uboot的makefile分析

u-boot的源代碼包含了對幾十種處理器、數百種開發板的支持，可是對於特定的開發板，配置編譯過程只需要其中部分程序。這裏就需要用到Makefile了。

下面以smdk2410板爲例
1) Makefile中定義了源碼及生成的目標文件存放的目錄,目標文件存放目錄BUILD＿DIR可以通過make O=dir或者export BUILD_DIR=dir兩種方式指定。如果沒有指定，則設定爲源碼的根目錄，一般編譯的時候都建議指定輸出目錄，這樣可以不影響其他的源碼結構，便於管理，至於它的控制流程，每一步指令都有詳細註釋，感興趣的可以看一下，再看下其它目錄變量的定義：
OBJTREE和LNDIR爲存放生成文件的目錄，TOPDIR與SRCTREE爲源碼所在目錄

OBJTREE  := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))  
SRCTREE  := $(CURDIR)  
TOPDIR  := $(SRCTREE)  
LNDIR  := $(OBJTREE)  
export TOPDIR SRCTREE OBJTREE  

2）定義變量MKCONFIG：這個變量指向一個腳本，即頂層目錄的mkconfig。

MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig  
export MKCONFIG  

這個腳本的作用就是生成與CPU和開發板相關的配置文件並且鏈接到相應的目錄。

3）包含include/config.mk，其實也就相當於在Makefile裏定義了上面四個變量而已。

# load ARCH, BOARD, and CPU configuration
include $(OBJTREE)/include/config.mk
export  ARCH CPU BOARD VENDOR SOC

4) 指定交叉編譯器前綴：

ifeq ($(ARCH),arm)     #這裏根據ARCH變量，指定編譯器前綴。  
CROSS_COMPILE = arm-linux-
endif

5)包含config.mk:
包含頂層目錄下的config.mk，這個文件裏面主要定義了交叉編譯器及選項和編譯規則

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

必須要包含通用配置文件

6）U-boot需要的目標文件。

OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o # 順序很重要，start.o必須放第一位  
OBJS := $(addprefix $(obj),$(OBJS))  

7）需要的庫文件：

LIBS  = lib_generic/libgeneric.a  
LIBS += $(shell if [ -f board/$(VENDOR)/common/Makefile ]; then echo \  
    "board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).a"; fi) 上面的意思是根據廠商選擇編譯通用文件，這裏爲freescale  
LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a  
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/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  
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))  

根據上面的include/config.mk文件定義的ARCH、CPU、BOARD、SOC這些變量。硬件平臺依賴的目錄文件可以根據這些定義來確定。

8）最終生成的各種鏡像文件：

ALL = $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(U_BOOT_ONENAND)  
all:  $(ALL)  
$(obj) u-boot.bin:  $(obj)u-boot  
        $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary {1}lt; $@  

分析一下最關鍵的u-boot ELF文件鏡像的生成：
依賴目標depend :生成各個子目錄的.depend文件，.depend列出每個目標文件的依賴文件。生成方法，調用每個子目錄的make _depend。

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

@依賴目標version：生成版本信息到版本文件VERSION_FILE中。

$(VERSION_FILE):  
@( printf '#define U_BOOT_VERSION "U-Boot %s%s"\n' "$(U_BOOT_VERSION)" \  
'$(shell $(CONFIG_SHELL) $(TOPDIR)/tools/setlocalversion $(TOPDIR))' \  
) > $@.tmp  
@cmp -s $@ $@.tmp && rm -f $@.tmp || mv -f $@.tmp $@  

@僞目標SUBDIRS: 執行tools ,examples ,post,post\cpu 子目錄下面的make文件。

SUBDIRS = tools \  
   examples \  
   post \  
   post/cpu  
.PHONY : $(SUBDIRS)  
$(SUBDIRS):  
  $(MAKE) -C $@ all  

@依賴目標$(OBJS)，即cpu/start.o

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

@依賴目標$(LIBS)，這個目標太多，都是每個子目錄的庫文件*.a ，通過執行相應子目錄下的make來完成：

$(LIBS):  
  $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))   
@依賴目標$(LDSCRIPT)：  
$(LDSCRIPT): depend $(obj)include/autoconf.mk  
$(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)  
LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)  

對於smdk2410,LDSCRIPT即連接腳本文件是board/smdk2410/u-boot.lds，定義了連接時各個目標文件是如何組織的。
@執行連接命令：

cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $UNDEF_SYM $(__OBJS) \  
   --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \  
   -Map u-boot.map -o u-boot  

其實就是把start.o和各個子目錄makefile生成的庫文件按照LDFLAGS連接在一起，生成ELF文件u-boot 和連接時內存分配圖文件u-boot.map。

9)對於各子目錄的makefile文件，主要是生成*.o文件然後執行AR生成對應的庫文件。如

lib_generic文件夾Makefile：  
LIB = $(obj)libgeneric.a  
COBJS = bzlib.o bzlib_crctable.o bzlib_decompress.o \  
   bzlib_randtable.o bzlib_huffman.o \  
   crc32.o ctype.o display_options.o ldiv.o \  
   string.o vsprintf.o zlib.o  
SRCS  := $(COBJS:.o=.c)  
OBJS := $(addprefix $(obj),$(COBJS))  
$(LIB): $(obj).depend $(OBJS) #項層Makefile執行make libgeneric.a  
$(AR) $(ARFLAGS) $@ $(OBJS)  

整個makefile剩下的內容全部是各種不同的開發板的*_config:目標的定義了。

最後來總結一下U-Boot的編譯流程
（1）首先編譯cpu/(CPU)/start.S,對於同的CPU，還可能編譯cpu/ (CPU)下的其他文件。
（2）然後，對於平臺/開發板相關的每個目錄、每個通用目錄都使用它們各自的Makefile生成相應的庫。
（3）將1、2步驟生成的.o、 .a文件按照board/(BOARDDIR)/config.mk文件中指定的代碼段起始地址、board/ (BOARDDIR)/U-Boot.lds連接腳本進行鏈接。
（4）第3步得到的是ELF格式的U-Boot，後面Makefile還會將它轉換爲二進制格式、S-Record格式。