U-boot主Makefile分析
阿新 • • 發佈：2018-12-31
原文:http://blog.csdn.net/qq_28992301/article/details/51802885
U-boot主Makefile分析
主Makefile位於uboot原始碼的根目錄下，其內容主要結構為：
1. 確定版本號及主機資訊
2. 實現靜默編譯功能
3. 設定各種路徑
4. 設定編譯工具鏈
5. 設定規則
6. 設定與cpu相關的偽目標
需要注意的是，結構順序不代表程式碼執行順序，關於程式碼的執行順序以及推薦閱讀順序請移步 [ U-boot配置及編譯階段流程巨集觀分析 ]
1.確定版本號及主機資訊
VERSION = 1
PATCHLEVEL = 3
SUBLEVEL = 4
EXTRAVERSION =
U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
VERSION_FILE = $(obj)include/version_autogenerated.h
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- 這四個變數的含義依次為：主版本號、次版本號、再次版本號、附加的版本資訊（值為空，可以給使用者使用）
- U-Boot_VERSION這個變數的值為真正的uboot版本號，易知其值為1.3.4
- VERSION_FILE變數的值是一個.h檔案，注意=是並行賦值的意思，類似於Verilog語言中的<=。要注意:=（可以理解為序列賦值）和=的區別。$(obj)這個變數是在後面定義並賦值的，其值是編譯輸出路徑
- version_autogenerated.h這個檔案是在make之後自動生成的，檔案內容是一條巨集，這條巨集給將其他.c檔案提供uboot的版本號
HOSTARCH := $(shell uname -m | \
sed -e s/i.86/i386/ \
-e s/sun4u/sparc64/ \
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- makefile的函式呼叫與變數呼叫很類似，格式是$( function arguments)，其實上面一大段的意思是變數HOSTARCH的值是一個函式的返回值
- shell是makefile中的一個函式，$(shell XXX)會被解析成執行shell命令XXX；此處是執行了一條 uname -m |sed -e ……，符號 \是makefile的換行符
- 其中，|是shell語法中的管道結構，例如：XXX | YYY ，表示式XXX 的輸出將作為表示式YYY的輸入，YYY的輸出才是整句表示式的輸出
- uname -m 指令將輸出負責編譯的主機cpu架構，比如ixx86；sed -e是替換命令，比如把ixx86替換為i386
- 由此可見這個HOSTARCH變數的值將得到負責編譯的主機cpu架構。大部分情況下我們得到的都是i386
HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \
sed -e 's/\(cygwin\).*/cygwin/')
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- 這個HOSTOS變數和上一句HOSTARCH變數的原理類似，管道第一部分uname -s會得到負責編譯的主機的OS，比如Linux
- 管道第二部分是將大寫轉換成小寫
- 管道第三部分的意思是如果前面一個部分得到了cygwin系統，則格式要轉換一下。不必深究，因為cygwin基本沒人用……
- 由此可見這個HOSTOS變數的值將得到負責編譯的主機作業系統，大部分情況下我們得到的都是linux
export HOSTARCH HOSTOS- 1
- 匯出上面兩個變數到全域性，使其為環境變數，讓其他的檔案也可以使用架構和系統資訊
2.實現靜默編譯功能
# Allow for silent builds
ifeq (,$(findstring s,$(MAKEFLAGS)))
XECHO = echo
else
XECHO = :
endif
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- 這整段是為了實現make的靜默選項功能，其中，findstring一個函式，$(findstrings, $ (MAKEFLAGS))功能是從$(MAKEFLAGS)中找出字元‘s’
- $(MAKEFLAGS)是make的flag（選項），如果在控制檯中輸入make -s，則$(MAKEFLAGS)的值為‘s’
- 如果$(findstring $(MAKEFLAGS))沒找到‘s’，這個表示式的值為空，則ifeq（）為真，即make時無需靜默
- 無需靜默的實現方法是令變數XECHO值為關鍵字echo，因為makefile中每次需要列印都會使用XECHO，而不是直接使用echo本身
- 靜默make的實現方法是令變數XECHO值為空，當makefile需要列印時會呼叫XECHO，由於其為空，故無法列印make資訊
- 注：編譯工具鏈的資訊是永遠列印的，和make的靜默選項無關
3.設定各種路徑
- 這裡開始闡述了makefile所支援的“單獨外部路徑編譯”，它的原理和keil把.o、.l、.bin、.a等中間檔案放在單獨的資料夾內的原理相同，都是為了使原始碼更簡潔明瞭，防止被中間檔案汙染；以及為了同時維護多個配置編譯方式
- 若要使用單獨外部路徑編譯，有兩種方法，方法一：例如在控制檯中輸入 make O=/tmp/build ，將輸出資料夾路徑作為引數
- 方法二：匯出環境變數，即export BUILD_DIR=/tmp/build
- 注：方法一的優先順序高，會覆蓋方法二。而且方法一必須每次輸入make時都要輸入引數（不論是make clean還是make config 的時候），格式如make O=/tmp/build disclean
ifdef O
ifeq ("$(origin O)", "command line")
BUILD_DIR := $(O)
endif
endif
ifneq ($(BUILD_DIR),)
saved-output := $(BUILD_DIR)- 1
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- 上面這段是方法一的具體實現，如果make時輸入引數 O=/tmp/build，那麼makefile會認為定義了變數O，於是乎這段程式碼會開始執行
- 其中，$(origin O)中origin是函式名，$(origin O)的功能是返回變數O的來源；由此可知，如果O的來源是控制檯命令，則變數BUILD_DIR的值就是變數O的值
- 然後進行一個判斷，如果變數BUILD_DIR不為空，則變數saved-output的值為BUILD_DIR，即saved-output的值也是輸出資料夾路徑
# Attempt to create a output directory.
$(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] || mkdir -p ${BUILD_DIR})- 1
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- 上面這句是shell語法中簡寫的if表示式，其作用是當輸出資料夾路徑不存在時就建立它
- 其中包含兩個表示式，表示式1||表示式2，當表示式1為真時，表示式2不會被直譯器執行，因為總結果一定為真，（儘管總的結果沒有意義）。唯有表示式1為假時，直譯器才會去執行表示式2，這樣就能用邏輯表示式來實現if語句的功能了
- 表示式1中，方括號是固定用法，是為了突出裡面表示式的作用是判斷語句。-p是shell中判斷路徑是否存在的符號，如果路徑存在則為表示式1為真；如果路徑不存在，表示式1為假，直譯器會執行表示式2，即建立輸出資料夾路徑。
# Verify if it was successful.
BUILD_DIR := $(shell cd $(BUILD_DIR) && /bin/pwd)
$(if $(BUILD_DIR),,$(error output directory "$(saved-output)" does not exist))
endif # ifneq ($(BUILD_DIR),)- 1
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- 這整個一段功能是確保輸出資料夾路徑建立成功，&&的功能是連續執行兩句語句，當cd $(BUILD_DIR)執行完後，執行/bin/pwd，即列印當前路徑；
- $(if xxx，yyy，zzz）是makefile的判斷函式，如果xxx為真，則執行yyy並返回值，否則執行zzz並返回值，由此可知如果未成功建立BUILD_DIR，就會輸出錯誤列印資訊；
- 最後一句應該是被註釋掉了……
OBJTREE := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))
SRCTREE := $(CURDIR)
TOPDIR := $(SRCTREE)
LNDIR := $(OBJTREE)
export TOPDIR SRCTREE OBJTREE- 1
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- 這段程式碼是設定並匯出了很多和路徑有關的環境變數
- 如果BUILD_DIR不為空，OBJTREE（放產生的.o檔案）的值就為BUILD_DIR，如果為空，則OBJTREE的值就為CURDIR（即current direction，當前原始碼所在的目錄）
- SRCTREE的值為當前原始碼所在目錄，TOPDIR的值為SRCTREE的值即當前原始碼所在目錄，LNDIR（應該是放連結產生的檔案）的值和OBJTREE相同
MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig
export MKCONFIG
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- 將變數MKCONFIG的值設定為當前原始碼目錄下的mkconfig檔案，並將其匯出為環境變數,這個shell指令碼檔案是正式make之前的配置指令碼，十分重要
ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
REMOTE_BUILD := 1
export REMOTE_BUILD
endif
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- 判斷OBJTREE的值和SRCTREE的值是否不相等，即判斷是否使用了“單獨外部路徑編譯”，如果使用了這個功能，則REMOTE_BUILD值為1，並將其匯出至全域性
# $(obj) and (src) are defined in config.mk but here in main Makefile
# we also need them before config.mk is included which is the case for
# some targets like unconfig, clean, clobber, distclean, etc.
ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
obj := $(OBJTREE)/
src := $(SRCTREE)/
else
obj :=
src :=
endif
export obj src
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- 這一段的意思非常簡單，判斷OBJTREE的值和SRCTREE的值是否不相等，即判斷是否使用了“單獨外部路徑編譯”功能，如果使用了這個功能， 則將obj的值賦為OBJTREE的值，將src的值賦為SRCTREE的值；反之，值都為空。最後將他們全部匯出至全域性
4.設定編譯工具鏈（大部分在config.mk內）
ifeq ($(ARCH),powerpc)
ARCH = ppc
endif
ifeq ($(obj)include/config.mk,$(wildcard $(obj)include/config.mk))
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- 開頭三句是powerpc架構的名稱轉換。
- 最後一句$(wildcard xxx) 引數xxx是一個檔名格式(可使用萬用字元)，這個函式的返回值是一列和格式匹配且真實存在的檔案的名稱。但是這句應該沒什麼意義，因為連endif都沒有……
# load ARCH, BOARD, and CPU configuration
include $(obj)include/config.mk
export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC- 1
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- config.mk這個檔案其實uboot原始碼中是不存在的，它是由配置過程中由mkconfig這個指令碼建立的， 也就是make之前的一步——make x210_sd_config（這個目標在2600多行），它會去執行根目錄下mkconfig這個指令碼，指令碼中將建立include/config.mk並將引數填充進去。
- config.mk的內容分別定義了ARCH CPU BOARD VENDOR SOC這幾個變數的值，通過把這個.mk檔案include進來，其內容將在本makefile中原地展開
- 本Makefile得到這幾個變數值後再將它們匯出到環境變數
ifndef CROSS_COMPILE
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE =
else
ifeq ($(ARCH),ppc)
CROSS_COMPILE = ppc_8xx-
endif
ifeq ($(ARCH),arm)
#CROSS_COMPILE = arm-linux-
#CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/4.4.1-eabi-cortex-a8/usr/bin/arm-linux-
#CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/4.2.2-eabi/usr/bin/arm-linux-
CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-
endif
ifeq ($(ARCH),i386)
CROSS_COMPILE = i386-linux-
endif
ifeq ($(ARCH),mips)
CROSS_COMPILE = mips_4KC-
endif
#......中間略去
endif # sparc
endif # HOSTARCH,ARCH
endif # CROSS_COMPILE
export CROSS_COMPILE- 1
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- 這上面一整段是配置交叉編譯工具鏈的字首，即arm-none-linux-gnueabi- ，一旦確定了字首，加上字尾就能定義在編譯過程中用到的各種工具，如ar、gcc等；
- 字首的選擇是通過前面獲得的變數ARCH（目標cpu的架構）來判斷的
# load other configuration
include $(TOPDIR)/config.mk- 1
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- 這裡包含了一個原始碼目錄下的config.mk檔案，和之前的那個x210_sd_config生成的include/config.mk不同，這個.mk檔案是原始碼自帶的，對編譯屬性和連結屬性進行了很多設定
- 這個位於根目錄的config.mk被include進來，將在原地展開，但是由於程式碼量較大，故其註釋寫在了config.mk裡面，請移步 [ U-boot根目錄下的config.mk詳盡分析 ]
5.設定規則
OBJS = cpu/$(CPU)/start.o
ifeq ($(CPU),i386)
OBJS += cpu/$(CPU)/start16.o
OBJS += cpu/$(CPU)/reset.o
endif
ifeq ($(CPU),ppc4xx)
OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.o
endif
ifeq ($(CPU),mpc85xx)
OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.o
endif
OBJS := $(addprefix $(obj),$(OBJS))
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- 這裡將眾多.o檔案賦給了OBJS變數，這個變數會成為後面目標u-boot的依賴
- 其中用到了多次+=賦值符號，此賦值符號的含義其實是在變數原本的值後面在續上新的值，就是額外新增的意思
LIBS = lib_generic/libgeneric.a
LIBS += $(shell if [ -f board/$(VENDOR)/common/Makefile ]; then echo \
"board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).a"; fi)
LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
ifdef SOC
LIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
endif
ifeq ($(CPU),ixp)
LIBS += cpu/ixp/npe/libnpe.a
endif
LIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a \
fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.a
LIBS += net/libnet.a
LIBS += disk/libdisk.a
LIBS += drivers/bios_emulator/libatibiosemu.a
#......中間略去
ifeq ($(CPU),mpc83xx)
LIBS += drivers/qe/qe.a
endif
ifeq ($(CPU),mpc85xx)
LIBS += drivers/qe/qe.a
endif
LIBS += drivers/rtc/librtc.a
#......中間略去
LIBS += post/libpost.a
LIBS := $(addprefix $(obj),$(LIBS))
.PHONY : $(LIBS) $(VERSION_FILE)
LIBBOARD = board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
LIBBOARD := $(addprefix $(obj),$(LIBBOARD))
# Add GCC lib
PLATFORM_LIBS += -L $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`) -lgcc
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- 將眾多.a庫檔案賦給了LIBS變數，以及將和板子有關的.a檔案賦給了LIBBOARD變數，這兩個變數會成為後面目標u-boot的依賴
SUBDIRS = tools \
examples \
api_examples
.PHONY : $(SUBDIRS)
ifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)
NAND_SPL = nand_spl
U_BOOT_NAND = $(obj)u-boot-nand.bin
endif
ifeq ($(CONFIG_ONENAND_U_BOOT),y)
ONENAND_IPL = onenand_bl1
U_BOOT_ONENAND = $(obj)u-boot-onenand.bin
endif
__OBJS := $(subst $(obj),,$(OBJS))
__LIBS := $(subst $(obj),,$(LIBS)) $(subst $(obj),,$(LIBBOARD))
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- 根據autoconf.mk中nand和onenand的CONFIG做了一個判斷，是否使用相應的.bin檔案
ALL += $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(U_BOOT_ONENAND) $(obj)u-boot.dis
ifeq ($(ARCH),blackfin)
ALL += $(obj)u-boot.ldr
endif
all: $(ALL)
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- 本段出現了頂層makefile的第一條規則（即目標-依賴-操作），故預設情況下將以all這個變數作為最終目標。但是由於本條規則沒有任何操作， 所以一旦把依賴（也就是$(ALL)）實現了，整個makefile檔案的最終目標就達成了
- 可以認為，本makefile的終極目標其實是$(ALL)所代表的那些檔案
$(obj)u-boot.hex: $(obj)u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< [email protected]
$(obj)u-boot.srec: $(obj)u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< [email protected]
$(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< [email protected]
$(obj)u-boot.ldr: $(obj)u-boot
$(LDR) -T $(CONFIG_BFIN_CPU) -f -c [email protected] $< $(LDR_FLAGS)
$(obj)u-boot.ldr.hex: $(obj)u-boot.ldr
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< [email protected] -I binary
$(obj)u-boot.ldr.srec: $(obj)u-boot.ldr
$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< [email protected] -I binary
$(obj)u-boot.img: $(obj)u-boot.bin
./tools/mkimage -A $(ARCH) -T firmware -C none \
-a $(TEXT_BASE) -e 0 \
-n $(shell sed -n -e 's/.*U_BOOT_VERSION//p' $(VERSION_FILE) | \
sed -e 's/"[ ]*$$/ for $(BOARD) board"/') \
-d $< [email protected]
$(obj)u-boot.sha1: $(obj)u-boot.bin
# 後面還有一大堆繁瑣但不是很重要的程式碼，就不貼了- 1
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- 這些都是為了產生最終檔案的規則
$(obj)include/autoconf.mk.dep: $(obj)include/config.h include/common.h
@$(XECHO) Generating [email protected] ; \
set -e ; \
: Generate the dependancies ; \
$(CC) -x c -DDO_DEPS_ONLY -M $(HOST_CFLAGS) $(CPPFLAGS) \
-MQ $(obj)include/autoconf.mk include/common.h > [email protected]
$(obj)include/autoconf.mk: $(obj)include/config.h
@$(XECHO) Generating [email protected] ; \
set -e ; \
: Extract the config macros ; \
$(CPP) $(CFLAGS) -DDO_DEPS_ONLY -dM include/common.h | \
sed -n -f tools/scripts/define2mk.sed > [email protected]
sinclude $(obj)include/autoconf.mk.dep
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- 本段的功能是根據include/configs/x210_sd.h來生成autoconf.mk，makefile利用這些autoconf.mk中的變數來指導編譯過程的走向（條件編譯）
6.設定與cpu相關的偽目標
#由於這些程式碼都與cpu本身有關，有2000多行，且功能重複，故這裡挑選我們板子上的s5pv210為例子來分析，這行程式碼大概位於2600多行。
x210_sd_config : unconfig
@$(MKCONFIG)