其實網絡上介紹kbuild框架的資料書籍一大把，有的介紹非常詳細，大家不妨可以參考。本文試圖從一些線索來簡要分析kbuild框架，好讓我們從一個方面瞭解一條線，不至於陷入kbuild框架的各種大坑裏面。
kbuild是個什麼鬼？
kbuild來源於linux內核，是linux內核用來構建輸出內核鏡像的make框架。因爲這套框架做得比較好，uboot也借過來用了。kbuild中的k，我想應該就是kernel的意思吧。這是我的一個簡單理解，想看專業的解釋，可以參考內核裏面的文檔。
kbuild在哪?
在uboot源代碼根目錄，我們可以看到這麼幾個文件：
1.Makefile文件
2.Kbuild文件
3.Kconfig文件
4.scripts目錄
源代碼目錄文件如下：
Makefile文件好理解，一個make工程要能夠使用make功能，就必須要有makefile文件。這個Makefile就是make的主Makefile，正是因爲這個Makefile，我們在uboot根目錄下面才能輸入各種make命令，比如make menuconfig。
Kbuild文件我們可以打開看一下，看起來也是一個make腳本，這裏面定義了各種變量，也定義了少量規則，看起來貌似挺複雜，我們不知道幹嘛用的。不過看看文件開頭的註釋，大概能猜出這個文件是幹嘛用的，我們暫且就信了這個註釋，就這麼理解吧：
#
# Kbuild for top-level directory of U-Boot
# This file takes care of the following:
# 1) Generate generic-asm-offsets.h
# 2) Generate asm-offsets.h
看到沒，這個file是用來生成generic-asm-offsets.h和asm-offsets.h這兩個頭文件的，至於這兩個貨色是幹嘛用的，暫且不表，原因是我也不知道，沒法表。
再來看下Kconfig文件。這個文件看起來不像腳本，看起來像是配置文件，這個配置文件遵循某種規範，如下：
這個語法，我想應該是有資料可查的，否則別人沒法知道怎麼使用對吧，所有的規則都是人爲定義的，並不是天生的。其實講這個規則的資料網上非常多，大家可以去搜索一下，本文主要還是簡要介紹爲主，就不詳細展開了，否則，這麼一篇小文章，是遠遠不夠的。我們需要知道的是，這個配置文件是kbuild配置框架的一個輸入，kbuild會根據這個配置文件生成配置界面給大家選，僅此而已。
我們再來看下scripts目錄，我們可以ls命令查看一下：
sunke@droresrv:~/work/MYiR-iMX-Uboot$ ls -l ./scripts/
total 444
drwxrwxr-x 2 sunke sunke 4096 May 31 11:03 basic
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 514 May 14 15:05 binutils-version.sh
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 129427 May 14 15:05 checkpatch.pl
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 5513 May 14 15:05 checkstack.pl
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 5132 May 14 15:05 cleanpatch
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 14132 May 14 15:05 docproc.c
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 439 May 14 15:05 dtc-version.sh
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 5041 May 14 15:05 fill_scrapyard.py
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 312 May 14 15:05 gcc-stack-usage.sh
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 819 May 14 15:05 gcc-version.sh
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 58501 May 14 15:05 get_maintainer.pl
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 11557 May 14 15:05 Kbuild.include
drwxrwxr-x 3 sunke sunke 4096 May 31 11:03 kconfig
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 73838 May 14 15:05 kernel-doc
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 205 May 14 15:05 ld-version.sh
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 460 May 14 15:05 Lindent
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 4821 May 14 15:05 mailmapper
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 548 May 14 15:05 Makefile
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 4321 May 14 15:05 Makefile.autoconf
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 14262 May 30 09:26 Makefile.build
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 3070 May 14 15:05 Makefile.clean
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 2003 May 14 15:05 Makefile.extrawarn
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 4655 May 14 15:05 Makefile.host
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 15510 May 14 15:05 Makefile.lib
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 8156 May 14 15:05 Makefile.spl
-rw-rw-r-- 1 sunke sunke 261 May 14 15:05 Makefile.uncmd_spl
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 1183 May 14 15:05 mkmakefile
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 2756 May 14 15:05 objdiff
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 3974 May 14 15:05 setlocalversion
-rwxrwxr-x 1 sunke sunke 569 May 14 15:05 show-gnu-make
怪怪，這個目錄下面，內容可就多了。乍看起來絲毫沒有頭緒，怎麼辦？其實我們還是不要偏離我們的主題，我們的主題是探討make相關的東西，kbuild框架也是make相關的一種框架，那麼好，我們只關心Makefile行不行？我們看下，這個目錄下面跟makefile相關的文件大致有：
Makefile、Makefile.autoconf、Makefile.build、Makefile.clean等Makefile.開頭的文件，還有一個Kbuild.include，還有一個Kconfig目錄。
裏面都有些啥？
看起來還是挺多，怎麼辦？一個好的辦法是，我們一個個打開看下，這裏面都有些啥玩意。在看本文的時候，建議大家手上有一份代碼（本文使用的uboot版本是2016.03），這樣我就不用貼圖了，好讓文章看起來不那麼又臭又長。我們會發現，首先這個Kbuild.include裏面包含的內容，基本可以肯定就是make腳本，這裏面定義了一些make變量，目前我們並不知道這些make變量是幹嘛用的，而且看起來這些變量定義頗有些意思，頻繁使用了make的函數和自動化變量。比如：
###
# Name of target with a '.' as filename prefix. foo/bar.o => foo/.bar.o
dot-target = $(dir $@).$(notdir $@)
這個變量使用了dir函數和notdir函數，用於通過規則的目標文件信息構造一個點分字符串，至於這個變量幹嘛的，我們沒有看到使用的地方，當然是不得而知的，我們暫且感受一下氛圍。這個文件裏面，諸如此類的變量，定義了不少，我們暫且不用管幹什麼用的，我們可以大致掃一遍這些變量，好讓我們以後某個地方看到的時候，還能想起來，這個變量定義在Kbuild.include文件。當然，我得給大家介紹一下這裏面的重要變量，否則本文是不是就沒有意義了，什麼都讓大家自己看。
1.build變量：
###
# Shorthand for $(Q)$(MAKE) -f scripts/Makefile.build obj=
# Usage:
# $(Q)$(MAKE) $(build)=dir
build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj
build變量用於將make過程引入到Makefile.build，使用該Makefile規則來構建目標。
2.clean變量：
###
# Shorthand for $(Q)$(MAKE) -f scripts/Makefile.clean obj=
# Usage:
# $(Q)$(MAKE) $(clean)=dir
clean := -f $(srctree)/scripts/Makefile.clean obj
clean變量用於將make過程引入到Makefile.clean，使用該Makefile規則來清除產物。
3.echo-cmd變量：
# echo command.
# Short version is used, if $(quiet) equals `quiet_', otherwise full one.
echo-cmd = $(if $($(quiet)cmd_$(1)),\
echo ' $(call escsq,$($(quiet)cmd_$(1)))$(echo-why)';)
該變量用於構造命令打印輸出。比如我們在編譯時看到的：
CC /arch/arm/cpu/armv7/cpu.o
4.if_changed系列變量：
# Execute command if command has changed or prerequisite(s) are updated.
#
if_changed = $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check)), \
@set -e; \
$(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \
printf '%s\n' 'cmd_$@ := $(make-cmd)' > $(dot-target).cmd)
很多地方使用這個if_changed系列變量來執行規則命令。在此以if_changed作爲例子，我們展開分析一下：
首先我們看到，這個變量的值是一個make的if函數，這個函數根據第一個參數的展開情況，來決定後面的值。如果展開非空，函數的值就是第二個參數。第一個參數爲：
$(strip $(any-prereq) $(arg-check))
這裏利用strip函數將首尾空格去掉，也把字符串中間的空格整理一下。最後輸出的值，是以空格爲間隔的一個個字符串。這裏引用了兩個變量any-prereq和arg-check。any-prereq變量爲：
any-prereq = $(filter-out $(PHONY),$?) $(filter-out $(PHONY) $(wildcard $^),$^)
看起來好像挺複雜，實際上我們一個個去看，也相對簡單，各個擊破吧。首先，這個變量的值由兩部分組成，分別是：
1.$(filter-out $(PHONY),$?)
2.$(filter-out $(PHONY) $(wildcard $^),$^)
前兩個都是make的filter-out函數，這是個反過濾函數，是將第二個參數裏面符合第一個參數條件的值去掉，留下的值作爲結果。$?變量表示所有比目標文件更新的依賴文件列表，$(PHONY)是包含僞目標的變量。所以，第一個結果就是：所有比目標更新的依賴文件，這些依賴文件裏面不包含僞目標。第二個呢？看起來好像稍微複雜一點，別怕，我們各個擊破。首先看$^，這個變量表示規則的所有依賴文件列表，使用空格分隔。$(wildcard $^)使用了wildcard函數，這個函數表示列出當前所有的依賴文件，注意，這裏列出的依賴文件，是文件系統中有的，也就是說，這裏列出所有已經生成的依賴文件。那麼，第二個結果就顯而易見了：所有依賴文件，這些依賴文件裏面除去了僞目標和已經生成的文件，也就是所有還未生成的依賴文件且沒有僞目標文件。所以，any-prereq變量的值就包含：所有比目標更新的依賴文件和所有還未生成的依賴文件，這裏面不包含僞目標。是不是就感覺清晰了？
剩下一個arg-check變量。這個變量定義如下：
ifneq ($(KBUILD_NOCMDDEP),1)
# Check if both arguments has same arguments. Result is empty string if equal.
# User may override this check using make KBUILD_NOCMDDEP=1
arg-check = $(strip $(filter-out $(cmd_$(1)), $(cmd_$@)) \
$(filter-out $(cmd_$@), $(cmd_$(1))) )
else
arg-check = $(if $(strip $(cmd_$@)),,1)
endif
這個變量根據KBUILD_NOCMDDEP的值而異，如果KBUILD_NOCMDDEP=1，則arg-check的值爲：
$(if $(strip $(cmd_$@)),,1)
我們發現，這個是個if函數，值要嘛是空，要嘛是1。什麼時候是空呢？當$(cmd_$@)展開不爲空，則整個值就是空，否則這個值展開爲空，整個值就是1。感覺好繞，咱也不知道具體是幹什麼的，知道有這麼個東西，暫且留着吧，興許後面深入下去，迷霧也會自然揭開。總之，當：
$(strip $(any-prereq) $(arg-check))
展開不爲空時，if_changed就等於：
@set -e; \
$(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \
printf '%s\n' 'cmd_$@ := $(make-cmd)' > $(dot-target).cmd
整理一下，得到：
@set -e; $(echo-cmd) $(cmd_$(1)); printf '%s\n' 'cmd_$@ := $(make-cmd)' > $(dot-target).cmd
由三個shell命令組成，第一個表示shell發生錯誤就退出。第二個呢，echo-cmd我們上面分析過，是輸出命令字符串。$(cmd_$(1))根據參數而定，由參數和cmd_組成一個新變量進行展開，展開的結果是個shell命令，在這裏執行。這裏有點類似於回調的概念，具體命令的值是什麼，這裏不知道，要根據傳進來的值而定，你看，多麼神奇，一個make腳本都可以設計這麼巧妙，不得不驚歎linux這幫人的軟件工程水平了，這裏不涉及到多少高深的算法，有的只是一些精巧的軟件工程設計。第三個很顯然，是一個打印命令，打印的值貌似重定向到了一個文件中，單純看這裏其實看不出這打印的是啥，我們暫且不表，知道是個打印就行了。
這一切是怎麼聯繫起來的？
以上是Kbuild.include文件裏面的幾個重要變量，我們這裏簡要介紹一下，這些變量後面會使用到。接下來的Makefile.*文件，我們可以自己一個個打開看下，裏面具體是些啥。實際上，每個這類文件都聚合了某一類的功能，比如這個Makefile.build聚合了跟構建有關的規則，Makefile.clean聚合了跟clean有關的規則，僅此而已，因爲代碼比較多，這裏就不具體分析了，待後面分析具體的構建目標時，自然會有提及。接下來，我們分析下，這些文件是如何串起來的。我們知道，根目錄裏面其實就是那個Makefile在其作用，可以把這個Makefile看做總入口，Kbuild.include和Makefile.*都是通過這個總入口引入的。我們大概看下：
根目錄Makefile文件的第327行，有如下語句：
# We need some generic definitions (do not try to remake the file).
scripts/Kbuild.include: ;
include scripts/Kbuild.include
這裏通過include引入了Kbuild.include文件。那麼，那些Makefile.*，我們拿Makefile.build舉例，是怎麼引入的呢？我們看主Makefile的第836行：
%.imx: %.bin
$(Q)$(MAKE) $(build)=arch/arm/imx-common $@
這裏是構造u-boot.imx的規則，我們看到這條規則的命令，使用了build變量，結合上面對build變量的討論，我們展開得到：
$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj=arch/arm/imx-common $@
看到沒，這裏通過-f選項引入了Makefile.build作爲構建makefile。其中Makefile.build裏面，會利用obj指定的目錄，包含進arch/arm/imx-common/Makefile，從而使用了子目錄裏面的makefile規則。通過這種方法，就以主Makefile爲入口，進入到了kbuild系列規則makefile裏面。同理，clean也是這麼做的。
Makefile.lib裏面同樣定義了一堆變量，這些變量可能比較通用，所以聚合在此作爲庫一樣的功能。這個文件是通過include被引入的。比如，Makefile.build第73行：
include scripts/Makefile.lib
引入了該文件定義的所有內容。