uboot的makefile分析

u-boot的源代码包含了对几十种处理器、数百种开发板的支持，可是对于特定的开发板，配置编译过程只需要其中部分程序。这里就需要用到Makefile了。

下面以smdk2410板为例
1) Makefile中定义了源码及生成的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或者export BUILD_DIR=dir两种方式指定。如果没有指定，则设定为源码的根目录，一般编译的时候都建议指定输出目录，这样可以不影响其他的源码结构，便于管理，至于它的控制流程，每一步指令都有详细注释，感兴趣的可以看一下，再看下其它目录变量的定义：
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))  
SRCTREE  := $(CURDIR)  
TOPDIR  := $(SRCTREE)  
LNDIR  := $(OBJTREE)  
export TOPDIR SRCTREE OBJTREE  

2）定义变量MKCONFIG：这个变量指向一个脚本，即顶层目录的mkconfig。

MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig  
export MKCONFIG  

这个脚本的作用就是生成与CPU和开发板相关的配置文件并且链接到相应的目录。

3）包含include/config.mk，其实也就相当于在Makefile里定义了上面四个变量而已。

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

4) 指定交叉编译器前缀：

ifeq ($(ARCH),arm)     #这里根据ARCH变量，指定编译器前缀。  
CROSS_COMPILE = arm-linux-
endif

5)包含config.mk:
包含顶层目录下的config.mk，这个文件里面主要定义了交叉编译器及选项和编译规则

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

必须要包含通用配置文件

6）U-boot需要的目标文件。

OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o # 顺序很重要，start.o必须放第一位  
OBJS := $(addprefix $(obj),$(OBJS))  

7）需要的库文件：

LIBS  = lib_generic/libgeneric.a  
LIBS += $(shell if [ -f board/$(VENDOR)/common/Makefile ]; then echo \  
    "board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).a"; fi) 上面的意思是根据厂商选择编译通用文件，这里为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))  

根据上面的include/config.mk文件定义的ARCH、CPU、BOARD、SOC这些变量。硬件平台依赖的目录文件可以根据这些定义来确定。

8）最终生成的各种镜像文件：

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; $@  

分析一下最关键的u-boot ELF文件镜像的生成：
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: $(VERSION_FILE)  
for dir in $(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $dir _depend ; done  

@依赖目标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 $@  

@伪目标SUBDIRS: 执行tools ,examples ,post,post\cpu 子目录下面的make文件。

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

@依赖目标$(OBJS)，即cpu/start.o

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

@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 $(obj),,$@))   
@依赖目标$(LDSCRIPT)：  
$(LDSCRIPT): depend $(obj)include/autoconf.mk  
$(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)  
LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)  

对于smdk2410,LDSCRIPT即连接脚本文件是board/smdk2410/u-boot.lds，定义了连接时各个目标文件是如何组织的。
@执行连接命令：

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

其实就是把start.o和各个子目录makefile生成的库文件按照LDFLAGS连接在一起，生成ELF文件u-boot 和连接时内存分配图文件u-boot.map。

9)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。如

lib_generic文件夹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) #项层Makefile执行make libgeneric.a  
$(AR) $(ARFLAGS) $@ $(OBJS)  

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。

最后来总结一下U-Boot的编译流程
（1）首先编译cpu/ (CPU)/start.S,对于同的CPU，还可能编译cpu/ (CPU)下的其他文件。
（2）然后，对于平台/开发板相关的每个目录、每个通用目录都使用它们各自的Makefile生成相应的库。
（3）将1、2步骤生成的.o、 .a文件按照board/ (BOARDDIR)/config.mk文件中指定的代码段起始地址、board/ (BOARDDIR)/U-Boot.lds连接脚本进行链接。
（4）第3步得到的是ELF格式的U-Boot，后面Makefile还会将它转换为二进制格式、S-Record格式。