Makefile分析

版本確定

在檔案開頭的幾行就是版本號：

VERSION = 1 // 主版本號
PATCHLEVEL = 3  // Patch版本號
SUBLEVEL = 4    // 次版本號
EXTRAVERSION =
U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
VERSION_FILE = $(obj)include/version_autogenerated.h

版本號最終生成一個U_BOOT_VERSION的變數，用於確定最終的版本號，VERSION_FILE這個檔案在編譯過程中自動生成，內容是一個值為版本號的巨集定義。

HOST配置

緊接著是HOST的配置：

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/)
# 在shell中執行命令“uname -m”，並用管道連線sed命令，“sed -e s/p1/p2” 命令是把p1替換成p2，其中“.”和“*”是萬用字元，分別匹配一個和多個字元
 

HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \
        sed -e 's/\(cygwin\).*/cygwin/')
# 獲取作業系統的名稱，轉成小寫

export  HOSTARCH HOSTOS

HOSTARCH 表示主機CPU的架構，HOSTOS 表示主機的作業系統。

靜默編譯

平時編譯的時候命令列會打印出編譯日誌資訊，配置引數在下面的程式碼中：

# Allow for silent builds
ifeq (,$(findstring s,$(MAKEFLAGS)))   
XECHO = echo
else
 

XECHO = :
endif
# 在MAKEFLAGS中尋找-s，如果有，定義列印語句，如果沒有，列印指令為空

編譯方法

uboot有兩種編譯方式，原地編譯和單獨輸出資料夾編譯，預設是原地編譯，編譯出來的結果放在原始檔相同的目錄中。單獨輸出資料夾在編譯時另外指定一個目錄，編譯生成檔案都放置在該目錄中。有兩種方式指定輸出目錄：

#########################################################################
#
# 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    在編譯命令中增加一個名為O的引數，指向要輸出的目錄
# 'make O=/tmp/build all'
#
# 2) Set environement variable BUILD_DIR to point to the desired location   設定環境變數BUILD_DIR為要輸出的目錄路徑
# '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.        兩個都指定的話O會覆蓋BUILD_DIR
#
# When none of the above methods is used the local build is performed and
# the object files are placed in the source directory.
#

以後的程式碼就是針對於兩種編譯方式的變數定義以及實現，其中有幾個環境變數需要明白：

1. OBJTREE：編譯出的目標檔案存放的根目錄，不同的編譯方式中，該目錄的位置不一樣。
2. SRCTREE：原始碼的根目錄。

配置編譯環境

實現程式碼中，include $(obj)include/config.mk這句程式碼用於包含架構，CPU以及開發板的配置資訊，config.mk檔案在配置後才會生成，隨後會將其中的配置資訊匯出到環境變數中：export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC。

1. ARCH：編譯目標CPU的架構。
2. CROSS_COMPILE：定義交叉編譯工具鏈的字首，在編譯時加上字尾就可以找到工具鏈中的命令。

引入配置指令碼

如下的程式碼：

# load other configuration
include $(TOPDIR)/config.mk

引入了根目錄中的config.mk檔案。

編譯工具的定義

# Include the make variables (CC, etc...)
#
AS  = $(CROSS_COMPILE)as
LD  = $(CROSS_COMPILE)ld
CC  = $(CROSS_COMPILE)gcc
CPP = $(CC) -E
AR  = $(CROSS_COMPILE)ar
NM  = $(CROSS_COMPILE)nm
LDR = $(CROSS_COMPILE)ldr
STRIP   = $(CROSS_COMPILE)strip
OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdump
RANLIB  = $(CROSS_COMPILE)RANLIB

這些程式碼定義了編譯的工具的位置。

包含開發板的配置引數

# Load generated board configuration
sinclude $(OBJTREE)/include/autoconf.mk

ifdef   ARCH
sinclude $(TOPDIR)/$(ARCH)_config.mk  # include architecture dependend rules
endif
ifdef   CPU
sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/config.mk   # include  CPU  specific rules
endif
ifdef   SOC
sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/$(SOC)/config.mk   # include  SoC  specific rules
endif
ifdef   VENDOR
BOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD)
else
BOARDDIR = $(BOARD)
endif
ifdef   BOARD
sinclude $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk  # include board specific rules
endif

這些語句用於包含開發板，CPU，架構等配置引數，其中autoconfig.mk也是在配置過程中生成的，用於指導uboot的編譯過程，其中的配置會根據條件編譯來影響uboot的編譯走向。這些配置是根據根目錄中“include/configs/xxx.h”中的檔案定義出來的，對應X210開發板的標頭檔案位於：include/configs/x210_sd.h，移植的很大一部分工作也在這個檔案中完成。

連結指令碼

如下程式碼中定義了連結指令碼：

ifndef LDSCRIPT
#LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds.debug
ifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)
LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot-nand.lds
else
LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds
endif
endif

根據autoconfig中有沒有CONFIG_NAND_U_BOOT來選擇不同的lds連結指令碼檔案，該連結指令碼在uboot編譯的時候連結屬性。

TEXT_BASE

ifneq ($(TEXT_BASE),)
CPPFLAGS += -DTEXT_BASE=$(TEXT_BASE)
endif

判斷如果config.mk定義了TEXT_BASE巨集，則加上指定的編譯屬性。TEXT_BASE是一個記憶體地址，是整個uboot連結時指定的連結地址，在X210中該地址是0xc3e00000，因為uboot中啟用了虛擬地址對映，所以0xc3e00000相當於0x23e00000。

自動推導規則

ifndef REMOTE_BUILD

%.s:    %.S
    $(CPP) $(AFLAGS) -o [email protected] $<
%.o:    %.S
    $(CC) $(AFLAGS) -c -o [email protected] $<
%.o:    %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c -o [email protected] $<

else

$(obj)%.s: %.S
    $(CPP) $(AFLAGS) -o [email protected] $<
$(obj)%.o: %.S
    $(CC) $(AFLAGS) -c -o [email protected] $<
$(obj)%.o: %.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c -o [email protected] $<
endif

剩餘部分

從此處一直到257行，主要是用於編譯uboot中所有的目標檔案，在291行出現了目標all，直接make的話就是在make這個目標。目標中有一些目標很重要，例如u-boot是最終編譯生成的可執行elf檔案，使用obj-cpy將該檔案轉化為可燒錄檔案u-boot.bin.

unconfig表示未配置，用於作為各個開發板配置目標的依賴，當已經配置過開發板後再次配置時，還可以配置。

uboot配置過程

uboot在配置過程中主要執行的是MakeFile中的如下程式碼：

x210_sd_config :    unconfig
    @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm s5pc11x x210 samsung s5pc110
    @echo "TEXT_BASE = 0xc3e00000" > $(obj)board/samsung/x210/config.mk

這兩條命令，最終會在指定的目錄位置中建立一個config.mk檔案，該檔案中內容為“TEXT_BASE = 0xc3e00000”。

$(@:_config=)代表替換，$(@代表目標，要把目標中的_config這一部分替換為=號後面的內容，但是後面的內容為空，所以就得到了x210_sd，就是第一個引數，所以第一句中第一個引數是x210_sd，所以就把這幾個引數傳給了mkconfig指令碼。

配置開發板名稱

APPEND=no   # Default: Create new config file
BOARD_NAME=""   # Name to print in make output

while [ $# -gt 0 ] ; do
    case "$1" in
    --) shift ; break ;;
    -a) shift ; APPEND=yes ;;
    -n) shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;
    *)  break ;;
    esac
done

[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"

配置BOARD_NAME為$1,也就是x210_sd。

判斷引數個數

[ $# -lt 4 ] && exit 1
[ $# -gt 6 ] && exit 1

如果引數個數不符合就返回，退出配置過程。

建立符號連結

33-118行是為各個不同的架構建立符號連結，使用者給標頭檔案包含提供指向性連線，使uboot具有可移植性。

建立Make標頭檔案

echo "ARCH   = $2" >  config.mk
echo "CPU    = $3" >> config.mk
echo "BOARD  = $4" >> config.mk

[ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk

[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC    = $6" >> config.mk

檔案位於include/config.mk，是為了讓主Makefile包含進去。

建立config.h

if [ "$APPEND" = "yes" ]   # Append to existing config file
then
    echo >> config.h
else
    > config.h      # Create new config file
fi
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
echo "#include <configs/$1.h>" >>config.h

檔案內容是包含configs中配置開發板名稱的標頭檔案。是對開發板的巨集定義配置。

uboot連結指令碼

uboot的連結指令碼和裸機程式的連結指令碼本質上並沒有區別。uboot中的連結指令碼是uboot.lds,位於board/samsung/x210目錄中。

ENTRY(_start)

該程式碼用於指定_start為整個程式的入口地址，就是程式的開頭地址，或者是第一句指令。

SECTIONS
{
    . = 0x00000000;

    . = ALIGN(4);
    .text      :
    {
      cpu/s5pc11x/start.o   (.text)
      cpu/s5pc11x/s5pc110/cpu_init.o    (.text)
      board/samsung/x210/lowlevel_init.o    (.text)
          cpu/s5pc11x/onenand_cp.o      (.text)                 
          cpu/s5pc11x/nand_cp.o (.text)                     
          cpu/s5pc11x/movi.o (.text) 
          common/secure_boot.o (.text) 
      common/ace_sha1.o (.text)
      cpu/s5pc11x/pmic.o (.text)
      *(.text)
    }

    . = ALIGN(4);
    .rodata : { *(.rodata) }

    . = ALIGN(4);
    .data : { *(.data) }

    . = ALIGN(4);
    .got : { *(.got) }

    __u_boot_cmd_start = .;
    .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
    __u_boot_cmd_end = .;

    . = ALIGN(4);
    .mmudata : { *(.mmudata) }

    . = ALIGN(4);
    __bss_start = .;
    .bss : { *(.bss) }
    _end = .;
}

指定程式碼段，資料段和bss段。

. = 0x00000000;表示指定該地址為連結地址，其實指定一個程式的連結地址有兩種方法，一種是在MakeFile中ld的flag中使用-Ttext 0x00000020的方式指定連結地址，另外一種是連結一個連結指令碼，在連結指令碼的開頭使用. = 0x00000020方式來指定，這兩種方式是可以配合使用的，如果兩種方式同時使用，以-Ttext指定的為準。

在uboot中我們使用TEXT_BASE值來指定，相當於使用了-Ttext = TEXT_BASE。

. = ALIGN(4);表示使用4位元組的對齊方式。

.text是程式碼段。程式碼段中必須要注意檔案排列的順序，會影響最終生成的可執行程式的排列順序，指出名稱的依次排列，最後使用 *(.text)表示剩餘的部分不指定順序，指定放在前面的檔案，就是必須要放在前16KB內的檔案，這些檔案中的函式在前16KB會被呼叫，後面的檔案中函式順序就無所謂了。

.got，.u_boot_cmd，.mmudata屬於自定義段。