“本命年计划”001—U-boot顶层Makefile的详细分析总结(结合众多网上高手资料)

    技术2022-05-19  23

    VERSION = 1    PATCHLEVEL = 1SUBLEVEL = 6EXTRAVERSION =U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)  #  $(xxx)相当于c中的宏定义,$(VERSION)即为 1,因为 VERSION = 1 ,其他三个类似VERSION_FILE = $(obj)include/version_autogenerated.h                  #定义版本文件

    # uname 将正在使用的操作系统名写到标准输出中# -m    显示硬件运行系统的机器 ID 号#定义变量,HOSTARCH里面存储的是机器ID号,即主机架构类型  | 表示管道    $(shell xxx):xxx表示shell命令,整个就表示执行shell命令#sed 是一种在线编辑器,它一次处理一行内容。#处理时,把当前处理的行存储在临时缓冲区中,称为“模式空间”(pattern space),接着用sed命令处理缓冲区中的内容,处理完成后,把缓冲区的内容送往屏幕。#接着处理下一行,这样不断重复,直到文件末尾。文件内容并没有改变,除非你使用重定向存储输出。Sed主要用来自动编辑一个或多个文件;简化对文件的反复操作;编写转换程序等# sed -e '1,5d' -e 's/test/check/' example-----(-e)选项允许在同一行里执行多条命令。#如例子所示,第一条命令删除1至5行,第二条命令用check替换test。命令的执行顺序对结果有影响。#如果两个命令都是替换命令,那么第一个替换命令将影响第二个替换命令的结果 HOSTARCH := $(shell uname -m | /      sed -e s/i.86/i386/ /     #i386替换成i.86                -e s/sun4u/sparc64/ /     -e s/arm.*/arm/ /  #把uname -m的结果(主机架构类型或者称为机器ID号)通过管道传递给sed命令,然后把前缀为arm的所有模式替换为arm     -e s/sa110/arm/ /     -e s/powerpc/ppc/ /     -e s/macppc/ppc/)

    #定义变量HOSTOS里面存放的是主机安装的,并且当前正在运行的操作系统HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | /   sed -e 's//(cygwin/).*/cygwin/') #tr是一个shell命令,可以实现许多sed的功能,这里 tr '[:upper:]''[:lower:]'的意思是把管道中的Linux 中的大写字母L 转换成小写字母l       #这一句的意思是检测出主机安装的,并且当前正在运行的操作系统名,并把这个系统名中的大写字母转换为小写字母

    # 然后在通过sed流编辑器匹配所有的,这个系统名中出现的"/(cygwin/).*"模式,然后再用"cygwin"模式替换。export HOSTARCH HOSTOS     #输出两个makefile变量HOSTARCH和HOSTOS    

    # Deal with colliding definitions from tcsh etc.  #用来处理来自tcsh的互相冲突的定义等等# 一般来说,shell可以分成两类。第一类是由 Bourne shell 衍生出来的包括  # sh,ksh,bash,与zsh。第二类是由 C shell 衍生出来的,包括 csh 与  # tcsh。除此之外还有一个rc,有人认为该自成一类,有人认为该归类在Bourne shell。VENDOR=  #开发商

    ########################################################################### U-boot build supports producing a object files to the separate external#U-boot 的编译过程可以支持向一个自己定义的路径生成最终的目标文件# directory. Two use cases are supported:#这里提供两种方法# 1) Add O= to the make command line  #第一种用法:通过在终端执行命令make O=/dir(即你指定的生成的目标文件的存放目录)# 'make O=/tmp/build all'## 2) Set environement variable BUILD_DIR to point to the desired location #第二种用法:通过设置环境变量来指定目标文件存放目录,如下所示:# 'export BUILD_DIR=/tmp/build'# 'make'## The second approach can also be used with a MAKEALL script  #第二种方法也可以写成一个MAKEALL脚本,然后执行MAKEALL,如下所示:# 'export BUILD_DIR=/tmp/build'# './MAKEALL'## Command line 'O=' setting overrides BUILD_DIR environent variable. #命令行'O='设置会覆盖环境变量BUILD_DIR的设置## When none of the above methods is used the local build is performed and #如果都不采用上面两种方法,那么目标文件放到源码顶层目录,也就是U-BOOT顶层目录# the object files are placed in the source directory.##方法1ifdef O   #如果O已经被定义ifeq ("$(origin O)", "command line") #如果‘O’在命令行中被定义BUILD_DIR := $(O)  #那就把‘O’的值赋给 BUILD_DIRendifendif#方法2ifneq ($(BUILD_DIR),) #如果 BUILD_DIR 不为空saved-output := $(BUILD_DIR) #那就把BUILD_DIR的值赋给saved-output

    # Attempt to create a output directory. #生成一个输出路径,即目标文件存放目录BUILD_DIR$(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] || mkdir -p ${BUILD_DIR}) # 判断build_dir是不是一个目录 ,如果没有就创建, [ ] 就是个条件判断语句

    # Verify if it was successful.  测试目录是否创建成功BUILD_DIR := $(shell cd $(BUILD_DIR) && /bin/pwd) # 进入BUILD_DIR这个目录,并且用pwd这个命令显示当前路径,然后将这个路径赋给BUILD_DIR$(if $(BUILD_DIR),,$(error output directory "$(saved-output)" does not exist)) #这里用了一个if函数,意思是如果如果$(BUILD_DIR) 非空,则什么都不执行(返回空),否则执行error函数,输出错误信息endif # ifneq ($(BUILD_DIR),)# ifneq ($(BUILD_DIR),) #意思是:如果没有定义目标文件存放目录#Makefile中定义了源码以及生成目标文件存放的目录,目标文件存放目录BUILD_DIR可以通过make O=dir指定。如果没有指定,则设定为源码顶层目录。#一般编译的时候不指定输出目录,则BUILD_DIR为空。其他目录变量如下:#TOPDIR SRCTREE OBJTREE这三个目录会给下层的makefile调用,需要在这里指定并export#OBJTREE和LNDIR为存放生成文件的目录,TOPDIR与SRCTREE为源码所在目录OBJTREE  := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR)) #如果$(BUILD_DIR)不为空,则返回$(BUILD_DIR),并赋给OBJTREE,即自己定制的目标存放目录SRCTREE  := $(CURDIR)  #把当前源码所在目录 $(CURDIR) 赋给SRCTREE TOPDIR  := $(SRCTREE) #把当前源码所在目录 $(CURDIR) 赋给TOPDIRLNDIR  := $(OBJTREE)   #存放生成的目录文件export TOPDIR SRCTREE OBJTREE

    MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig #定义变量MKCONFIG:这个变量指向一个脚本,即顶层源码所在目录的mkconfig。export MKCONFIG     #导出这个变量

    ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE)) #如果OBJTREE 与 SRCTREE所表示的路径不同REMOTE_BUILD  := 1    #设定变量REMOTE_BUILD =1,相当于flag的作用export REMOTE_BUILD  #导出这个变量endif

    # $(obj) and (src) are defined in config.mk but here in main Makefile #$(obj) and $(src)都被定义在顶层目录下的config.mk脚本配置文件里面,# we also need them before config.mk is included which is the case for #但是在这个主Makefile里面,我们同样需要他们,# some targets like unconfig, clean, clobber, distclean, etc.  #因为在主Makefile文件包含config.mk之前,$(obj) and $(src)偶尔地会成为象unconfig, clean, clobber, distclean, etc这些目标的case:ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE)) #当目标存放目录不是U-BOOT顶层目录(源码目录)时obj := $(OBJTREE)/           #定义obj,让其等于目标存放目录src := $(SRCTREE)/     #定义src,让其等于源码所在目录,即u-boot顶层目录else                  #否则就全置为空obj :=src :=endifexport obj src       #导出这两个目录

    ########################################################################## 通配符在规则中可以自动扩展,但设置在变量中或在函数的参数中通配符一般不能正常扩展。# 如果您需要在这些场合扩展通配符,您应该使用函数wildcard,格式如下:# $(wildcard pattern...)ifeq ($(OBJTREE)/include/config.mk,$(wildcard $(OBJTREE)/include/config.mk))

    # load ARCH, BOARD, and CPU configuration   下载相关配置include $(OBJTREE)/include/config.mk      #上面两个config.mk相同了才包含config.mkexport ARCH CPU BOARD VENDOR SOC  

    ifndef CROSS_COMPILE   #如果没定义交叉编译器ifeq ($(HOSTARCH),ppc)  CROSS_COMPILE =elseifeq ($(ARCH),ppc)CROSS_COMPILE = powerpc-linux-endif#这里你可以把交叉编译器的安装路径加到arm-linux-之前,比如你的交叉编译器安装路径是/root/u-boot/usr/local/arm/3.3.2/bin/#你可以这样定义CROSS_COMPILE = /root/u-boot/usr/local/arm/3.3.2/bin/arm-linux-#这样一来,你在终端进行编译的时候就不用指定CROSS_COMPILE=arm-linux-了#但请注意:在编译内核的时候,交叉编译器必须安装在/usr/local/arm下,否则会发生错误!!!!!ifeq ($(ARCH),arm)  #如果ARCH = armCROSS_COMPILE = arm-linux-     #指定交叉编译器的路径endififeq ($(ARCH),i386)ifeq ($(HOSTARCH),i386)CROSS_COMPILE =elseCROSS_COMPILE = i386-linux-endifendififeq ($(ARCH),mips)CROSS_COMPILE = mips_4KC-endififeq ($(ARCH),nios)CROSS_COMPILE = nios-elf-endififeq ($(ARCH),nios2)CROSS_COMPILE = nios2-elf-endififeq ($(ARCH),m68k)CROSS_COMPILE = m68k-elf-endififeq ($(ARCH),microblaze)CROSS_COMPILE = mb-endififeq ($(ARCH),blackfin)CROSS_COMPILE = bfin-elf-endififeq ($(ARCH),avr32)CROSS_COMPILE = avr32-endifendifendif

    export CROSS_COMPILE   #导出交叉编译器

    # load other configuration #加载其他设置,这里是包含顶层目录下的config.mk配置文件,这个文件主要做了三个工作:# 1、定义了交叉编译器 2、定义了编译选项 3、定义了编译规则include $(TOPDIR)/config.mk

    ########################################################################## U-Boot objects....order is important (i.e. start must be first)#start.o必须放在目标文件的第一位,因为uboot执行的第一段代码就是start.S#下面这一段是根据我们$(cpu)来确定OBJSOBJS  = cpu/$(CPU)/start.o    ifeq ($(CPU),i386)OBJS += cpu/$(CPU)/start16.oOBJS += cpu/$(CPU)/reset.oendififeq ($(CPU),ppc4xx)OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.oendififeq ($(CPU),mpc83xx)OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.oendififeq ($(CPU),mpc85xx)OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.oendififeq ($(CPU),mpc86xx)OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.oendififeq ($(CPU),bf533)OBJS += cpu/$(CPU)/start1.o cpu/$(CPU)/interrupt.o cpu/$(CPU)/cache.oOBJS += cpu/$(CPU)/cplbhdlr.o cpu/$(CPU)/cplbmgr.o cpu/$(CPU)/flush.oendif

    OBJS := $(addprefix $(obj),$(OBJS)) #这句的意思是把目标文件存放路径以前缀的形式加到start.O之前,然后再赋给OBJS#以下是编译UBOOT需要的库文件LIBS  = lib_generic/libgeneric.aLIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a  #根据所用平台LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a           #根据所用平台ifdef SOCLIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a    #根据所用平台endifLIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a        #根据所用平台#通用的库文件LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a / fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.aLIBS += net/libnet.aLIBS += disk/libdisk.aLIBS += rtc/librtc.aLIBS += dtt/libdtt.aLIBS += drivers/libdrivers.aLIBS += drivers/nand/libnand.aLIBS += drivers/nand_legacy/libnand_legacy.aLIBS += drivers/sk98lin/libsk98lin.aLIBS += post/libpost.a post/cpu/libcpu.aLIBS += common/libcommon.aLIBS += $(BOARDLIBS)

    LIBS := $(addprefix $(obj),$(LIBS)).PHONY : $(LIBS)    #伪目标#根据所生成的include/config.mk文件定义的几个变量ARCH, CPU, BOARD, SOC,我们可以#确定硬件平台依赖的目录文件。smdk2410平台相关(依赖)目录以及对应生成的库文件如下:#board/smdk2410/: 库文件board/smdk2410/libsmdk2410.a#cpu/arm920t/: 库文件cpu/arm920t/libarm920t.a#cpu/arm920t/s3c24x0: 库文件cpu/arm920t/s3c24x0/libs3c24x0.a#lib_arm: 库文件lib_arm/libarm.a#include/asm-arm: 头文件#include/cnofigs/smdk2410.h:头文件# Add GCC libPLATFORM_LIBS += -L $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`) -lgcc

    # The "tools" are needed early, so put this first# Don't include stuff already done in $(LIBS)  不要包含已经在 $(LIBS) 中的任何东西# 伪目标SUBDIRS:用于执行tools、examples、post、post/cpu子目录下的make文件SUBDIRS = tools /   examples /   post /   post/cpu.PHONY : $(SUBDIRS)

    ifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)NAND_SPL = nand_splU_BOOT_NAND = $(obj)u-boot-nand.binendif

    __OBJS := $(subst $(obj),,$(OBJS))__LIBS := $(subst $(obj),,$(LIBS))

    ###################################################################################################################################################下面最终生成各种镜像文件,最后要生成的文件,U_BOOT_NAND在前面定义了,为u-boot-nand.binALL = $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND)#all依赖于$(ALL) 最终生成镜像文件,注意各种依赖关系all:  $(ALL)

    $(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.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.dis: $(obj)u-boot  $(OBJDUMP) -d $< > $@

    $(obj)u-boot:  depend version $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT)  UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed  -n -e 's/.*/(__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):  $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))

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

    $(SUBDIRS):  $(MAKE) -C $@ all

    $(NAND_SPL): version  $(MAKE) -C nand_spl/board/$(BOARDDIR) all

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

    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)

    gdbtools:  $(MAKE) -C tools/gdb all || exit 1

    updater:  $(MAKE) -C tools/updater all || exit 1

    env:  $(MAKE) -C tools/env all || exit 1

    depend dep:  for dir in $(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $$dir _depend ; done

    tags ctags:  ctags -w -o $(OBJTREE)/ctags `find $(SUBDIRS) include /    lib_generic board/$(BOARDDIR) cpu/$(CPU) lib_$(ARCH) /    fs/cramfs fs/fat fs/fdos fs/jffs2 /    net disk rtc dtt drivers drivers/sk98lin common /   /( -name CVS -prune /) -o /( -name '*.[ch]' -print /)`

    etags:  etags -a -o $(OBJTREE)/etags `find $(SUBDIRS) include /    lib_generic board/$(BOARDDIR) cpu/$(CPU) lib_$(ARCH) /    fs/cramfs fs/fat fs/fdos fs/jffs2 /    net disk rtc dtt drivers drivers/sk98lin common /   /( -name CVS -prune /) -o /( -name '*.[ch]' -print /)`

    $(obj)System.map: $(obj)u-boot  @$(NM) $< | /  grep -v '/(compiled/)/|/(/.o$$/)/|/( [aUw] /)/|/(/./.ng$$/)/|/(LASH[RL]DI/)' | /  sort > $(obj)System.map

    #########################################################################elseall $(obj)u-boot.hex $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin /$(obj)u-boot.img $(obj)u-boot.dis $(obj)u-boot /$(SUBDIRS) version gdbtools updater env depend /dep tags ctags etags $(obj)System.map: @echo "System not configured - see README" >&2 @ exit 1endif

    .PHONY : CHANGELOGCHANGELOG: git log --no-merges U-Boot-1_1_5.. | / unexpand -a | sed -e 's//s/s*$$//' > $@

     

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

    unconfig: @rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk /  $(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp# 这句话已经分析过了,就是在mkconfig是先执行的操作,即删除上一次makeXXX时存在的头文件和包含文件#接下来很长一段是与平台和开发板相关的xxx_config定义,譬如在执行make smdk2410_config时#会找到如下定义:smdk2410_config : unconfig

     省略了很长的一段

    找到了smdk2410_config : unconfig

    #在分析这个及以下命令之前,我们需要了解在在编译U-BOOT之前,先要执行# make smdk2410_config#smdk2410_config是Makefile的一个目标,定义如下:#smdk2410_config : unconfig# @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0 #unconfig:#@rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk /#  $(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp#首先执行unconfig,obj src为上面所定义的,这个命令清理上一次执行make *_config时生成的头文件和makefile的包含文件。主要是include/config.h 和include/config.mk文件。#然后再执行@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 Null s3c24x0#MKCONFIG 是顶层目录下的mkcofig脚本文件,后面五个是传入的参数。顶层目录下的mkcofig稍后分析#主要生成生成Makefile包含文件include/config.mk,用五个传入的参数定义五个变量#ARCH   = arm#CPU    = arm920t#BOARD  = smdk2410#VENDOR = NULL #SOC    = s3c24x0

    smdk2410_config : unconfig    #$(@:_config=)就是将“smdk2410_config”中的“_config”去掉,结果为“smdk2410”。 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0   #传入5个参数

    剩下的我就不详细分析了。。时间有限,能力有限。。呵呵

    最后总结一下,当然这里也参考了前辈们的许多宝贵经验,顶层Makefile的主要任务就是组织整个u-boot工程的编译,概括可以分为一下几个步骤:

    1、首先通过执行make *_config传入$(@:_config=), ARCH, CPU, BOARD, VENDOR, SOC参数(一共六个参数但不  

       一定同时存在),给mkconfig。 

    2、mkconfig接收到传递过来的参数后,将include头文件夹相应的头文件夹链接好,生成config.h 

    3、然后执行make分别调用各个子目录的makefile文件,以生成所有的obj文件(包括start.o)和obj库文件*.a。 

    4、最后,通过链接器把所有目标文件链接起来,生成uboot镜像。不同格式的镜像都是调用相应工具,经 

       由elf镜像间接或者直接的生成的。

    5.链接脚本/u-boot-1.1.6/board/smdk2410/u-boot.lds和config.mk的解释请看我转来的两篇文章,讲的很详细也很好懂

     总算是大致分析完了,花了我将近一天的时间,参考了很多篇文章,分析到这里,对理解U—boot架构和编译应该是很有帮助的

    001步就到这了,002步就是分析 start.s了


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