linux驱动系列之makefile

在linux环境下做嵌入式无论是编写应用程序还是驱动程序等等，都需要用make来进行程序的编译，就需要学会自己编写Makefile。Makefile主要的作用有3点：1、决定编译哪些文件 2、怎样编译这些文件  3、怎样连接这些文件，他们的顺序是什么样的

　　一个简单的makefile文件如下：

 hell:hello.c
     gcc -o hello hello.c
 clean:
     rm -f hello

这个是最简单的makefile，makefile的作用就是写程序者可以决定哪些文件需要编译。上面的2、4行需要使用Tab键不能使用空格。

makefile中可以定义变量和使用函数。

　　makefile中定义变量：

　　在 Makefile 中，变量是一个名字（像是 C语言中的宏），代表一个文本字符串（变量的值）。在 Makefile 的目标、依赖、命令中引用变量的地方，变量会被它的值所取代（与 C 语言中宏引用的方式相同，因此其他版本的 make 也把变量称之为“宏”）。变量名是大小写敏感的。变量“foo”、“Foo”和“FOO”指的是三个不同的变量。Makefile 传统做法是变量名是全采用大写的方式。

　　 变量的引用：当我们定义了一个变量之后，就可以在 Makefile 的很多地方使用这个变量。变量的引用方式是：“$（VARIABLE_NAME） ”或者“${ VARIABLE_NAME }”来引用一个变量的定义。对一个变量的引用可以在 Makefile 的任何上下文中，目标、依赖、命令、绝大多数指示符和新变量的赋值中。这里有一个例子，其中变量objects保存了所有.o文件的列表：

　　objects = program.o foo.o utils.o
　　program : $(objects)
　　cc -o program $(objects)

　　$(objects) : defs.h

　　在 GNU make 中，变量的定义有两种方式（或者称为风格）。我们把使用这两种方式定义的变量可以看作变量的两种不同风格。变量的这两种不同的风格的区别在于：1. 定义方式；2. 展开时机。
　　1、递归展开式变量
　　这一类型变量的定义是通过“=” 或者使用指示符“define”定义。这种变量的引用，在引用的地方是严格的文本替换过程，此变量值的字符串原模原样的出现在引用它的地方。如果此变量定义中存在对其他变量的引用，这些被引用的变量会在它被展开的同时被展开。就是说在变量定义时，变量值中对其他变量的引用不会被替换展开；而是变量在引用它的地方替换展开的同时，它所引用的其它变量才会被一同替换展开。例如执行如下代码：

 foo = $(a)
 a= $(b)
 b = c? 

 all:;echo $(foo) 

　　执行“make”将会打印出“c?”,整个变量的替换过程时这样的：首先“$(foo)”被替换为“$(a)”，接下来“$(a)”被替换为“$(b)”，最后“$(b)”被替换为“Hug?”。整个替换的过程是在执行“echo $(foo)”时完成的。其优点是： 这种类型变量在定义时，可以引用其它的之前没有定义的变量（可能在后续部分定义，或者是通过 make 的命令行选项传递的变量）。使用此风格的变量定义，可能会由于出现变量的递归定义而导致 make 陷入到无限的变量展开过程中，最终使 make 执行失败。

　　2、直接展开式变量

　　为了避免“递归展开式”变量存在的问题和不方便。GNU make 支持另外一种风格的变量，称为“直接展开”式。这种风格的变量使用“:=”定义。在使用“:=”定义变量时，变量值中对其他量或者函数的引用在定义变量时被展开（对变量进行替换）。所以变量被定义后就是一个实际需要的文本串，其中不再包含任何变量的引用。

　　注意“?=”操作符，GNU make 中，还有一个被称为条件赋值的赋值操作符“?=”。被称为条件赋值是因为：只有此变量在之前没有赋值的情况下才会对这个变量进行赋值。

　　      FOO ?= bar　

　　其等价于：
　　      ifeq ($(origin FOO), undefined)
　　　　FOO = bar
　　　　endif

含义是：如果变量“FOO”在之前没有定义，就给它赋值“bar” 。否则不改变它的值。

　　makefile中定义函数：　　

　　GNU make 的函数提供了处理文件名、变量、文本和命令的方法。使用函数我们的 Makefile 可以书写的更加灵活和健壮。可以在需要的地方地调用函数来处理指定的文本（需要处理的文本作为函数的参数），函数的在调用它的地方被替换为它的处理结果。函数调用（引用）的展开和变量引用的展开方式相同。
　　GUN make函数调用的语法：

　　GNU make 函数的调用格式类似于变量的引用，以“$”开始表示一个引用。语法格式如下：
　　$(FUNCTION ARGUMENTS) 或者${FUNCTION ARGUMENTS}

　　1、调用语法格式中“FUNCTION”是需要调用的函数名，它应该是 make 内嵌的函数名。对于用户自己的函数需要通过make的“call”函数来间接调用。

　　2、“ARGUMENTS”是函数的参数，参数和函数名之间使用若干个空格或者[tab]字符分割（建议使用一个空格，这样不仅使在书写上比较直观，更重要的是当你不能确定是否可以使用[Tab]的时候，避免不必要的麻烦） ；如果存在多个参数时，参数之间使用逗号“,”分开。
　　3、以“$”开头，使用成对的圆括号或花括号把函数名和参数括起（在 Makefile中，圆括号和花括号在任何地方必须成对出现）。参数中存在变量或者函数的引用时，对它们所使用的分界符（圆括号或者花括号）建议和引用函数的相同，不使用两种不同的括号。推荐在变量引用和函数引用中统一使用圆括号；这样在使用“vim”编辑器书写 Makefile 时，使用圆括它可以亮度显式 make的内嵌函数名，避免函数名的拼写错误。在 Makefile 中应该这样来书写“$(sort $(x))”；而不是“$(sort ${x})”和其它几种。

　　4、函数处理参数时，参数中如果存在对其它变量或者函数的引用，首先对这些引用进行展开得到参数的实际内容。而后才对它们进行处理。参数的展开顺序是按照参数的先后顺序来进行的。

　　5、书写时，函数的参数不能出现逗号“,”和空格。这是因为逗号被作为多个参数的分隔符，前导空格会被忽略。在实际书写 Makefile 时，当有逗号或者空格作为函数的参数时，需要把它们赋值给一个变量，在函数的参数中引用这个变量来实现。

　　GUN make中有我们常用的一些 内嵌的文本（字符串）处理函数：

　　1、$(subst FROM,TO,TEXT) 　

　　　　函数名称：字符串替换函数—subst。
　　　　函数功能：把字串“TEXT”中的“FROM”字符替换为“TO”。
　　　　返回值：替换后的新字符串。

　　2、$(patsubst PATTERN,REPLACEMENT,TEXT)

　　　　函数名称：模式替换函数—patsubst。
　　　　函数功能：搜索“TEXT”中以空格分开的单词，将“TEXT”中符合“PATTERN”替换为“REPLACEMENT” 。参数“PATTERN”中可以使用模式通配符“%”来代表一个单词中的若干字符。如果参数“REPLACEMENT”中也包含一个“%” ，那么“REPLACEMENT”中的“%”将是“TATTERN”中的那个“%”所代表的字符串。在“TATTERN”和“REPLACEMENT”中，只有第一个“%”被作为模式字符来处理，之后出现的不再作模式字符（作为一个字符）。在参数中如果需要将第一个出现的“%”作为字符本身而不作为模式字符时，可使用反斜杠“\”进行转义处理（转义处理的机制和使用静态模式的转义一致。

　　　　返回值：替换后的新字符串。
　　　　函数说明：参数“TEXT”单词之间的多个空格在处理时被合并为一个空格，并忽略前导和结尾空格。
　　3、排序函数　　　

　　　　函数名称：排序函数—sort。
　　　　函数功能：给字串“LIST”中的单词以首字母为准进行排序（升序），并取掉重复的单词。 
　　　　返回值：空格分割的没有重复单词的字串。
　　　　函数说明：两个功能，排序和去字串中的重复单词。可以单独使用其中一个功能。
　　　　示例：
　　　　　　　　$(sort foo bar lose foo)
　　　　返回值为：“bar foo lose” 。

。。。。。。更多函数参考 GUN Make中文手册

　　一般在编译linux驱动时，我们需要在交叉编译环境中进行编译，所以要在编译环境中搭建交叉编译环境。编写驱动的makefile使需要制定驱动依赖的内核的路径，makefile写法如下：

 KERN_DIR = /xxx/xxx/linux-2.6.22.6

 all:
     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules 

 clean:
     make -C $(KERN_DIR) M=`pwd` modules clean
     rm -rf modules.order

 obj-m    += buttons.o

KERN_DIR=/XXX/XXX/linux-2.6.22.6，这句是对KERN_DIR进行赋值，确定后面使用内核源码时的内核源码路径。

　　make -C $(KERN_DIR) M='pwd' modules，这句是makefile的规则：-C选项的作用是指将当前工作目录转移到你所指定的位置，当make的目标为all时，-C $(KDIR) 指明跳转到内核源码目录下读取那里的Makefile。

M=$(PWD) 表明然后从内核makefile中返回到当前目录继续读入、执行当前的Makefile。M是内核根目录下的Makefile中使用的变量，"M="选项的作用是，当用户需要以某个内核为基础编译一个外部模块的话，需要在make modules命令中加入"m=dir"，程序会自动到你所指定的dir目录中查找模块源码，将其编译，生成ko文件。M=‘pwd’这句话是用来制定我们编译的驱动的路径。这句可以这样来写PWD：=$(shell pwd)  M='PWD'。