u-boot的Makefile分析

要了解一个LINUX工程的结构必须看懂Makefile，尤其是顶层的，没办法，UNIX世界 ... u-boot 根目录下自带一个config.mk 文件（u-boot-1.1.5/config.mk），应该说这才是 ..... 数的判断，-lt表示less than则返回true，也就是如果参数少于4个或是参数大于6 U－BOOT是一个LINUX下的工程，在编译之前必须已经安装对应体系结构的交叉编译环境，这里只针对ARM，编译器系列软件为 ppc_6xx-。U－BOOT的下载地址： http://sourceforge.net/projects/u-boot
我下载的是1.1.5版本<？xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />要了解一个LINUX工程的结构必须看懂Makefile，尤其是顶层的，没办法，UNIX世界就是这么无奈，什么东西都用文档去管理、配置。首先在这方面我是个新手，时间所限只粗浅地看了一些Makefile规则,请各位多多指教。以cpci5200为例:几个重要的文件分析：u-boot-1.1.5/Makefileu-boot-1.1.5/mkconfigu-boot-1.1.5/config.mku-boot根目录下的Makefile文件（u-boot-1.1.5/Makefile）它负责配置u-boot的编译方式，具体说来包括：使用何种指令集，需包含哪些接口驱动、库等。Makefile的内容从上到下分别是：分定义编译环境：使用何种编译器、编译方式、目标文件的生成及它们最终镜像中的链接次序等。Mkconfig和config.mk在接下来的分析中会涉及到。在编译U－BOOT之前，先要执行# make cpci5200_configcpci5200_config是Makefile的一个目标,定义如下：cpci5200_config: unconfig   @$（MKCONFIG） -a cpci5200 ppc mpc5xxx cpci5200 esd其中，unconfig定义如下：unconfig:       @rm -f $（obj）include/config.h $（obj）include/config.mk               $（obj）board/*/config.tmp $（obj）board/*/*/config.tmp显然，执行# make cpci5200_config时，先执行unconfig目标，注意不指定输出目标时，obj，src变量均为空，unconfig下面的命令清理上一次执行make *_config时生成的头文件和makefile的包含文件。主要是include/config.h 和include/config.mk文件。然后才执行命令@$（MKCONFIG） -a cpci5200 ppc mpc5xxx cpci5200 esd $（MKCONFIG）就会被替换成$（SRCTREE）/mkconfig文件路径， MKCONFIG 是顶层目录下的mkcofig脚本文件（u-boot-1.1.5/mkconfig），后面五个是传入的参数。Mkconfig文件的详细分析见文档末尾。注意一下u-boot对板卡的分类方法：
Target：宿主机平台
Architecture：定义芯片架构（如MIPS、POWERPC、ARM等）
CPU：定义芯片指令集版本（如ARM7、ARM9、ARM11等）
Board：芯片厂商，它细分为两类
[VENDOR]：按厂商划分（如AT9200、S3C44B0等）
[SOC]：按SOC类型（如S3C2440、S3C2410等）1）对于cpci5200_config而言，mkconfig主要做三件事：在include文件夹下建立相应的文件（夹）软（符号）连接，#如果是PPC体系将执行以下操作：
#ln -s     asm-ppc        asm   #ln -s arch-mpc5xxx    asm-ppc/arch
#ln -s   proc-armv       asm-ppc/proc生成Makefile包含文件include/config.mk，内容很简单，定义了四个变量：ARCH   = ppc
CPU    = mpc5xxx
BOARD = cpci5200
VENDOR    = esd这些变量可以供其它的makefile使用，作为一个基本配置.生成include/config.h头文件，只有一行：echo“/* Automatically generated - do not edit */”>>config.h
echo“＃include <config/$1.h>”>>config.h这两行代码生成一个include/config.h文件，这个文件很简单，只有一句话：
    #include <$1.h> 当然这里的$1时要被替换成不同的board名字的.这个取决于我们在主Makefile中xxxx_config目标中的xxxx是什么.mkconfig脚本文件的执行至此结束2）分析config.mk的内容：u-boot根目录下自带一个config.mk文件（u-boot-1.1.5/config.mk），应该说这才是真正的Makefile，以上介绍的两个脚本Makefile和mkconfig完成了环境配置之后，在该文件中才定义具体的编译规则，所以你会发现在各个子模块（board、 cpu、lib_xxx、net、disk...）目录中的Makefile第一句就是：include $（TOPDIR）/config.mk。文件内容分析如下：这个文件的功能就是给各个在编译过程中的变量赋值，包括编译执行的函数与编译的时候所带的参数等等。还会根据是否定义了ARCH，CPU，SOC，VENDOR，BOARD来决定是否包含相应位置的config.mk文件，这些个文件里，也是定义了相应的平台在编译的时候应该加的参数。所以如果你为你自己的开发板取了别的名字了，那么就要检查一下这个文件，看一下相应的位置上的config.mk文件有没有，内容是否为你要想的。l        包含体系，开发板，CPU特定的规则文件：#指定预编译体系结构选项ifdef ARCHsinclude $（TOPDIR）/$（ARCH）_config.mk # include architecture dependend rulesendif#定义编译时对齐，浮点等选项ifdef CPUsinclude $（TOPDIR）/cpu/$（CPU）/config.mk # include CPU specific rulesendififdef SOCsinclude $（TOPDIR）/cpu/$（CPU）/$（SOC）/config.mk # include SoC specific rulesendififdef VENDORBOARDDIR = $（VENDOR）/$（BOARD）elseBOARDDIR = $（BOARD）Endif#指定特定板子的镜像连接时的内存基地址，重要！ifdef BOARDsinclude $（TOPDIR）/board/$（BOARDDIR）/config.mk # include board specific rulesendifl        定义交叉编译链工具# Include the make variables （CC, etc...）#AS = $（CROSS_COMPILE）asLD = $（CROSS_COMPILE）ldCC = $（CROSS_COMPILE）gccCPP   = $（CC） -EAR = $（CROSS_COMPILE）arNM = $（CROSS_COMPILE）nmSTRIP = $（CROSS_COMPILE）stripOBJCOPY = $（CROSS_COMPILE）objcopyOBJDUMP = $（CROSS_COMPILE）objdumpRANLIB = $（CROSS_COMPILE）RANLIBl        定义AR选项ARFLAGS，调试选项DBGFLAGS，优化选项OPTFLAGS 预处理选项CPPFLAGS，C编译器选项CFLAGS，连接选项LDFLAGS#制定了在编译的时候告诉编译器生成的代码的基地址是TEXT_BASECPPFLAGS := $（DBGFLAGS） $（OPTFLAGS） $（RELFLAGS）         -D__KERNEL__ -DTEXT_BASE=$（TEXT_BASE）   AFLAGS := $（AFLAGS_DEBUG） -D__ASSEMBLY__ $（CPPFLAGS） #指定了起始地址TEXT_BASELDFLAGS += -Bstatic -T $（LDSCRIPT） -Ttext $（TEXT_BASE） $（PLATFORM_LDFLAGS） l        指定编译规则ifndef REMOTE_BUILD %.s: %.S   $（CPP） $（AFLAGS） -o $@ $<%.o: %.S   $（CC） $（AFLAGS） -c -o $@ $<%.o: %.c   $（CC） $（CFLAGS） -c -o $@ $< else $（obj）%.s: %.S   $（CPP） $（AFLAGS） -o $@ $<$（obj）%.o: %.S   $（CC） $（AFLAGS） -c -o $@ $<$（obj）%.o: %.c   $（CC） $（CFLAGS） -c -o $@ $<endif3）分析最关键的u-boot ELF文件镜像的生成Makefile文件中的各个依赖目标分析如下：l        依赖目标depend :生成各个子目录的.depend文件，.depend列出每个目标文件的依赖文件。生成方法，调用每个子目录的make _depend。depend dep:
   for dir in $（SUBDIRS） ; do $（MAKE） -C $$dir _depend ; donel        依赖目标version：生成版本信息到版本文件VERSION_FILE中。version:
   @echo -n "#define U_BOOT_VERSION "U-Boot " > $（VERSION_FILE）;
   echo -n "$（U_BOOT_VERSION）" >> $（VERSION_FILE）;
   echo -n $（shell $（CONFIG_SHELL） $（TOPDIR）/tools/setlocalversion
    $（TOPDIR）） >> $（VERSION_FILE）;
   echo """ >> $（VERSION_FILE）l        伪目标SUBDIRS: 执行tools ,examples ,post,postcpu 子目录下面的make文件。SUBDIRS = tools
   examples
   post
   post/cpu
.PHONY : $（SUBDIRS）$（SUBDIRS）:
   $（MAKE） -C $@ alll        依赖目标$（OBJS），即cpu/start.o $（OBJS）:
   $（MAKE） -C cpu/$（CPU） $（if $（REMOTE_BUILD）,$@,$（notdir $@））l        依赖目标$（LIBS），这个目标太多，都是每个子目录的库文件*.a ，通过执行相应子目录下的make来完成：$（LIBS）:
   $（MAKE） -C $（dir $（subst $（obj）,,$@）） l        依赖目标$（LDSCRIPT）：LDSCRIPT := $（TOPDIR）/board/$（BOARDDIR）/u-boot.lds
LDFLAGS += -Bstatic -T $（LDSCRIPT） -Ttext $（TEXT_BASE） $（PLATFORM_LDFLAGS）对于每一种开发板来说,LDSCRIPT即连接脚本文件，例如board/esd/cpci5200/u-boot.lds，定义了连接时各个目标文件是如何组织的。内容如下：OUTPUT_ARCH（powerpc）SEARCH_DIR（/lib）; SEARCH_DIR（/usr/lib）; SEARCH_DIR（/usr/local/lib）; SEARCH_DIR（/usr/local/powerpc-any-elf/lib）;/* Do we need any of these for elf？   __DYNAMIC = 0;    */SECTIONS{ /* Read-only sections, merged into text segment: */ . = + SIZEOF_HEADERS; .interp : { *（.interp） } .hash          : { *（.hash）   } .dynsym        : { *（.dynsym）    } .dynstr        : { *（.dynstr）    } .rel.text      : { *（.rel.text）     } .rela.text     : { *（.rela.text）    } .rel.data      : { *（.rel.data）     } .rela.data     : { *（.rela.data）    } .rel.rodata    : { *（.rel.rodata） } .rela.rodata   : { *（.rela.rodata） } .rel.got       : { *（.rel.got）      } .rela.got      : { *（.rela.got）     } .rel.ctors     : { *（.rel.ctors） } .rela.ctors    : { *（.rela.ctors）   } .rel.dtors     : { *（.rel.dtors） } .rela.dtors    : { *（.rela.dtors）   } .rel.bss       : { *（.rel.bss）      } .rela.bss      : { *（.rela.bss）     } .rel.plt       : { *（.rel.plt）      } .rela.plt      : { *（.rela.plt）     } .init          : { *（.init） } .plt : { *（.plt） }#.text的基地址由LDFLAGS中-Ttext $（TEXT_BASE）指定 .text      : {#start.o为首cpu/mpc5xxx/start.o （.text）    *（.text）    *（.fixup）    *（.got1）    . = ALIGN（16）;    *（.rodata）    *（.rodata1）    *（.rodata.str1.4）    *（.eh_frame） } .fini      : { *（.fini）    } =0 .ctors     : { *（.ctors）   } .dtors     : { *（.dtors）   }   /* Read-write section, merged into data segment: */ . = （. + 0x0FFF） & 0xFFFFF000; _erotext = .; PROVIDE （erotext = .）; .reloc   : {    *（.got）    _GOT2_TABLE_ = .;    *（.got2）    _FIXUP_TABLE_ = .;    *（.fixup） } __got2_entries = （_FIXUP_TABLE_ - _GOT2_TABLE_） >> 2; __fixup_entries = （. - _FIXUP_TABLE_） >> 2;   .data    : {    *（.data）    *（.data1）    *（.sdata）    *（.sdata2）    *（.dynamic）    CONSTRUCTORS } _edata = .; PROVIDE （edata = .）;   . = .; __u_boot_cmd_start = .; .u_boot_cmd : { *（.u_boot_cmd） } __u_boot_cmd_end = .;    . = .; __start___ex_table = .; __ex_table : { *（__ex_table） } __stop___ex_table = .;   . = ALIGN（4096）;  __init_begin = .; .text.init : { *（.text.init） } .data.init : { *（.data.init） } . = ALIGN（4096）; __init_end = .;   __bss_start = .; .bss       : {   *（.sbss） *（.scommon）   *（.dynbss）   *（.bss）   *（COMMON） } _end = . ; PROVIDE （end = .）;}整个makefile剩下的内容全部是各种不同的开发板的*_config:目标的定义了。对于各子目录的makefile文件，主要是生成*.o文件然后执行AR生成对应的库文件。概括起来，工程的编译流程也就是通过执行执行一个make *_config传入ARCH，CPU，BOARD，SOC参数，mkconfig根据参数将include头文件夹相应的头文件夹连接好，生成 config.h。然后执行make分别调用各子目录的makefile 生成所有的obj文件和obj库文件*.a. 最后连接所有目标文件，生成镜像。不同格式的镜像都是调用相应工具由elf镜像直接或者间接生成的。  Mkconfig源码注解 #下面这一行的内容，表示这个shell脚本的解释器是/bin/sh，给的解释器的参数为-e，这个#参数的意思就是，当shell返回值为非零值的时候，shell马上退出执行。在shell脚本里也#可以没有这一行，这一行不是必须的，如果没有这一行的话，那么shell脚本就会用当前运#行环境下的默认的shell来执行。#！/bin/sh -e # Script to create header files and links to configure# U-Boot for a specific board.## Parameters: Target Architecture CPU Board [VENDOR] [SOC]## （C） 2002-2006 DENX Software Engineering, Wolfgang Denk <wd@denx.de># #APPEND变量与BOARD_NAME变量都设置了默认值，如果后面对变量值有修改就以后面的为准，#没有就是默认值了。这里的APPEND的参数的意义，实际上就是用来标识是否产生一个新的配#置文件，还是直接把生成的配置信息写到旧文件后面。APPEND=no       # Default: Create new config fileBOARD_NAME=""   # Name to print in make output #$#代表的是传入脚本的参数的个数，-gt表示是如果左边参数比右边参数大，则返回true，#否则为false。$1代表的是传入的第一个参数的内容，$2表示传入的第二个参数的内容，以#此类推。shift表示参数都左移一位，原来的$3变为$2，$2为$1，$1的内容则被丢弃。这个#地方，实际上是处理了一些附加的参数的问题，如果是--，则仅丢弃不做其它处理；如果是#-a，则把APPEND的值置为yes；如果是-n，则表示后面跟的是板子的名字。${a%%pattern}是#shell中的一个替换语法，表示把变量a中的内容，从右至左，最大程度上把符合pattern样#式的字符串删掉。这里可以看出，如果-n后面跟的是类似于smdk2410_config的参数的话，#则最后会变成smdk2410；如果是其它的值，则退出循环，不执行了。在Makefile中的动作，#其实并不会触发这里的处理逻辑，估计这里是作者为了调试方便，需要单独运行此脚本的时#候，加的一些对参数的处理。while [ $# -gt 0 ] ; do       case "$1" in       --） shift ; break ;;       -a） shift ; APPEND=yes ;;       -n） shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;       *） break ;;       esacdone #第一行的语法表示如果BOARD_NAME没有被设置过，则把它置为变量1的值。然后进行参数个#数的判断，-lt表示less than则返回true，也就是如果参数少于4个或是参数大于6个，则退#出，不执行。如果没有退出执行的话，则输出Configuring for ${BOARD_NAME} board...这#句话，其中${BOARD_NAME}会被替换成用户输入的板子的名字。[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1" [ $# -lt 4 ] && exit 1[ $# -gt 6 ] && exit 1 echo "Configuring for ${BOARD_NAME} board..." ## Create link to architecture specific headers##当用户指定的$OBJTREE与$SRCTREE不一致的时候会做如下一些事情：#在$OBJTREE下建立include文件夹#在$OBJTREE下建立include2文件夹#进入到include2文件夹，其实就是$OBJTREE文件夹下的include2#删除asm，其实往后看就知道了，这是一个文件夹，是以link的方式建立的#然后建立一个asm的文件夹，这个文件夹是指向${SRCTREE}/include/asm-$2的，$2这个参数#多指CPU架构类型如：PPC,ARM。#给变量LNPREFIX赋值。这个变量在以后的执行会用到，所以这里给的asm的位置，是相对于#后来执行的时候，当前工作目录与asm之间的关系来定的。#进入到$OBJTREE中的include文件夹（之前是在include2里）。#删除掉asm-$2文件夹，其实就是asm-arm文件夹。#删除掉asm文件夹#建立一个新的asm-$2文件夹，其实就是asm-arm文件夹#建立一个名为asm的link，这个link指向新建立的asm-arm文件夹。#现在看一下整个目录大概的结构：${OBJTREE}Includeasm-armasm -> ./asm-arminclude2asm -> ${SRCTREE}/include/asm-arm#可以看到，目前在include下的asm-arm与asm其实是同一个文件夹，并且内容为空，include2#文件夹下的asm是指向了源码树中的${SRCTREE}/include/asm-arm文件夹。#如果"$SRCTREE"与"$OBJTREE"是同一个文件（大多数情况下，咱们都是这种方式来编译的），#那么就是仅仅在include文件夹下，建立一个名为asm的link，直接指向asm-$2，即asm-arm。#最后删除asm-arm/arch文件夹。if [ "$SRCTREE" ！= "$OBJTREE" ] ; then       mkdir -p ${OBJTREE}/include       mkdir -p ${OBJTREE}/include2       cd ${OBJTREE}/include2       rm -f asm       ln -s ${SRCTREE}/include/asm-$2 asm       LNPREFIX="../../include2/asm/"       cd ../include       rm -rf asm-$2       rm -f asm       mkdir asm-$2       ln -s asm-$2 asmelse       cd ./include       rm -f asm       ln -s asm-$2 asmfi rm -f asm-$2/arch #下面第一句中连接两个判断的-o，相当于or的意思，就是表示的“或”。意思就是如果第6#个参数为空或是为NULL，则在include下建立一个asm-$2/arch的link，指向#${LNPREFIX}arch-$3，否则就在include下建立一个asm-$2/arch的link，指向#${LNPREFIX}arch-$6if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then       ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/archelse       ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/archfi #如果第二个参数是arm的话，则删除include/asm-$2/proc文件，实际上就是#include/asm-arm/proc文件夹，建立一个新的link，在include/asm-$2/proc处，也即#include/asm-arm/proc，指向${LNPREFIX}proc-armv文件夹if [ "$2" = "arm" ] ; then       rm -f asm-$2/proc       ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/procfi ## Create include file for Make##第一行，输出ARCH = $2，即ARCH = arm到config.mk，也即include/config.mk，注意这里#用了一个>，它表示重新生成一个config.mk文件，如果有旧的，则覆盖#第二行，同理，输出CPU = arm920t到config.mk中#第三行，同理，输出BOARD = smdk2410到config.mk#第四行，判断，如果$5不为空，且$5的值不为NULL，#则把VENDOR = $5的值输出到config.mk中#第五行，同理，把SOC输出到config.mk中echo "ARCH   = $2" > config.mkecho "CPU    = $3" >> config.mkecho "BOARD = $4" >> config.mk [ "$5" ] && [ "$5" ！= "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk [ "$6" ] && [ "$6" ！= "NULL" ] && echo "SOC    = $6" >> config.mk ## Create board specific header file##如果APPEND的值为yes，则写入一空行到已经存在的config.h中，也即include/config.h中，#如果不是，则生成一个新的config.h，如果旧的文件存在，则覆盖。if [ "$APPEND" = "yes" ]   # Append to existing config filethen       echo >> config.helse       > config.h             # Create new config filefiecho "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.hecho "#include <configs/$1.h>" >>config.h exit 0