiment portable/multiplateforme : base sur des scripts shell et
des proprietes du systeme de

61. chiers. De plus les evolutions des
descandants (GNU Make, ...) ont des implementations particulieres
pour les fonctions manquantes (if-then-else par exemple).
Diculte a monter en charge : L'evolution du code qui est necessaire
dans les gros projets s'articule souvent autour de changement
d'arborescence ou de renommage de partie de code. Ceci entraine de
nombreux changements manuels dans les Make

62. le.
Le langage du Make

63. le ajoute une complexite qui n'a pas de raison
d'^etre. De plus il est relativement limite.
Les veri

64. cations d'evolutions de code sont super

65. cielles.
Il n'y pas de systeme de detection implicite de dependances
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 19 / 98

66. La construction d'application Les limitations et les solutions
Ce qui a change aussi ...
Precedement :
Compiler votre code
Faire la liaison avec les librairies (statiques/dynamiques)
Distribuer sous forme de sources ou de binaires
Maintenant, en plus :
Executer les tests unitaires (voir fonctionnels)
Faire un Installeur (msi, deb, rpm, installshield, ...)
Gerer les problematiques d'internationalisation
Generer la documentation developpeur et utilisateur, les metriques, ...
A ceci s'ajoute une tendance depuis 2000 : l'integration continue
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 20 / 98

67. La construction d'application Les limitations et les solutions
La notion d'integration continue 10
L'idee : veri

68. er a chaque modi

69. cation de code source que le resultat des
modi

70. cations ne produit pas de regression du logiciel (donc l'executable,
mais aussi la documentation, les metriques, ...)
Ceci implique donc une construction
rapide
exible
standardisee (un minimum d'outils)
identique pour toutes les cibles (OS, architecture, ...)
A partir de la, nous pouvons imaginer la production de livrables, de
versions journalieres(nightly build), des deploiements automatiques, la
generation automatique de l'historique (release notes), etc ...
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 21 / 98

71. La construction d'application Les limitations et les solutions
Evolution forte au milieu des annees 90
Apparition des methodes agiles
Developpement du marche Web
Augmentation des langages et plateformes
Croissance de l'opensource
L'ensemble de ces facteurs pousse a avoir un systeme optimum pour la
construction d'application.
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 22 / 98

72. La construction d'application Les limitations et les solutions
Vraiment un probleme nouveau ?
Debut des annees 90 :
imake pour XFree86
Cygnus et les gcc con

73. gure script pour les outils GNU
autoconf
C'est cette derniere initiative qui f^ut la bonne.
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 23 / 98

74. La construction d'application Les limitations et les solutions
La reponse du monde libre
Creation d'autoconf en 1991 par David J. MacKenzie : apparition du
script con

75. gure et des

76. chiers Make

77. le.in
Utilisation de m4 et adoption des conventions issues de GNU
Puis passage au con

78. gure.in
En

79. n, 1994-09-19 First CVS commit11
Le choix qui a ete fait ici a ete de s'appuyer sur les fonctionnalites
presentes sur le systeme en les testant (la partie con

80. gure), d'utiliser des
outils de construction traditionnels (make, ...) et d'installer le produit de la
compilation suivant des standards.
De plus, il n'y aucun lien avec les environnements de travail des
developpeurs (IDE).
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 24 / 98

81. La construction d'application Les limitations et les solutions
Les autres reponses qui ont suivies
Ant, http://ant.apache.org
CMake, http://www.cmake.org
Jam/BJam, http://www.perforce.com/jam/jam.html
Maven, http://maven.apache.org
MSBuild, http://http://en.wikipedia.org/wiki/MSBuild
Qmake, http://en.wikipedia.org/wiki/Qmake
Scons, http://www.scons.org
Sconspiracy, http://code.google.com/p/sconspiracy
Waf, http://code.google.com/p/waf
Attention au syndrome du NIH : Not Invented Here 12
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 25 / 98

82. La construction d'application Les limitations et les solutions
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 26 / 98

83. GNU Autotools
2. GNU Autotools
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 27 / 98

84. GNU Autotools
Sommaire
GNU Autotools
Les bases de GNU Autotools
GNU Autotools dans le detail
La gestion des bilbiotheques
Conclusion
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 28 / 98

85. GNU Autotools Les bases de GNU Autotools
Les references
Les sources d'informations qui ont ete utilisees pour cette partie :
http ://www.gnu.org/software/autoconf/
http ://en.wikipedia.org/
http ://sourceware.org/autobook/
http ://www.lrde.epita.fr/ adl/autotools.html
http ://www.infres.enst.fr/ dax/polys/con

86. gure/
http ://fsmsh.com/2754
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 29 / 98

87. GNU Autotools Les bases de GNU Autotools
GNU Autotools
Licence GPL, cree en 1992
Ecrit en shell + m4
Combinaison d'outils
Generation automatique de make

88. le
Make

89. les generiques, parametrables
Con

90. gures automatiquement selon la plateforme
Bonne portabilite des developpements
Construction simple et transparente pour l'utilisateur :
./con

91. gure,make,make install
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 30 / 98

92. GNU Autotools Les bases de GNU Autotools
GNU Autotools, un ensemble d'outils
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 31 / 98

93. GNU Autotools Les bases de GNU Autotools
On peut simpli

94. er un peu...
On peut simpli

95. er les 1eres etapes : autoreconf
La sequence serait donc :
Creation du con

96. gure.ac
Creation des Make

97. le.am
Lancement de autoreconf {install
Lancement de con

98. gure
Lancement de make
Lnacement de make install
Bon allez, on se lance...
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 32 / 98

99. GNU Autotools Les bases de GNU Autotools
Notre petit Hello World
src/main.c
#include stdio.h
int main(int argc, char* argv [])
f
printf (Hello Worldnn);
return 0;
g
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 33 / 98

100. GNU Autotools Les bases de GNU Autotools
Les 3

101. chiers a editer
con

102. gure.ac
AC_INIT([amhello], [1.0], [bug-report@address])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_PROG_CC
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AC_CONFIG_FILES([Makefile src/Makefile])
AC_OUTPUT
Make

103. le.am
SUBDIRS = src
src/Make

104. le.am
bin_PROGRAMS = hello
hello_SOURCES = main.c
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 34 / 98

105. GNU Autotools GNU Autotools dans le detail
Notre con

106. gure.ac
con

107. gure.ac
AC_INIT([amhello], [1.0], [bug-report@address])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_PROG_CC
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AC_CONFIG_FILES([Makefile src/Makefile])
AC_OUTPUT
Initialisation Autoconf (nom, version, @ de support, ...)
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 35 / 98

108. GNU Autotools GNU Autotools dans le detail
Notre con

109. gure.ac
con

110. gure.ac
AC_INIT([amhello], [1.0], [bug-report@address])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_PROG_CC
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AC_CONFIG_FILES([Makefile src/Makefile])
AC_OUTPUT
Initialisation Autoconf (nom, version, @ de support, ...)
Initialisation Automake (remonte les erreurs, ...)
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 35 / 98

111. GNU Autotools GNU Autotools dans le detail
Notre con

112. gure.ac
con

113. gure.ac
AC_INIT([amhello], [1.0], [bug-report@address])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_PROG_CC
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AC_CONFIG_FILES([Makefile src/Makefile])
AC_OUTPUT
Initialisation Autoconf (nom, version, @ de support, ...)
Initialisation Automake (remonte les erreurs, ...)
Utilisation du compilateur C
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 35 / 98

114. GNU Autotools GNU Autotools dans le detail
Notre con

115. gure.ac
con

116. gure.ac
AC_INIT([amhello], [1.0], [bug-report@address])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_PROG_CC
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AC_CONFIG_FILES([Makefile src/Makefile])
AC_OUTPUT
Initialisation Autoconf (nom, version, @ de support, ...)
Initialisation Automake (remonte les erreurs, ...)
Utilisation du compilateur C
Declare con

117. g.h pour les ent^etes
Johan Moreau (IRCAD) ENVOL - Outils de construction 27 septembre 2010 35 / 98

118. GNU Autotools GNU Autotools dans le detail
Notre con

119. gure.ac
con

120. gure.ac
AC_INIT([amhello], [1.0], [bug-report@address])
AM_INIT_AUTOMAKE([foreign -Wall -Werror])
AC_PROG_CC
AC_CONFIG_HEADERS([config.h])
AC_CONFIG_FILES([Makefile src/Makefile])
AC_OUTPUT
Initialisation Autoconf (nom, version, @ de support, ...)
Initialisation Automake (remonte les erreurs, ...)
Utilisation du compilateur C
Declare con

121. g.h pour les ent^etes
Declare Make

122. le et src/Make