【u-boot-2018.11】make工具之fixdep
1. 概述
fixdep工具的源码位于scripts/basic/fixdep.c中，代码本身并不复杂，但其作用是什么？哪里调用？如何调用？请看下面一一道来。
2. 哪里调用
直接在u-boot源码目录下搜索：
命令：
grep -rnw fixdep . --exclude-dir=basic
结果：
./scripts/Makefile.build:270: scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(call make-cmd,cc_o_c)' > \
./scripts/Kbuild.include:230:# if_changed_dep - as if_changed, but uses fixdep to reveal dependencies
./scripts/Kbuild.include:267: scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(make-cmd)' > $(dot-target).tmp;\
./board/bosch/shc/README:30: HOSTCC scripts/basic/fixdep
匹配到二进制文件 ./.git/index
grep参数说明：
-r，递归搜索目录
-n，显示匹配结果的行号
-w，按单词搜索
--exclude-dir=basic，忽略basic子目录，此目录是fixdep源码所在目录
总共有5条匹配结果，只有第1条./scripts/Makefile.build的270行和第3条./scripts/Kbuild.include的267行调用了fixdep，其他的与之无关。
2.1 第1条匹配结果：./scripts/Makefile.build的270行
该匹配结果的详细信息：
define rule_cc_o_c
$(call echo-cmd,checksrc) $(cmd_checksrc) \
$(call echo-cmd,cc_o_c) $(cmd_cc_o_c); \
$(cmd_modversions) \
$(call echo-cmd,record_mcount) \
$(cmd_record_mcount) \
scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(call make-cmd,cc_o_c)' > \
$(dot-target).tmp; \
rm -f $(depfile); \
mv -f $(dot-target).tmp $(dot-target).cmd
endef从以上可以看出，自定义宏rule_cc_o_c调用fixdep。
进一步搜索对rule_cc_o_c的调用：
命令：
grep -rnw rule_cc_o_c .
结果：
./scripts/Makefile.build:199:# (See cmd_cc_o_c + relevant part of rule_cc_o_c)
./scripts/Makefile.build:264:define rule_cc_o_c
结果显示除了定义之外，并没有显示rule_cc_o_c被引用。那换一种方式，搜索cc_o_c：
命令：
grep -rnw cc_o_c .
结果：
./scripts/Makefile.build:266: $(call echo-cmd,cc_o_c) $(cmd_cc_o_c); \
./scripts/Makefile.build:270: scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(call make-cmd,cc_o_c)' > \
./scripts/Makefile.build:279: $(call if_changed_rule,cc_o_c)
./scripts/Makefile.build:285: $(call if_changed_rule,cc_o_c)
./scripts/Makefile.lib:393: $(call if_changed_rule,cc_o_c)
./examples/api/Makefile:67: $(call if_changed_rule,cc_o_c)
得到6条搜索结果，其前两条实际上是宏rule_cc_o_c定义本身，最后一条是u-boot例子里面的调用，也可以忽略。重点是中间三条：
第3条：
# Built-in and composite module parts
$(obj)/%.o: $(src)/%.c $(recordmcount_source) FORCE
$(call cmd,force_checksrc)
$(call if_changed_rule,cc_o_c)
第4条：
# Single-part modules are special since we need to mark them in $(MODVERDIR)
$(single-used-m): $(obj)/%.o: $(src)/%.c $(recordmcount_source) FORCE
$(call cmd,force_checksrc)
$(call if_changed_rule,cc_o_c)
@{ echo $(@:.o=.ko); echo $@; } > $(MODVERDIR)/$(@F:.o=.mod)
第5条：
$(obj)/efi_reloc.o: $(srctree)/arch/$(ARCH)/lib/$(EFI_RELOC:.o=.c) $(recordmcount_source) FORCE
$(call cmd,force_checksrc)
$(call if_changed_rule,cc_o_c)很显然，第3条是编译%.c生成%.o时使用的规则；
而第4条中的$(simple-used-m)规则从字面上看是用于生成.ko文件（模块文件）的，而u-boot并不生成.ko文件（模块文件），所以实际上用于编译%.c生成%.o的规则是第3条显示的那条规则；
第5条的规则与第3条的规则是一样的。
2.2 第3条匹配结果：./scripts/Kbuild.include的267行
该匹配结果的详细信息：
# Execute the command and also postprocess generated .d dependencies file.
if_changed_dep = $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check) ), \
@set -e; \
$(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \
scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(make-cmd)' > $(dot-target).tmp;\
rm -f $(depfile); \
mv -f $(dot-target).tmp $(dot-target).cmd)从上面可以看出自定义函数if_changed_dep调用了fixdep。
进一步搜索对if_changed_dep的调用：
命令：
grep -rnw if_changed_dep .
结果：
./scripts/Makefile.host:97: $(call if_changed_dep,host-csingle)
./scripts/Makefile.host:114: $(call if_changed_dep,host-cobjs)
./scripts/Makefile.host:131: $(call if_changed_dep,host-cxxobjs)
./scripts/Makefile.build:173: $(call if_changed_dep,cc_s_c)
./scripts/Makefile.build:179: $(call if_changed_dep,cc_i_c)
./scripts/Makefile.build:294: $(call if_changed_dep,cc_lst_c)
./scripts/Makefile.build:308: $(call if_changed_dep,as_s_S)
./scripts/Makefile.build:314: $(call if_changed_dep,as_o_S)
./scripts/Makefile.build:326: $(call if_changed_dep,cpp_lds_S)
./scripts/Makefile.lib:310: $(call if_changed_dep,dtc)
./scripts/Makefile.lib:330: $(call if_changed_dep,dtco)
./scripts/Makefile.lib:389: $(call if_changed_dep,as_o_S)
./scripts/Makefile.spl:377: $(call if_changed_dep,cpp_lds)
./scripts/Kbuild.include:230:# if_changed_dep - as if_changed, but uses fixdep to reveal dependencies
./scripts/Kbuild.include:264:if_changed_dep = $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check) ), \
./Kbuild:44: $(call if_changed_dep,cc_s_c)
./Kbuild:65: $(call if_changed_dep,cc_s_c)
./dts/Makefile:53: $(call if_changed_dep,as_o_S)
./examples/api/Makefile:71: $(call if_changed_dep,as_o_S)
./arch/sandbox/cpu/Makefile:20: $(call if_changed_dep,cc_os.o)
./arch/sandbox/cpu/Makefile:22: $(call if_changed_dep,cc_os.o)
./arch/sandbox/cpu/Makefile:31: $(call if_changed_dep,cc_eth-raw-os.o)
./arch/arm/mach-imx/Makefile:82: $(call if_changed_dep,as_o_S)
./arch/arm/mach-imx/Makefile:102: $(call if_changed_dep,cpp_cfg)
./Makefile:1294: $(call if_changed_dep,cpp_lds)
./Makefile:1532: $(call if_changed_dep,cpp_lds)
检查以上所有对if_changed_dep调用的地方，都有一个共同点：那就是新生成一个目标时，调用if_changed_dep去生成它的依赖文件。
例如：
- ./scripts/Makefile.host:97: $(call if_changed_dep,host-csingle)
$(host-csingle): $(obj)/%: $(src)/%.c FORCE
$(call if_changed_dep,host-csingle)该规则是将%.c编译输出为可执行文件%。
- ./scripts/Makefile.build:314: $(call if_changed_dep,as_o_S)
$(obj)/%.o: $(src)/%.S FORCE
$(call if_changed_dep,as_o_S)该规则是将%.S编译输出为%.o。
- ./scripts/Makefile.lib:310: $(call if_changed_dep,dtc)
$(obj)/%.dtb: $(src)/%.dts FORCE
$(call if_changed_dep,dtc)该规则是将%.dts编译输出为%.dtb。
以上所有对if_changed_dep调用的地方，还有另外一个共同点，也可以说if_changed_dep的调用也还有另外一个特别的地方，那就是除了Makefile.host中调用if_changed_dep，是将%.c编译输出为%.o外，还没有其他的调用是用于编译%.c文件的。
注：Makefile.host在Kbuild体系中，用于编译在主机上运行的程序，而不是编译u-boot自身的文件。
2.3 fixdep调用结论
从前两节的分析看，以下情况会调用fixdep进行处理：
- 将生成u-boot的%.c编译输出为%.o是会调用rule_cc_o_c，rule_cc_o_c又会调用fixdep生成%.o的依赖文件.%.cmd；
- 新生成一个目标时，调用if_changed_dep检测并更新依赖文件，其中if_changed_dep会调用fixdep去处理依赖文件，但是将用于生成u-boot的%.c文件编译输出为%.o的规则除外；
3. 如何调用
通过fixdep.c的usage()函数，可以看到fixdep的用法：
Usage: fixdep fixdep接收三个参数，分别是：
：编译产生的依赖文件*.d ：编译生成的目标 ：编译使用的命令
4. 输入和输出
首先先看一下调用if_changed_dep的实例：
修改if_changed_dep，打印调用fixdep的命令，并保留原有的依赖文件：
# Execute the command and also postprocess generated .d dependencies file.
if_changed_dep = $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check) ), \
@set -e; \
$(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \
echo 'call fixdep: scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ "$(make-cmd)"';\
scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(make-cmd)' > $(dot-target).tmp;\
mv -f $(dot-target).tmp $(dot-target).cmd)重新执行make pangu_basic_defconfig，得到如下log：
wei@wei-PC:~/stm32mp/uboot/u-boot-st$ make pangu_basic_defconfig
HOSTCC scripts/basic/fixdep
call fixdep: scripts/basic/fixdep scripts/basic/.fixdep.d scripts/basic/fixdep "cc -Wp,-MD,scripts/basic/.fixdep.d -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu11 -o scripts/basic/fixdep scripts/basic/fixdep.c "
HOSTCC scripts/kconfig/conf.o
call fixdep: scripts/basic/fixdep scripts/kconfig/.conf.o.d scripts/kconfig/conf.o "cc -Wp,-MD,scripts/kconfig/.conf.o.d -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu11 -D_DEFAULT_SOURCE -D_XOPEN_SOURCE=600 -DCURSES_LOC="" -DNCURSES_WIDECHAR=1 -DLOCALE -c -o scripts/kconfig/conf.o scripts/kconfig/conf.c"
YACC scripts/kconfig/zconf.tab.c
LEX scripts/kconfig/zconf.lex.c
HOSTCC scripts/kconfig/zconf.tab.o
call fixdep: scripts/basic/fixdep scripts/kconfig/.zconf.tab.o.d scripts/kconfig/zconf.tab.o "cc -Wp,-MD,scripts/kconfig/.zconf.tab.o.d -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu11 -D_DEFAULT_SOURCE -D_XOPEN_SOURCE=600 -DCURSES_LOC="" -DNCURSES_WIDECHAR=1 -DLOCALE -Iscripts/kconfig -c -o scripts/kconfig/zconf.tab.o scripts/kconfig/zconf.tab.c"
HOSTLD scripts/kconfig/conf
#
# configuration written to .config
#
从log可以看出，执行make pangu_basic_defconfig一共调用了3次fixdep，以处理scripts/basic/.fixdep.d为例，调用fixdep命令的参数分别为：
- depfile = scripts/basic/.fixdep.d
- target = scripts/basic/fixdep
- cmdline = cc -Wp,-MD,scripts/basic/.fixdep.d -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu11 -o scripts/basic/fixdep scripts/basic/fixdep.c
4.1 输入和输出
编译过程中生成的依赖文件.fixdep.d作为输入，经过处理得到.fixdep.cmd文件，对比其中的变化：
原来的依赖文件.fixdep.d：
fixdep.o: scripts/basic/fixdep.c /usr/include/stdc-predef.h \
... ... /* 若干头文件 */
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/in.h
新生成的依赖文件.fixdep.cmd：
cmd_scripts/basic/fixdep := cc -Wp,-MD,scripts/basic/.fixdep.d -Wall -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu11 -o scripts/basic/fixdep scripts/basic/fixdep.c
source_scripts/basic/fixdep := scripts/basic/fixdep.c
deps_scripts/basic/fixdep := \
$(wildcard include/config/his/driver.h) \
$(wildcard include/config/my/option.h) \
$(wildcard include/config/.h) \
$(wildcard include/config/foo.h) \
$(wildcard include/config/boom.h) \
$(wildcard include/config/....h) \
$(wildcard include/config/is.h) \
/usr/include/stdc-predef.h \
... ... /* 若干头文件 */
/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/in.h \
scripts/basic/fixdep: $(deps_scripts/basic/fixdep)
$(deps_scripts/basic/fixdep):
与原来的.fixdep.d相比，新生成的.fixdep.cmd增加了跟目标相关的变量cmd_xxx、source_xxx、deps_xxx和目标xxx对dep_xxx的依赖规则。
4.2 .*.cmd的引用
顶层Makefile中是这样引用.*.cmd的：
# read all saved command lines
targets := $(wildcard $(sort $(targets)))
cmd_files := $(wildcard .*.cmd $(foreach f,$(targets),$(dir $(f)).$(notdir $(f)).cmd))
ifneq ($(cmd_files),)
$(cmd_files): ; # Do not try to update included dependency files
include $(cmd_files)
endif根据待生成的目标targets生成cmd_lines列表，然后用include指令包含所有的.*.cmd文件。
以生成的arch/arm/cpu/armv7/.start.o.cmd为例，文件中包含：
cmd_arch/arm/cpu/armv7/start.o := arm-openstlinux_eglfs-linux-gnueabi-gcc ... -c -o arch/arm/cpu/armv7/start.o arch/arm/cpu/armv7/start.S
source_arch/arm/cpu/armv7/start.o := arch/arm/cpu/armv7/start.S
deps_arch/arm/cpu/armv7/start.o := \
$(wildcard include/config/armv7/lpae.h) \
$(wildcard include/config/omap44xx.h) \
... ...
arch/arm/cpu/armv7/start.o: $(deps_arch/arm/cpu/armv7/start.o)
$(deps_arch/arm/cpu/armv7/start.o):
实际上只使用到依赖规则：
deps_arch/arm/cpu/armv7/start.o := \
$(wildcard include/config/armv7/lpae.h) \
$(wildcard include/config/omap44xx.h) \
... ...
arch/arm/cpu/armv7/start.o: $(deps_arch/arm/cpu/armv7/start.o)
$(deps_arch/arm/cpu/armv7/start.o):对于cmd_arch/arm/cpu/armv7/start.o和source_arch/arm/cpu/armv7/start.o，u-boot编译时并没有用到。
至于cmd_xxx和source_xxx，能够想到的用处就是存放一些编译用到的信息，例如cmd_xxx表示生成所用的命令，source_xxx表示生成目标的source code，如果想看某一个文件是如何生成的，去查看.*.cmd文件就行了。其实这也是蛮有用的。
例如，想查看u-boot.bin是如何生成的，那就直接去查.u-boo.bin.cmd，一目了然：
cmd_u-boot.bin := cp u-boot-dtb.bin u-boot.bin哎呦，u-boot.bin竟然是直接cp u-boot.dtb.bin来的。
5. 总结
上面几部分主要表述了整个分析的过程，下面做总结：
编译时，编译器会根据选项-MD自动生成依赖文件.*.d，用fixdep更新.*.d文件生成新的依赖文件.*.cmd。
fixdep被两个地方调用：
- rule_cc_o_c：编译u-boot自身的%.c文件时，rule_cc_o_c调用fixdep去更新生成的%.c的依赖文件.%.cmd。
- if_changed_dep：适用于除了上述的rule_cc_o_c外的其他目标依赖文件的生成，例如生成主机上执行的程序、处理dts文件、处理汇编文件生成*.o（或生成*.s、*.lst）等。
通过查看fixdep输出的.*.cmd文件，可以知道对应的目标*是如何生成的。