U-Boot编译过程完全分析-make ***_config 和mkconfig脚本,include/config.mk,include/config.h
对于mini2440开发板，编译U-Boot需要执行如下的命令：
$ make mini2440_config
$ make all
使用上面的命令编译U-Boot，编译生成的所有文件都保存在源代码目录中。为了保持源代码目录的干净，可以使用如下命令将编译生成的文件输出到一个外部目录，而不是在源代码目录中，下面的2种方法都将编译生成的文件输出到 /tmp/build目录：
$ export BUILD_DIR=/tmp/build
$ make mini2440_config
$ make all
或
$ make O=/tmp/build mini2440_config （注意是字母O，而不是数字0）
$ make all
为了简化分析过程，方便读者理解，这里主要针对第一种编译方式（目标输出到源代码所在目录）进行分析。
2.1.2 U-Boot配置、编译、连接过程U-Boot开头有一些跟主机软硬件环境相关的代码，在每次执行make命令时这些代码都被执行一次。
1. U-Boot 配置过程
（1）定义主机系统架构
HOSTARCH := $(shell uname -m | \
sed -e s/i.86/i386/ \
-e s/sun4u/sparc64/ \
-e s/arm.*/arm/ \
-e s/sa110/arm/ \
-e s/powerpc/ppc/ \
-e s/ppc64/ppc/ \
-e s/macppc/ppc/)
“sed –e”表示后面跟的是一串命令脚本，而表达式“s/abc/def/”表示要从标准输入中，查找到内容为“abc”的，然后替换成“def”。其中“abc”表达式用可以使用“.”作为通配符。
命令“uname –m”将输出主机CPU的体系架构类型。作者的电脑使用Intel Core2系列的CPU，因此“uname –m”输出“i686”。 “i686”可以匹配命令“sed -e s/i.86/i386/”中的“i.86”，因此在作者的机器上执行Makefile，HOSTARCH将被设置成“i386” 。
（2）定义主机操作系统类型
HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \
sed -e 's/\(cygwin\).*/cygwin/')
“uname –s”输出主机内核名字，作者使用Linux发行版Ubuntu9.10，因此“uname –s”结果是“Linux”。“tr '[:upper:]' '[:lower:]'”作用是将标准输入中的所有大写字母转换为响应的小写字母。因此执行结果是将HOSTOS 设置为“linux”。
（3）定义执行shell脚本的shell
# Set shell to bash if possible, otherwise fall back to sh
SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; \
else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash; \
else echo sh; fi; fi)
"$$BASH"的作用实质上是生成了字符串“$BASH”（前一个$号的作用是指明第二个$是普通的字符）。若执行当前Makefile的shell中定义了“$BASH”环境变量，且文件“$BASH”是可执行文件，则SHELL的值为“$BASH”。否则，若“/bin/bash”是可执行文件，则SHELL值为“/bin/bash”。若以上两条都不成立，则将“sh”赋值给SHELL变量。
由于作者的机器安装了bash shell，且shell默认环境变量中定义了“$BASH”，因此SHELL 被设置为$BASH 。
（4）设定编译输出目录
ifdef O
ifeq ("$(origin O)", "command line")
BUILD_DIR := $(O)
endif
endif
函数$( origin, variable) 输出的结果是一个字符串，输出结果由变量variable定义的方式决定，若variable在命令行中定义过，则origin函数返回值为"command line"。假若在命令行中执行了“export BUILD_DIR=/tmp/build”的命令，则“$(origin O)”值为“command line”，而BUILD_DIR被设置为“/tmp/build”。
ifneq ($(BUILD_DIR),)
saved-output := $(BUILD_DIR)
# Attempt to create a output directory.
$(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] || mkdir -p ${BUILD_DIR})
若${BUILD_DIR}表示的目录没有定义，则创建该目录。
# Verify if it was successful.
BUILD_DIR := $(shell cd $(BUILD_DIR) && /bin/pwd)
$(if $(BUILD_DIR),,$(error output directory "$(saved-output)" does not exist))
endif # ifneq ($(BUILD_DIR),)
若$(BUILD_DIR)为空，则将其赋值为当前目录路径（源代码目录）。并检查$(BUILD_DIR)目录是否存在。
OBJTREE := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))
SRCTREE := $(CURDIR)
TOPDIR := $(SRCTREE)
LNDIR := $(OBJTREE)
… …
MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig
… …
ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
obj := $(OBJTREE)/
src := $(SRCTREE)/
else
obj :=
src :=
endif
CURDIR变量指示Make当前的工作目录，由于当前Make在U-Boot顶层目录执行Makefile，因此CURDIR此时就是U-Boot顶层目录。
执行完上面的代码后， SRCTREE，src变量就是U-Boot代码顶层目录，而OBJTREE，obj变量就是输出目录，若没有定义BUILD_DIR环境变量，则SRCTREE，src变量与OBJTREE，obj变量都是U-Boot源代码目录。而MKCONFIG则表示U-Boot根目录下的mkconfig脚本。
2. make mini2440_config命令执行过程下面分析命令“make mini2440_config”执行过程，为了简化分析过程这里主要分析将编译目标输出到源代码目录的情况。
mini2440_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0
sinclude $(obj).boards.depend
$(obj).boards.depend: boards.cfg
awk '(NF && $$1 !~ /^#/) { print $$1 ": " $$1 "_config; $$(MAKE)" }' $< > $@
......
(在makefile执行前,makefile试图include文件$(obj).boards.depend,如果没找到,那么读完该makefile后,就尝试用规则$(obj).boards.depend: boards.cfg生成该文件
awk是命令,其完成的功能就是将输入文件$<按照格式化标准'(NF && $$1 !~ /^#/) { print $$1 ": " $$1 "_config; $$(MAKE)" }'生成的内容print到输出文件$@里,通过对比$<,$@两个文件,就可以明白该格式化标准的意义了)
其中的依赖“unconfig”定义如下：
unconfig:
@rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk \
$(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp \
$(obj)include/autoconf.mk $(obj)include/autoconf.mk.dep
其中“@”的作用是执行该命令时不在shell显示。“obj”变量就是编译输出的目录，因此“unconfig”的作用就是清除上次执行make *_config命令生成的配置文件（如include/config.h，include/config.mk等）。
$(MKCONFIG)在上面指定为“$(SRCTREE)/mkconfig”。$(@:_config=)为将传进来的所有参数中的_config替换为空（其中“@”指规则的目标文件名，在这里就是“mini2440_config ”。$(text:patternA=patternB)，这样的语法表示把text变量每一个元素中结尾的patternA的文本替换为patternB，然后输出） 。因此$(@:_config=)的作用就是将mini2440_config中的_config去掉，得到mini2440。
因此“@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0”实际上就是执行了如下命令：
./mkconfig mini2440 arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0
即将“mini2440 arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0”作为参数传递给当前目录下的mkconfig脚本执行。
在mkconfig脚本中给出了mkconfig的用法：
# Parameters: Target Architecture CPU Board [VENDOR] [SOC]
因此传递给mkconfig的参数的意义分别是：
mini2440：Target（目标板型号）
arm：Architecture （目标板的CPU架构）
arm920t：CPU （具体使用的CPU型号）
mini2440：Board
samsung：VENDOR（生产厂家名）
s3c24x0：SOC
下面再来看看mkconfig脚本到底做了什么。
（1）确定开发板名称BOARD_NAME
在mkconfig脚本中有如下代码：
APPEND=no # no表示创建新的配置文件，yes表示追加到配置文件中
BOARD_NAME="" # Name to print in make output
TARGETS=""
while [ $# -gt 0 ] ; do
case "$1" in
--) shift ; break ;;
-a) shift ; APPEND=yes ;;
-n) shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;
-t) shift ; TARGETS="`echo $1 | sed 's:_: :g'` ${TARGETS}" ; shift ;;
*) break ;;
esac
done
[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"
环境变量$#表示传递给脚本的参数个数，这里的命令有6个参数，因此$#是6 。shift的作用是使$1=$2，$2=$3，$3=$4….，而原来的$1将丢失。因此while循环的作用是，依次处理传递给mkconfig脚本的选项。由于我们并没有传递给mkconfig任何的选项，因此while循环中的代码不起作用。
最后将BOARD_NAME的值设置为$1的值，在这里就是“mini2440”。
（2）检查参数合法性
[ $# -lt 4 ] && exit 1
[ $# -gt 6 ] && exit 1
if [ "${ARCH}" -a "${ARCH}" != "$2" ]; then
echo "Failed: \$ARCH=${ARCH}, should be '$2' for ${BOARD_NAME}" 1>&2
exit 1
fi
上面代码的作用是检查参数个数和参数是否正确，参数个数少于4个或多于6个都被认为是错误的。
（3）创建到目标板相关的目录的链接
#
# Create link to architecture specific headers
#
if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; then #若编译目标输出到外部目录，则下面的代码有效
mkdir -p ${OBJTREE}/include
mkdir -p ${OBJTREE}/include2
cd ${OBJTREE}/include2
rm -f asm
ln -s ${SRCTREE}/include/asm-$2 asm
LNPREFIX="http://www.cnblogs.com/include2/asm/"
cd ../include
rm -rf asm-$2
rm -f asm
mkdir asm-$2
ln -s asm-$2 asm
else
cd ./include
rm -f asm
ln -s asm-$2 asm
fi
若将目标文件设定为输出到源文件所在目录，则以上代码在include目录下建立了到asm-arm目录的符号链接asm。其中的ln -s asm-$2 asm即ln -s asm-arm asm 。
rm -f asm-$2/arch
if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then
ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/arch
else
ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch
fi
建立符号链接include/asm-arm/arch ，若$6（SOC）为空，则使其链接到include/asm-arm/arch-arm920t目录，否则就使其链接到include/asm-arm/arch-s3c24x0目录。（事实上include/asm-arm/arch-arm920t并不存在，因此$6是不能为空的，否则会编译失败）
if [ "$2" = "arm" ] ; then
rm -f asm-$2/proc
ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc
fi
若目标板是arm架构，则上面的代码将建立符号连接include/asm-arm/proc，使其链接到目录proc-armv目录。
建立以上的链接的好处：编译U-Boot时直接进入链接文件指向的目录进行编译，而不必根据不同开发板来选择不同目录。
（4）构建include/config.mk文件
#
# Create include file for Make
#
echo "ARCH = $2" > config.mk
echo "CPU = $3" >> config.mk
echo "BOARD = $4" >> config.mk
[ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk
[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC = $6" >> config.mk
上面代码将会把如下内容写入文件inlcude/config.mk文件：
ARCH = arm
CPU = arm920t
BOARD = mini2440
VENDOR = samsung
SOC = s3c24x0
（5）指定开发板代码所在目录
# Assign board directory to BOARDIR variable
if [ -z "$5" -o "$5" = "NULL" ] ; then
BOARDDIR=$4
else
BOARDDIR=$5/$4
fi
以上代码指定board目录下的一个目录为当前开发板专有代码的目录。若$5（VENDOR）为空则BOARDDIR设置为$4（BOARD），否则设置为$5/$4（VENDOR/BOARD）。在这里由于$5不为空，因此BOARDDIR被设置为samsung/mini2440 。
（6）构建include/config.h文件
#
# Create board specific header file
#
if [ "$APPEND" = "yes" ] # Append to existing config file
then
echo >> config.h
else
> config.h # Create new config file
fi
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
for i in ${TARGETS} ; do
echo "#define CONFIG_MK_${i} 1" >>config.h ;
done
cat << EOF >> config.h
#define CONFIG_BOARDDIR board/$BOARDDIR
#include <config_defaults.h>
#include <configs/$1.h>
#include <asm/config.h>
EOF
exit 0
这里的“cat << EOF >> config.h”表示将输入的内容追加到config.h中，直到出现“EOF”这样的标识为止。
若APPEND为no，则创建新的include/config.h文件。若APPEND为yes，则将新的配置内容追加到include/config.h文件后面。由于APPEND的值保持“no”，因此config.h被创建了，并添加了如下的内容：
/* Automatically generated - do not edit */
#define CONFIG_BOARDDIR board/samsung/mini2440
#include <config_defaults.h>
#include <configs/mini2440.h>
#include <asm/config.h>
下面总结命令make mini2440_config执行的结果（仅针对编译目标输出到源代码目录的情况,注意下面的三个结果都是在顶层目录的mkconfig脚本文件里生成的）：
（1） 创建到目标板相关的文件的链接
ln -s asm-arm asm
ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch
ln -s proc-armv asm-arm/proc
（2） 创建include/config.mk文件，内容如下所示：
ARCH = arm
CPU = arm920t
BOARD = mini2440
VENDOR = samsung
SOC = s3c24x0
（3） 创建与目标板相关的文件include/config.h，如下所示：
/* Automatically generated - do not edit */
#define CONFIG_BOARDDIR board/samsung/mini2440
#include <config_defaults.h>
#include <configs/mini2440.h>
#include <asm/config.h>