目录

文件

boot

asm.h、bootasm.S、bootmain.c

tools

sign.c、vector.c、kernel.ld

# create ucore.img

UCOREIMG    := $(call totarget,ucore.img)

$(UCOREIMG): $(kernel)
$(bootblock)

    $(V)dd if=/dev/zero of=$@ count=10000

    $(V)dd if=$(bootblock) of=$@ conv=notrunc

    $(V)dd if=$(kernel) of=$@ seek=1 conv=notrunc

$(call create_target,ucore.img)

第一个dd：向ucore.img文件写入5120000bytes，每个byte都是0

第二个dd：拷贝bootblock到ucore.img，但是不截断ucore.img。（如果没有notrunc则相当于cp bootblock ucore.img）

第三个dd：跳过kernel的第一个block（512bytes）同时不截断ucore.img

# create bootblock

bootfiles = $(call listf_cc,boot)

$(foreach f,$(bootfiles),$(call cc_compile,$(f),$(CC),$(CFLAGS) -Os -nostdinc))

bootblock = $(call totarget,bootblock)

$(bootblock): $(call toobj,$(bootfiles)) | $(call totarget,sign)

    @echo + ld $@

    $(V)$(LD)
$(LDFLAGS) -N -e start -Ttext 0x7C00 $^ -o $(call toobj,bootblock)

    @$(OBJDUMP) -S $(call objfile,bootblock) > $(call asmfile,bootblock)

    @$(OBJCOPY) -S -O binary $(call objfile,bootblock)
$(call outfile,bootblock)

    @$(call totarget,sign)
$(call outfile,bootblock)
$(bootblock)

$(call create_target,bootblock)

# -------------------------------------------------------------------

foreach函数：

$(bootfiles)展开后是boot/文件夹下的.c和.S文件，即：boot/bootmain.c boot/bootasm.S

$(call cc_compile,$(f),$(CC),$(CFLAGS) -Os -nostdinc)这个有点复杂，先留着坑

大致可以推测这个foreach是编译boot下的.c和.S文件的（会输出 + cc boot/bootmain.c ）。

bootblock = $(call totarget,bootblock) = bin/bootblock

第一行command：输出 + ld bin/bootblock

第二行command：链接依赖文件，输出文件为obj/bootblock.o

第三行command：利用objdump工具进行反汇编。输入文件是bin/bootblock，输出文件是obj/bootblock.asm

第四行command：

>> 利用objcopy工具进行拷贝。输入是obj/bootblock.o

>> -S表示去除源文件中的重定位信息和符号信息。

>> -O binary表示输出为原始的二进制文件

>> 输入是obj/bootblock.o

>> 输出是obj/bootblock.asm

第五行command：

>> bin/sign

>> obj/bootblock.out

>> bin/bootblock

>> 作用：运行sign这个程序，输入是.out，输出是bootblock这个二进制文件。

bootfiles = $(call listf_cc,boot)

$(foreach f,$(bootfiles),$(call cc_compile,$(f),$(CC),$(CFLAGS) -Os -nostdinc))

+ cc boot/bootasm.S

gcc -Iboot/ -march=i686 -fno-builtin -fno-PIC -Wall -ggdb -m32 -gstabs -nostdinc -fno-stack-protector -Ilibs/ -Os -nostdinc -c boot/bootasm.S -o obj/boot/bootasm.o

+ cc boot/bootmain.c

gcc -Iboot/ -march=i686 -fno-builtin -fno-PIC -Wall -ggdb -m32 -gstabs -nostdinc -fno-stack-protector -Ilibs/ -Os -nostdinc -c boot/bootmain.c -o obj/boot/bootmain.o

关键参数：

>> ggdb: 生成可供gdb使用的调试信息。这样才能用qemu+gdb来调试bootloader or ucore

位环境的代码。我们用的模拟硬件是32bit的80386，所以ucore也要是32位的软件。

>> gstabs: 生成stabs格式的调试信息。这样要ucore的monitor可以显示出便于开发者阅读的函数调用栈信息。

>> nostdinc: 不使用标准库。标准库是给应用程序用的，我们是编译ucore内核，OS内核是提供服务的，所以所有的服务要自给自足。

>> fno-stack-protector: 不生成用于检测缓冲区溢出的代码。这是for应用程序的，我们是编译内核，ucore内核好像还用不到此功能。

>> Os: 为减小代码大小而进行优化。bootloader最多只能是512 bytes。

>> I<dir>: 添加搜索头文件的路径

>> fno-builtin: 除非用__builtin_前缀，否则不进行builtin函数的优化。

(buildin即是C语言中的内建函数，通过define来实现一个函数的功能)

# create 'sign' tools

$(call add_files_host,tools/sign.c,sign,sign)

$(call create_target_host,sign,sign)

+ cc tools/sign.c

gcc -Itools/ -g -Wall -O2 -c tools/sign.c -o obj/sign/tools/sign.o

gcc -g -Wall -O2 obj/sign/tools/sign.o -o bin/sign

@$(OBJDUMP) -S $(call objfile,bootblock) > $(call asmfile,bootblock)

+ ld bin/bootblock

ld -m elf_i386 -nostdlib -N -e start -Ttext 0x7C00 obj/boot/bootasm.o obj/boot/bootmain.o -o obj/bootblock.o

参数解析：

>> m <emulation> 模拟为i386上的连接器

>> nostdlib 不使用标准库

>> N 设置代码段和数据段均可读写

>> e <entry> 指定入口

>> Ttext 制定代码段开始位置

# create kernel target

kernel = $(call totarget,kernel)

$(kernel): tools/kernel.ld

$(kernel): $(KOBJS)

    @echo + ld $@

    $(V)$(LD)
$(LDFLAGS) -T tools/kernel.ld -o $@
$(KOBJS)

    @$(OBJDUMP) -S $@ > $(call asmfile,kernel)

    @$(OBJDUMP) -t $@ | $(SED) '1,/SYMBOL TABLE/d; s/ .* / /; /^$$/d' > $(call symfile,kernel)

$(call create_target,kernel)

# -------------------------------------------------------------------

参数:

>> T <scriptfile> 让连接器使用指定的脚本

+ ld bin/kernel

ld -m elf_i386 -nostdlib -T tools/kernel.ld -o bin/kernel

obj/kern/init/init.o

obj/kern/libs/stdio.o

obj/kern/libs/readline.o

obj/kern/debug/panic.o

obj/kern/debug/kdebug.o

obj/kern/debug/kmonitor.o

obj/kern/driver/clock.o

obj/kern/driver/console.o

obj/kern/driver/picirq.o

obj/kern/driver/intr.o

obj/kern/trap/trap.o

obj/kern/trap/vectors.o

obj/kern/trap/trapentry.o

obj/kern/mm/pmm.o

obj/libs/string.o

obj/libs/printfmt.o

生成目标

依赖文件和操作步骤

bin/ucore.img

bin/bootblock、bin/kernel

bootblock + kernel     (dd)

=>ucore.img

bin/bootblock

obj/boot/bootmain.o 、 obj/boot/bootasm.o和bin/sign

(前2个通过源文件编译而来)

gootmain.c+bootasm.S    (gcc)

=> bootmain.o+bootasm.o     (ld)

=> obj/bootblock.o        (objcopy)

=> obj/bootblock.out        (bin/sign)

=> bin/bootblock

bin/sign

tools/sign.c

sign.c

=> sign.o    (gcc)

=> sign    (gcc)

bin/kernel

kernel.ld init.o readline.o stdio.o kdebug.o

kmonitor.o panic.o clock.o console.o intr.o picirq.o trap.o

trapentry.o vectors.o pmm.o printfmt.o string.o

kernel.ld (tools下已有)

kernel/init/init.c     => init.o

kernel/libs/*         => readline.o + stdio.o

kernel/debug/*     => kdebug.o + kmonitor.o + panic.o

kernel/driver/*     => clock.o + console.o + intr.o + picirq.o

kernel/trap/*         => trap.o + trapentry.o + vectors.o

kernel/mm/*         => pmm.o

libs/*             => printfmt.o + string.o

totarget = $(addprefix $(BINDIR)$(SLASH),$(1))

BINDIR  := bin

SLASH   := /

create_target = $(eval $(call do_create_target,$(1),$(2),$(3),$(4),$(5)))

参数$(1)是一个目录。

listf_cc = $(call listf,$(1),$(CTYPE))

行

CTYPE   := c S

那么，listf_cc相当于

listf_cc = $(call listf,$(1),c S)

listf在tools/functions.mk

# list all files in some directories: (#directories, #types)

listf = $(filter $(if $(2),$(addprefix %.,$(2)),%), $(wildcard $(addsuffix $(SLASH)*,$(1))))

先分析if函数

$(if $(2),$(addprefix %.,$(2)),%)

先看addprefix

$(addprefix %.,$(2))给参数$(2), 在此处是"c S"加前缀"%."，即"%.c %.S"

那么相当于

$(if c S,%.c %.S,%)

如果$(2)非空，那么将返回
%.c %.S

再看wildcard函数

$(wildcard $(addsuffix $(SLASH)*,$(1)))

addsuffix给参数$(1)的每个单词加上 /* 后缀

然后wildcard对符合 $(1)/* 规则的文件展开。（换句话说，就是列出$(1)目录下的所有文件）

最后看filter函数

if函数是<pattern>，wildcard是<text>

把$(1)目录下的所有文件以<pattern> = %.c %.S过滤，只剩下.c和.S文件。

cc_compile = $(eval $(call do_cc_compile,$(1),$(2),$(3),$(4)))

# get .o obj files: (#files[, packet])

toobj = $(addprefix $(OBJDIR)$(SLASH)$(if $(2),$(2)$(SLASH)), $(addsuffix .o,$(basename $(1))))

OBJDIR  := obj

如果无参数$(2)：

>> $(if $(2),$(2)$(SLASH))
将返回空字符。

>> $(addsuffix .o,$(basename $(1))) 将返回一个$(1).o文件名

>> toobj = obj/$(1).o

如果有参数$(2)：

>> $(if $(2),$(2)$(SLASH)) 将返回$(2)/

>> toobj = obj/$(2)/$(1).o

objfile = $(call toobj,$(1))

asmfile = $(call cgtype,$(call toobj,$(1)),o,asm)

$(call toobj,$(1)) 将返回 obj/$(1).o

那么asmfile将会是

asmfile = $(call cgtype, obj/$(1).o, o, asm)

cgtype = $(patsubst %.$(2),%.$(3),$(1))

对于文件列表$(1)，将$(2)后缀替换为$(3)后缀

那么asmfile将会是

asmfile = obj/$(1).asm

outfile = $(call cgtype,$(call toobj,$(1)),o,out)

$(if <condition>,<then-part> )

$(if <condition>,<then-part>,<else-part> )

$(filter <pattern...>,<text> )

$(addprefix <prefix>,<names...> )

$(wildcard <str>)

VAR1 := *.c

VAR2 := $(wildcard *.c)

run :

    echo $(VAR1)

    echo $(VAR2)

、3行是make run的结果，2、4行是shell命令的结果。

$(foreach <var>,<list>,<text>)

names := 1 2 3

files := $(foreach n, $(names), $(n).o)

run :

    echo $(files)

运行结果

$(basename NAMES…)

CFILES = $(wildcard *.c)

BASENAMES = $(basename $(CFILES))

run :

    @echo $(CFILES)

    @echo $(BASENAMES)

运行结果

$(patsubst <src pattern>, <dst pattern>, <file list>)

SRCFILES = $(wildcard *.c)

DSTFILES = $(patsubst %.c, %.o, $(SRCFILES))

run :

    @echo $(SRCFILES)

    @echo $(DSTFILES)

运行结果

V := @

run :

    $(V)echo before 'rm'

    $(V)rm test1 test2

    $(V)echo after 'rm'

如果有test1和test2

如果test1和test2至少一个没有

如果把所有的@删除，test1和test2都存在

make_var = mval

EXEC = a.out

SRC = 1.c 2.c 3.c

$(EXEC) : $(SRC)

    @echo "echo "\$$@""

    @echo $@

    @echo "echo "\$$^""

    @echo $^

    @echo "echo "make_var" "

    @echo $(make_var)

    shell_var="sval"; echo $$shell_var

运行结果

target : normal-prerequisites | order-only-prerequisites