uboot-jiuding 下主Makefile详解

2022-11-28 15:13:07

主Makefile位于uboot源码的根目录下，其内容主要结构为：

1. 确定版本号及主机信息（23至48行）
2. 实现静默编译功能（48至55行）
3. 设置各种路径（56至123行）
4. 设置编译工具链（124至186行，大部分在config.mk内）
5. 设置规则（187至470行）
6. 设置与cpu相关的伪目标（480至末尾）

需要注意的是，结构顺序不代表代码执行顺序

为了保证阅读的效果，请按推荐的顺序阅读源码。

0.许可声明（1至22行，略）

在Makefile的语法中，井号只有在行首才具有完整的行注释功能，与C语言中的//用法略有不同

1.确定版本号及主机信息（23至48行）

VERSION = 1

PATCHLEVEL = 3

SUBLEVEL = 4

EXTRAVERSION =

U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)

VERSION_FILE = $(obj)include/version_autogenerated.h

</code>

这四个变量的含义依次为：主版本号、次版本号、再次版本号、附加的版本信息（值为空，可以给用户使用） U-Boot_VERSION这个变量的值为真正的uboot版本号，易知其值为1.3.4 VERSION_FILE变量的值是一个.h文件，注意=是并行赋值的意思，类似于Verilog语言中的<=。要注意:=（可以理解为串行赋值）和=的区别。$(obj)这个变量是在后面定义并赋值的，其值是编译输出路径 version_autogenerated.h这个文件是在make之后自动生成的，文件内容是一条宏，这条宏给将其他.c文件提供uboot的版本号

HOSTARCH := $(shell uname -m | \

sed -e s/i.86/i386/ \

-e s/sun4u/sparc64/ \

-e s/arm.*/arm/ \

-e s/sa110/arm/ \

-e s/powerpc/ppc/ \

-e s/ppc64/ppc/ \

-e s/macppc/ppc/)

</code>

makefile的函数调用与变量调用很类似，格式是$( function arguments)，其实上面一大段的意思是变量HOSTARCH的值是一个函数的返回值 shell是makefile中的一个函数，$(shell XXX)会被解析成执行shell命令XXX；此处是执行了一条 uname -m |sed -e ……，符号 \是makefile的换行符其中，|是shell语法中的管道结构，例如：XXX | YYY ，表达式XXX 的输出将作为表达式YYY的输入，YYY的输出才是整句表达式的输出 uname -m 指令将输出负责编译的主机cpu架构，比如ixx86；sed -e是替换命令，比如把ixx86替换为i386 由此可见这个HOSTARCH变量的值将得到负责编译的主机cpu架构。大部分情况下我们得到的都是i386

HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \

sed -e 's/$cygwin$.*/cygwin/')

</code>

这个HOSTOS变量和上一句HOSTARCH变量的原理类似，管道第一部分uname -s会得到负责编译的主机的OS，比如Linux 管道第二部分是将大写转换成小写管道第三部分的意思是如果前面一个部分得到了cygwin系统，则格式要转换一下。不必深究，因为cygwin基本没人用…… 由此可见这个HOSTOS变量的值将得到负责编译的主机操作系统，大部分情况下我们得到的都是linux

1	`export HOSTARCH HOSTOS</code>`

导出上面两个变量到全局，使其为环境变量，让其他的文件也可以使用架构和系统信息

2.实现静默编译功能（48至55行）

#########################################################################

# Allow for silent builds

ifeq (,$(findstring s,$(MAKEFLAGS)))

XECHO = echo

else

XECHO = :

endif

</code>

这整段是为了实现make的静默选项功能，其中，findstring一个函数，$(findstrings, $ (MAKEFLAGS))功能是从$(MAKEFLAGS)中找出字符‘s’ $(MAKEFLAGS)是make的flag（选项），如果在控制台中输入make -s，则$(MAKEFLAGS)的值为‘s’ 如果$(findstring $(MAKEFLAGS))没找到‘s’，这个表达式的值为空，则ifeq（）为真，即make时无需静默无需静默的实现方法是令变量XECHO值为关键字echo，因为makefile中每次需要打印都会使用XECHO，而不是直接使用echo本身静默make的实现方法是令变量XECHO值为空，当makefile需要打印时会调用XECHO，由于其为空，故无法打印make信息注：编译工具链的信息是永远打印的，和make的静默选项无关

3.设置各种路径（56至123行）

#########################################################################

#

# U-boot build supports producing a object files to the separate external

# directory. Two use cases are supported:

#

# 1) Add O= to the make command line

# 'make O=/tmp/build all'

#

# 2) Set environement variable BUILD_DIR to point to the desired location

# 'export BUILD_DIR=/tmp/build'

# 'make'

#

# The second approach can also be used with a MAKEALL script

# 'export BUILD_DIR=/tmp/build'

# './MAKEALL'

#

# Command line 'O=' setting overrides BUILD_DIR environent variable.

#

# When none of the above methods is used the local build is performed and

# the object files are placed in the source directory.

#

</code>

上面这段注释阐述了makefile所支持的“单独外部路径编译”，它的原理和keil把.o、.l、.bin、.a等中间文件放在单独的文件夹内的原理相同，都是为了使源码更简洁明了，防止被中间文件污染；以及为了同时维护多个配置编译方式若要使用单独外部路径编译，有两种方法，方法一：例如在控制台中输入 make O=/tmp/build ，将输出文件夹路径作为参数方法二：导出环境变量，即export BUILD_DIR=/tmp/build 注：方法一的优先级高，会覆盖方法二。而且方法一必须每次输入make时都要输入参数（不论是make clean还是make config 的时候），格式如make O=/tmp/build disclean

ifdef O

ifeq ("$(origin O)", "command line")

BUILD_DIR := $(O)

endif

ifneq ($(BUILD_DIR),)

saved-output := $(BUILD_DIR)</code>

上面这段是方法一的具体实现，如果make时输入参数 O=/tmp/build，那么makefile会认为定义了变量O，于是乎这段代码会开始执行其中，$(origin O)中origin是函数名，$(origin O)的功能是返回变量O的来源；由此可知，如果O的来源是控制台命令，则变量BUILD_DIR的值就是变量O的值然后进行一个判断，如果变量BUILD_DIR不为空，则变量saved-output的值为BUILD_DIR，即saved-output的值也是输出文件夹路径

1 2	`# Attempt to create a output directory.` `$(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] \|\| mkdir -p ${BUILD_DIR})</code>`

上面这句是shell语法中简写的if表达式，其作用是当输出文件夹路径不存在时就创建它其中包含两个表达式，表达式1||表达式2，当表达式1为真时，表达式2不会被解释器执行，因为总结果一定为真，（尽管总的结果没有意义）。唯有表达式1为假时，解释器才会去执行表达式2，这样就能用逻辑表达式来实现if语句的功能了表达式1中，方括号是固定用法，是为了突出里面表达式的作用是判断语句。-p是shell中判断路径是否存在的符号，如果路径存在则为表达式1为真；如果路径不存在，表达式1为假，解释器会执行表达式2，即创建输出文件夹路径。

# 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),)</code>

这整个一段功能是确保输出文件夹路径创建成功，&&的功能是连续执行两句语句，当cd $(BUILD_DIR)执行完后，执行/bin/pwd，即打印当前路径； $(if xxx，yyy，zzz）是makefile的判断函数，如果xxx为真，则执行yyy并返回值，否则执行zzz并返回值，由此可知如果未成功创建BUILD_DIR，就会输出错误打印信息；最后一句应该是被注释掉了……

OBJTREE := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))

SRCTREE := $(CURDIR)

TOPDIR := $(SRCTREE)

LNDIR := $(OBJTREE)

export TOPDIR SRCTREE OBJTREE</code>

这段代码是设置并导出了很多和路径有关的环境变量如果BUILD_DIR不为空，OBJTREE（放产生的.o文件）的值就为BUILD_DIR，如果为空，则OBJTREE的值就为CURDIR（即current direction，当前源码所在的目录） SRCTREE的值为当前源码所在目录，TOPDIR的值为SRCTREE的值即当前源码所在目录，LNDIR（应该是放链接产生的文件）的值和OBJTREE相同

MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig

export MKCONFIG

</code>

将变量MKCONFIG的值设置为当前源码目录下的mkconfig文件，并将其导出为环境变量,这个shell脚本文件是正式make之前的配置脚本，十分重要

ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))

REMOTE_BUILD := 1

export REMOTE_BUILD

endif

</code>

判断OBJTREE的值和SRCTREE的值是否不相等，即判断是否使用了“单独外部路径编译”，如果使用了这个功能，则REMOTE_BUILD值为1，并将其导出至全局

# $(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

</code>

这一段的意思非常简单，判断OBJTREE的值和SRCTREE的值是否不相等，即判断是否使用了“单独外部路径编译”功能，如果使用了这个功能，则将obj的值赋为OBJTREE的值，将src的值赋为SRCTREE的值；反之，值都为空。最后将他们全部导出至全局

4.设置编译工具链（124至186行，大部分在config.mk内）

ifeq ($(ARCH),powerpc)

ARCH = ppc

endif

ifeq ($(obj)include/config.mk,$(wildcard $(obj)include/config.mk))

</code>

开头三句是powerpc架构的名称转换。最后一句$(wildcard xxx) 参数xxx是一个文件名格式(可使用通配符)，这个函数的返回值是一列和格式匹配且真实存在的文件的名称。但是这句应该没什么意义，因为连endif都没有……

# load ARCH, BOARD, and CPU configuration

include $(obj)include/config.mk

export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC</code>

config.mk这个文件其实uboot源码中是不存在的，它是由配置过程中由mkconfig这个脚本创建的，也就是make之前的一步——make x210_sd_config（这个目标在2600多行），它会去执行根目录下mkconfig这个脚本，脚本中将创建include/config.mk并将参数填充进去。 config.mk的内容分别定义了ARCH CPU BOARD VENDOR SOC这几个变量的值，通过把这个.mk文件include进来，其内容将在本makefile中原地展开本Makefile得到这几个变量值后再将它们导出到环境变量

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

ifeq ($(ARCH),nios)

CROSS_COMPILE = nios-elf-

endif

ifeq ($(ARCH),nios2)

CROSS_COMPILE = nios2-elf-

endif

ifeq ($(ARCH),m68k)

CROSS_COMPILE = m68k-elf-

endif

ifeq ($(ARCH),microblaze)

CROSS_COMPILE = mb-

endif

ifeq ($(ARCH),blackfin)

CROSS_COMPILE = bfin-uclinux-

endif

ifeq ($(ARCH),avr32)

CROSS_COMPILE = avr32-linux-

endif

ifeq ($(ARCH),sh)

CROSS_COMPILE = sh4-linux-

endif

ifeq ($(ARCH),sparc)

CROSS_COMPILE = sparc-elf-

endif # sparc

endif # HOSTARCH,ARCH

endif # CROSS_COMPILE

export CROSS_COMPILE</code>

这上面一整段是配置交叉编译工具链的前缀，即arm-none-linux-gnueabi- ，一旦确定了前缀，加上后缀就能定义在编译过程中用到的各种工具，如ar、gcc等；前缀的选择是通过前面获得的变量ARCH（目标cpu的架构）来判断的

1 2	`# load other configuration` `include $(TOPDIR)/config.mk</code>`

这里包含了一个源码目录下的config.mk文件，和之前的那个x210_sd_config生成的include/config.mk不同，这个.mk文件是源码自带的，对编译属性和链接属性进行了很多设置这个位于根目录的config.mk被include进来，将在原地展开，但是由于代码量较大，故其注释写在了config.mk里面

5.设置规则（187至470行）

#########################################################################

# U-Boot objects....order is important (i.e. start must be first)

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))

</code>

这里将众多.o文件赋给了OBJS变量，这个变量会成为后面目标u-boot的依赖其中用到了多次+=赋值符号，此赋值符号的含义其实是在变量原本的值后面在续上新的值，就是额外添加的意思

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

LIBS += drivers/block/libblock.a

LIBS += drivers/dma/libdma.a

LIBS += drivers/hwmon/libhwmon.a

LIBS += drivers/i2c/libi2c.a

LIBS += drivers/input/libinput.a

LIBS += drivers/misc/libmisc.a

LIBS += drivers/mmc/libmmc.a

LIBS += drivers/mtd/libmtd.a

LIBS += drivers/mtd/nand/libnand.a

LIBS += drivers/mtd/nand_legacy/libnand_legacy.a

LIBS += drivers/mtd/onenand/libonenand.a

LIBS += drivers/mtd/ubi/libubi.a

LIBS += drivers/mtd/spi/libspi_flash.a

LIBS += drivers/net/libnet.a

LIBS += drivers/net/sk98lin/libsk98lin.a

LIBS += drivers/pci/libpci.a

LIBS += drivers/pcmcia/libpcmcia.a

LIBS += drivers/spi/libspi.a

ifeq ($(CPU),mpc83xx)

LIBS += drivers/qe/qe.a

endif

ifeq ($(CPU),mpc85xx)

LIBS += drivers/qe/qe.a

endif

LIBS += drivers/rtc/librtc.a

LIBS += drivers/serial/libserial.a

LIBS += drivers/usb/libusb.a

LIBS += drivers/video/libvideo.a

LIBS += common/libcommon.a

LIBS += libfdt/libfdt.a

LIBS += api/libapi.a

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

</code>

将众多.a库文件赋给了LIBS变量，以及将和板子有关的.a文件赋给了LIBBOARD变量，这两个变量会成为后面目标u-boot的依赖

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))

</code>

根据autoconf.mk中nand和onenand的CONFIG做了一个判断，是否使用相应的.bin文件

#########################################################################

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)

</code>

本段出现了顶层makefile的第一条规则（即目标-依赖-操作），故默认情况下将以all这个变量作为最终目标。但是由于本条规则没有任何操作，所以一旦把依赖（也就是$(ALL)）实现了，整个makefile文件的最终目标就达成了可以认为，本makefile的终极目标其实是$(ALL)所代表的那些文件

$(obj)u-boot.hex: $(obj)u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@

$(obj)u-boot.srec: $(obj)u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@

$(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@

$(obj)u-boot.ldr: $(obj)u-boot

$(LDR) -T $(CONFIG_BFIN_CPU) -f -c $@ $< $(LDR_FLAGS)

$(obj)u-boot.ldr.hex: $(obj)u-boot.ldr

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@ -I binary

$(obj)u-boot.ldr.srec: $(obj)u-boot.ldr

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@ -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 $< $@

$(obj)u-boot.sha1: $(obj)u-boot.bin

$(obj)tools/ubsha1 $(obj)u-boot.bin

$(obj)u-boot.dis: $(obj)u-boot

$(OBJDUMP) -d $< > $@

$(obj)u-boot: depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT)

UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \

sed -n -e 's/.*$$(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*$/-u\1/p'|sort|uniq`;\

cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \

--start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \

-Map u-boot.map -o u-boot

$(OBJS): depend $(obj)include/autoconf.mk

$(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))

$(LIBS): depend $(obj)include/autoconf.mk

$(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))

$(LIBBOARD): depend $(LIBS) $(obj)include/autoconf.mk

$(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))

$(SUBDIRS): depend $(obj)include/autoconf.mk

$(MAKE) -C $@ all

$(LDSCRIPT): depend $(obj)include/autoconf.mk

$(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)

$(NAND_SPL): $(VERSION_FILE) $(obj)include/autoconf.mk

$(MAKE) -C nand_spl/board/$(BOARDDIR) all

$(U_BOOT_NAND): $(NAND_SPL) $(obj)u-boot.bin $(obj)include/autoconf.mk

cat $(obj)nand_spl/u-boot-spl-16k.bin $(obj)u-boot.bin > $(obj)u-boot-nand.bin

后面还有一大堆繁琐但不是很重要的代码，就不贴了</code>

这些都是为了产生最终文件的规则

#

# Auto-generate the autoconf.mk file (which is included by all makefiles)

#

# This target actually generates 2 files; autoconf.mk and autoconf.mk.dep.

# the dep file is only include in this top level makefile to determine when

# to regenerate the autoconf.mk file.

$(obj)include/autoconf.mk.dep: $(obj)include/config.h include/common.h

@$(XECHO) Generating $@ ; \

set -e ; \

: Generate the dependancies ; \

$(CC) -x c -DDO_DEPS_ONLY -M $(HOST_CFLAGS) $(CPPFLAGS) \

-MQ $(obj)include/autoconf.mk include/common.h > $@

$(obj)include/autoconf.mk: $(obj)include/config.h

@$(XECHO) Generating $@ ; \

set -e ; \

: Extract the config macros ; \

$(CPP) $(CFLAGS) -DDO_DEPS_ONLY -dM include/common.h | \

sed -n -f tools/scripts/define2mk.sed > $@

sinclude $(obj)include/autoconf.mk.dep

</code>

本段的功能是根据include/configs/x210_sd.h来生成autoconf.mk，makefile利用这些autoconf.mk中的变量来指导编译过程的走向（条件编译）

6.设置与cpu相关的伪目标（480至末尾）

#由于这些代码都与cpu本身有关，有2000多行，且功能重复，故这里挑选我们板子上的s5pv210为例子来分析，这行代码大概位于2600多行。

x210_sd_config : unconfig

@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm s5pc11x x210 samsung s5pc110

@echo "TEXT_BASE = 0xc3e00000" > $(obj)board/samsung/x210/config.mk

</code>

本段代码主要负责了正式make之前的配置过程，即在控制台输入“make x210_sd_config”，其依赖是unconfig，此变量代表了未配置的意思，通过这个方法，我们便可以多次配置。MKCONFIG这个变量代表的是源码目录下最关键的一个shell文件即mkconfig，这个shell文件负责了make之前的配置过程。行首的@代表静默执行，这段代码在执行$(MKCONFIG)前还把$(@:_config=)、arm、s5pc11x、x210、samsung、s5pc110这6个主要参数传给了mkconfig 其中参数$(@:_config=)是引用了一个替换函数，将该规则中的目标（用@表示）中的_config用空替换，故$(@:_config=)的值为x210_sd 关于mkconfig，最后把TEXT_BASE的值填充入config.mk文件，指定uboot的虚拟链接地址，完成所有配置工作

引用自：http://blog.csdn.net/qq_28992301/article/details/51802885

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0.许可声明（1至22行，略）

1.确定版本号及主机信息（23至48行）

2.实现静默编译功能（48至55行）

3.设置各种路径（56至123行）

4.设置编译工具链（124至186行，大部分在config.mk内）

5.设置规则（187至470行）

6.设置与cpu相关的伪目标（480至末尾）

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