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【Linux 裸机篇（五）】I.MX6ULL BSP工程管理下的 Makefile编写、链接脚本

2023-05-16

目录

  • 一、BSP 工程
  • 二、Makefile
  • 三、链接脚本
  • * Makefile 的静态模式和函数
    • 1. 静态模式
    • 2. 函数
      • 2.1 patsubst
      • 2.2 dir
      • 2.3 notdir
      • 2.4 foreach

一、BSP 工程

在这里插入图片描述

文件夹描述
bsp存放驱动文件
imx6ul存放跟芯片有关的文件，比如 NXP 官方的 SDK库文件
obj存放编译生成的.o 文件
project存放 start.S 和 main.c 文件，也就是应用文件

二、Makefile 

1 	CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-
2 	TARGET ?= bsp
3
4 	CC := $(CROSS_COMPILE)gcc
5 	LD := $(CROSS_COMPILE)ld
6 	OBJCOPY := $(CROSS_COMPILE)objcopy
7 	OBJDUMP := $(CROSS_COMPILE)objdump
8 
9 	INCDIRS := imx6ul \
10 				bsp/clk \
11 				bsp/led \
12 				bsp/delay
13
14 	SRCDIRS := project \
15 				bsp/clk \
16 				bsp/led \
17 				bsp/delay
18
19 	INCLUDE := $(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))
20
21 	SFILES := $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.S))
22 	CFILES := $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))
23
24 	SFILENDIR := $(notdir $(SFILES))
25 	CFILENDIR := $(notdir $(CFILES))
26
27 	SOBJS := $(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.S=.o))
28 	COBJS := $(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))
29 	OBJS := $(SOBJS) $(COBJS)
30
31 	VPATH := $(SRCDIRS)
32
33 	.PHONY: clean
34
35 	$(TARGET).bin : $(OBJS)
36 	$(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^
37 	$(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@
38 	$(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf > $(TARGET).dis
39
40 	$(SOBJS) : obj/%.o : %.S
41 	$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2 $(INCLUDE) -o $@ $<
42
43 	$(COBJS) : obj/%.o : %.c
44 	$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2 $(INCLUDE) -o $@ $<
45
46 	clean:
47 	rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS) $(SOBJS)
行描述
1~7定义了一些变量，除了第 2 行以外其它的都是跟编译器有关的，如果使用其它编译器的话只需要修改第 1 行即可。第 2 行的变量 TARGET 目标名字，不同的例程肯定名不一样。
9变量 INCDIRS 包含整个工程的.h 头文件目录，文件中的所有头文件目录都要添加到变量INCDIRS中。比如本例程中包含.h头文件的目录有imx6ul、bsp/clk、bsp/delaybsp/led，所以就需要在变量 INCDIRS 中添加这些目录，即:
INCDIRS := imx6ul bsp/clk bsp/led bsp/delay
14变量 SRCDIRS，和变量 INCDIRS 一样，只是 SRCDIRS 包含的是整个工程的所有.c 和.S 文件目录比如本例程包含有.c 和.S 的目录有 bsp/clk、 bsp/delay、 bsp/led 和 project，即：
SRCDIRS := project bsp/clk bsp/led bsp/delay
19变量 INCLUDE 使用到了函数 patsubst，通过函数 patsubst 给变量 INCDIRS 添加一个“-I”，加“-I”的目的是因为 Makefile 语法要求指明头文件目录的时候需要加上“-I”，即：
INCLUDE := -I imx6ul -I bsp/clk -I bsp/led -I bsp/delay
21变量 SFILES 保存工程中所有的.s 汇编文件(包含绝对路径)，变量 SRCDIRS 已经存放了工程中所有的.c 和.S 文件，所以我们只需要从里面挑出所有的.S 汇编文件即可，这里借助了函数 foreach 和函数 wildcard，最终 SFILES 如下：
SFILES := project/start.S
22变量 CFILES 和变量 SFILES 一样，只是 CFILES 保存工程中所有的.c 文件(包含绝对路径)，最终 CFILES 如下：
CFILES = project/main.c bsp/clk/bsp_clk.c bsp/led/bsp_led.c bsp/delay/bsp_delay.c
24~25变量 SFILENDIR 和 CFILENDIR 包含所有的.S 汇编文件和.c 文件，相比变量 SFILES 和 CFILES， SFILENDIR 和 CFILNDIR 只是文件名，不包含文件的绝对路径。使用函数 notdir 将 SFILES 和 CFILES 中的路径去掉即可， SFILENDIR 和 CFILENDIR 如下：
SFILENDIR = start.S
CFILENDIR = main.c bsp_clk.c bsp_led.c bsp_delay.c
27~28变量 SOBJS 和 COBJS 是.S 和.c 文件编译以后对应的.o 文件目录，默认所有的文件编译出来的.o 文件和源文件在同一个目录中，这里我们将所有的.o 文件都放到 obj 文件夹下， SOBJS 和 COBJS 内容如下：
SOBJS = obj/start.o
COBJS = obj/main.o obj/bsp_clk.o obj/bsp_led.o obj/bsp_delay.o
29变量 OBJS 是变量 SOBJS 和 COBJS 的集合，如下：
OBJS = obj/start.o obj/main.o obj/bsp_clk.o obj/bsp_led.o obj/bsp_delay.o
编译完成以后所有的.o 文件就全部存放到了 obj 目录下。
31VPATH 是指定搜索目录的，这里指定的搜素目录就是变量 SRCDIRS 所保存的目录，这样当编译的时候所需的.S 和.c 文件就会在 SRCDIRS 中指定的目录中查找。
33指定了一个伪目标 clean

三、链接脚本 

1 	SECTIONS{
2 	. = 0X87800000;
3 	.text :
4 	{
5 	obj/start.o
6 	*(.text)
7 	}
8 	.rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
9 	.data ALIGN(4) : { *(.data) }
10 	__bss_start = .;
11 	.bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) }
12 	__bss_end = .;
13 	}

注意第 5 行设置的 start.o 文件路径


* Makefile 的静态模式和函数

1. 静态模式

静态模式可以更加容易地定义多目标的规则，可以让我们的规则变得更加的有弹性和灵活，语法如下：

<targets ...>: <target-pattern>: <prereq-patterns ...>
<commands>
....
参数描述
targets定义了一系列的目标文件，可以有通配符。是目标的一个集合
target-parrtern是指明了 targets 的模式，也就是的目标集模式
prereq-parrterns是目标的依赖模式，它对 target-parrtern 形成的模式再进行一次依赖目标的定义

示例：
  如果我们的 <target-parrtern> 定义成“%.o”，意思是我们的 <target> 集合中都是以“.o”结尾的，而如果我们的 <prereq-parrterns> 定义成“%.c”， 意思是对 <target-parrtern>所形成的目标集进行二次定义，其计算方法是，取 <target-parrtern> 模式中的“%”（也就是去掉了[.o]这个结尾），并为其加上[.c]这个结尾，形成的新集合。
  所以，我们的“目标模式”或是“依赖模式”中都应该有“%”这个字符，如果你的文件名中有“%”那么你可以使用反斜杠“\”进行转义，来标明真实的“%”字符。

objects = foo.o bar.o

all: $(objects)

$(objects): %.o: %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $< -o $@

  上面的例子中，指明了我们的目标从$object 中获取，“%.o”表明要所有以“.o”结尾的目标，也就是“foo.o bar.o”，也就是变量$object 集合的模式，而依赖模式“%.c”则取模式“%.o”的“%”，也就是“foo bar”，并为其加下“.c”的后缀，于是，我们的依赖目标就是“foo.c bar.c”。而命令中的“$<”和“$@”则是自动化变量，“$<”表示所有的依赖目标集（也就是“foo.c bar.c”）， “$@”表示目标集（也就是“foo.o bar.o”）。于是，上面的规则展开后等价于下面的规则：

foo.o : foo.c
$(CC) -c $(CFLAGS) foo.c -o foo.o

bar.o : bar.c
$(CC) -c $(CFLAGS) bar.c -o bar.o

2. 函数

2.1 patsubst

模式字符串替换函数

$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text>)
功能查找<text>中的单词（单词以“空格”、“Tab”或“回车”“换行”分隔）是否符合模式<pattern>，如果匹配的话，则以<replacement>替换。这里，<pattern>可以包括通配符“%”， 表示任意长度的字串。 如果<replacement>中也包含“%”， 那么， <replacement>中的这个“%”将是<pattern>中的那个“%”所代表的字串。（可以用“\”来转义， 以“%”来表示真实含义的“%”字符）
返回函数返回被替换过后的字符串

示例：

$(patsubst %.c,%.o,x.c.c bar.c)

把字串“x.c.c bar.c”符合模式[%.c]的单词替换成[%.o]，返回结果是“x.c.o bar.o”


2.2 dir

取目录函数

$(dir <names...>)
功能从文件名序列<names>中取出目录部分。目录部分是指最后一个反斜杠（“/”）之前的部分。如果没有反斜杠，那么返回“./”
返回返回文件名序列<names>的目录部分

2.3 notdir

取文件函数

$(notdir <names...>)
功能从文件名序列<names>中取出非目录部分。非目录部分是指最后一个反斜杠（“ /”）之后的部分
返回返回文件名序列的非目录部分

2.4 foreach

循环函数

$(foreach <var>,<list>,<text>)
功能  把参数<list>中的单词逐一取出放到参数<var>所指定的变量中，然后再执行<text>所包含的表达式。每一次<text>会返回一个字符串，循环过程中，<text>的所返回的每个字符串会以空格分隔，最后当整个循环结束时，<text>所返回的每个字符串所组成的整个字符串（以空格分隔）将会是 foreach 函数的返回值

<var>最好是一个变量名， <list>可以是一个表达式，而<text>中一般会使用<var>这个参数来依次枚举<list>中的单词。举个例子：

names := a b c d
files := $(foreach n,$(names),$(n).o)

上面的例子中，$(name)中的单词会被挨个取出，并存到变量“n”中，“$(n).o”每次根据“$(n)”计算出一个值，这些值以空格分隔，最后作为 foreach 函数的返回，所以，$(files)的值是“a.o b.o c.o d.o”。

注意，foreach 中的<var>参数是一个临时的局部变量，foreach 函数执行完后，参数<var>的变量将不在作用，其作用域只在 foreach 函数当中。

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