U-boot主Makefile详尽分析
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了U-boot主Makefile详尽分析相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
U-boot主Makefile分析
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
2. 实现静默编译功能
3. 设置各种路径
4. 设置编译工具链
5. 设置规则
6. 设置与cpu相关的伪目标
需要注意的是,结构顺序不代表代码执行顺序,关于代码的执行顺序以及推荐阅读顺序请移步 [ U-boot配置及编译阶段流程宏观分析 ]
1.确定版本号及主机信息
VERSION = 1
PATCHLEVEL = 3
SUBLEVEL = 4
EXTRAVERSION =
U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
VERSION_FILE = $(obj)include/version_autogenerated.h
- 这四个变量的含义依次为:主版本号、次版本号、再次版本号、附加的版本信息(值为空,可以给用户使用)
- U-Boot_VERSION这个变量的值为真正的uboot版本号,易知其值为1.3.4
- VERSION_FILE变量的值是一个.h文件,注意=是并行赋值的意思,类似于Verilog语言中的<=。要注意:=(可以理解为串行赋值)和=的区别。$(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 := $(shell uname -m | \\
sed -e s/i.86/i386/ \\
-e s/sun4u/sparc64/ \\
-e s/arm.*/arm/ \\
-e s/sa110/arm/ \\
-e s/powerpc/ppc/ \\
-e s/ppc64/ppc/ \\
-e s/macppc/ppc/)
- makefile的函数调用与变量调用很类似,格式是$( 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 := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \\
sed -e 's/\\(cygwin\\).*/cygwin/')
- 这个HOSTOS变量和上一句HOSTARCH变量的原理类似,管道第一部分uname -s会得到负责编译的主机的OS,比如Linux
- 管道第二部分是将大写转换成小写
- 管道第三部分的意思是如果前面一个部分得到了cygwin系统,则格式要转换一下。不必深究,因为cygwin基本没人用……
- 由此可见这个HOSTOS变量的值将得到负责编译的主机操作系统,大部分情况下我们得到的都是linux
export HOSTARCH HOSTOS
- 导出上面两个变量到全局,使其为环境变量,让其他的文件也可以使用架构和系统信息
2.实现静默编译功能
# Allow for silent builds
ifeq (,$(findstring s,$(MAKEFLAGS)))
XECHO = echo
else
XECHO = :
endif
- 这整段是为了实现make的静默选项功能,其中,findstring一个函数,$(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 $(MAKEFLAGS))没找到‘s’,这个表达式的值为空,则ifeq()为真,即make时无需静默
- 无需静默的实现方法是令变量XECHO值为关键字echo,因为makefile中每次需要打印都会使用XECHO,而不是直接使用echo本身
- 静默make的实现方法是令变量XECHO值为空,当makefile需要打印时会调用XECHO,由于其为空,故无法打印make信息
- 注:编译工具链的信息是永远打印的,和make的静默选项无关
3.设置各种路径
- 这里开始阐述了makefile所支持的“单独外部路径编译”,它的原理和keil把.o、.l、.bin、.a等中间文件放在单独的文件夹内的原理相同,都是为了使源码更简洁明了,防止被中间文件污染;以及为了同时维护多个配置编译方式
- 若要使用单独外部路径编译,有两种方法,方法一:例如在控制台中输入 make O=/tmp/build ,将输出文件夹路径作为参数
- 方法二:导出环境变量,即export BUILD_DIR=/tmp/build
- 注:方法一的优先级高,会覆盖方法二。而且方法一必须每次输入make时都要输入参数(不论是make clean还是make config 的时候),格式如make O=/tmp/build disclean
ifdef O
ifeq ("$(origin O)", "command line")
BUILD_DIR := $(O)
endif
endif
ifneq ($(BUILD_DIR),)
saved-output := $(BUILD_DIR)
- 上面这段是方法一的具体实现,如果make时输入参数 O=/tmp/build,那么makefile会认为定义了变量O,于是乎这段代码会开始执行
- 其中,$(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
# Attempt to create a output directory.
$(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] || mkdir -p ${BUILD_DIR})
- 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),)
- 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
- 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 := $(SRCTREE)/mkconfig
export MKCONFIG
- 将变量MKCONFIG的值设置为当前源码目录下的mkconfig文件,并将其导出为环境变量,这个shell脚本文件是正式make之前的配置脚本,十分重要
ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
REMOTE_BUILD := 1
export REMOTE_BUILD
endif
- 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 := $(SRCTREE)/
else
obj :=
src :=
endif
export obj src
- 这一段的意思非常简单,判断OBJTREE的值和SRCTREE的值是否不相等,即判断是否使用了“单独外部路径编译”功能,如果使用了这个功能, 则将obj的值赋为OBJTREE的值,将src的值赋为SRCTREE的值;反之,值都为空。最后将他们全部导出至全局
4.设置编译工具链(大部分在config.mk内)
ifeq ($(ARCH),powerpc)
ARCH = ppc
endif
ifeq ($(obj)include/config.mk,$(wildcard $(obj)include/config.mk))
- 开头三句是powerpc架构的名称转换。
- 最后一句$(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 $(obj)include/config.mk
export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC
- config.mk这个文件其实uboot源码中是不存在的,它是由配置过程中由mkconfig这个脚本创建的, 也就是make之前的一步——make x210_sd_config(这个目标在2600多行),它会去执行根目录下mkconfig这个脚本,脚本中将创建include/config.mk并将参数填充进去。
- config.mk的内容分别定义了ARCH CPU BOARD VENDOR SOC这几个变量的值,通过把这个.mk文件include进来,其内容将在本makefile中原地展开
- 本Makefile得到这几个变量值后再将它们导出到环境变量
ifndef CROSS_COMPILE
ifeq ($(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
#......中间略去
endif # sparc
endif # HOSTARCH,ARCH
endif # CROSS_COMPILE
export CROSS_COMPILE
- 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
# load other configuration
include $(TOPDIR)/config.mk
- 这里包含了一个源码目录下的config.mk文件,和之前的那个x210_sd_config生成的include/config.mk不同,这个.mk文件是源码自带的,对编译属性和链接属性进行了很多设置
- 这个位于根目录的config.mk被include进来,将在原地展开,但是由于代码量较大,故其注释写在了config.mk里面,请移步 [ U-boot根目录下的config.mk详尽分析 ]
5.设置规则
OBJS = cpu/$(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))
- 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
#......中间略去
ifeq ($(CPU),mpc83xx)
LIBS += drivers/qe/qe.a
endif
ifeq ($(CPU),mpc85xx)
LIBS += drivers/qe/qe.a
endif
LIBS += drivers/rtc/librtc.a
#......中间略去
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
- 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))
- 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: $(ALL)
- 本段出现了顶层makefile的第一条规则(即目标-依赖-操作),故默认情况下将以all这个变量作为最终目标。但是由于本条规则没有任何操作, 所以一旦把依赖(也就是$(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
# 后面还有一大堆繁琐但不是很重要的代码,就不贴了
- 这些都是为了产生最终文件的规则
$(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 $(obj)include/autoconf.mk.dep
- 本段的功能是根据include/configs/x210_sd.h来生成autoconf.mk,makefile利用这些autoconf.mk中的变量来指导编译过程的走向(条件编译)
6.设置与cpu相关的伪目标
#由于这些代码都与cpu本身有关,有2000多行,且功能重复,故这里挑选我们板子上的s5pv210为例子来分析,这行代码大概位于2600多行。
x210_sd_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm s5pc11x x210 samsung s5pc110
@echo "TEXT_BASE = 0xc3e00000" > $(obj)board/samsung/x210/config.mk
- 本段代码主要负责了正式make之前的配置过程,即在控制台输入“make x210_sd_config”,其依赖是unconfig,此变量代表了未配置的意思,通过这个方法,我们便可以多次配置。MKCONFIG这个变量代表的是源码目录下最关键的一个shell文件即mkconfig,这个shell文件负责了make之前的配置过程。
- 行首的@代表静默执行,这段代码在执行$(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,请移步 [ U-boot根目录下的mkconfig详尽分析 ]
- 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
以上是关于U-boot主Makefile详尽分析的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章
嵌入式开发(S5PV210)——u-boot的顶层Makefile分析