最近重新溫習了一下《跟我一起學Makefile》的文檔，剛好又做了ESP8266的開發，正所謂學而不思則罔，時而不學者殆，是以就來總結下ESP8266裡面工程是怎麼編譯的，Makefile是怎麼玩的。當然我也沒全部搞懂，好多知識也是别人這樣說的我也就這麼說了。有什麼不對的地方望大家指出，交流學習學習，我菜鳥一枚哈
首先說一下我的工程目錄結構：
Project
|--bin
|--upgrade 存放編譯出來的更新檔案
|--sdk 直接将原版SDK放到這裡的
|--app 存放使用者代碼
|--app 真正的使用者代碼
|--driver 驅動代碼，官網上也有
|--include 頭檔案
|--user 隻放了user_main.c檔案（使用者函數入口），本來所有的使用者代碼應該放在這裡，但是我是移植舊的項目，就另起了一個app目錄
說完了目錄結構，再來講講編譯，很簡單，就是進入app目錄（第一級），shell下敲 ./gen_misc.sh就可以編出更新檔案了（實際我是在總目錄起了一個shell來完成）。當然我對這個腳本做了些改動的，原本的例子是需要首先修改兩個宏：
export SDK_PATH=$(pwd)/../sdk
export BIN_PATH=$(pwd)/../bin
另外，運作過程中會有些選項。我将這選項固定了，下面貼其中一個改動：
echo "Please check SDK_PATH & BIN_PATH, enter (Y/y) to continue:"
#read input
input=Y
if [[ $input != Y ]] && [[ $input != y ]]; then
exit
fi
這說完，該言歸正傳了，直接看到gen_misc.sh腳本最後的，首先make clean，然後make，并且将前面選項參數傳遞給該目錄下的makefile。
echo "start..."
echo ""
make clean
make BOOT=$boot APP=$app SPI_SPEED=$spi_speed SPI_MODE=$spi_mode SPI_SIZE_MAP=$spi_size_map
剛開始接觸的時候（很久沒摸makefile了），我去找makefile我是有點蒙的，app目錄（第一級）下makefile沒有一個目标檔案，僞目标都沒有，隻是定義了寫變量而已，看到最後才知道，原來是引用了sdk下的makefile：
INCLUDES := $(INCLUDES) -I $(PDIR)include -I $(PDIR)include/driver -I $(PDIR)include/app
sinclude $(SDK_PATH)/Makefile
正似懂非懂的時候，懵逼的又來了，user目錄的下makefie還有app目錄（第二級）（我抄user目錄的）和driver目錄的下的makefile都是簡單到令人咋舌：
ifndef PDIR
GEN_LIBS = libapp.a
endif
INCLUDES := $(INCLUDES) -I $(PDIR)include
PDIR := ../$(PDIR)
sinclude $(PDIR)Makefile
可以看到唯一不同的隻是GEN_LIBS這個變量，那麼問題來，全部都引用SDK目錄下的一個makefile（後面統稱主makefile），怎麼做到的呢，這就是今天的重點了。重點就是SDK目錄下這個主makefile，終于找到個稍微正常點的makefile了，雖然也是一堆看不到的東西，但是至少有僞目标，熟悉的all，clean：
all: .subdirs $(OBJS) $(OLIBS) $(OIMAGES) $(OBINS) $(SPECIAL_MKTARGETS)
clean:
$(foreach d, $(SUBDIRS), $(MAKE) -C $(d) clean;)
$(RM) -r $(ODIR)/$(TARGET)/$(FLAVOR)
clobber: $(SPECIAL_CLOBBER)
$(foreach d, $(SUBDIRS), $(MAKE) -C $(d) clobber;)
$(RM) -r $(ODIR)
.subdirs:
set -e; $(foreach d, $(SUBDIRS), $(MAKE) -C $(d);)
回到剛才講的前面app目錄（第一級），先執行make clean,跳轉到SDK目錄下的clean僞目标，先執行：
$(foreach d, $(SUBDIRS), $(MAKE) -C $(d) clean;)
這是一個for循環，将變量SUBDIRS中的參數依次代入到臨時變量d中，去執行$(MAKE) -C $(d) clean。我們可以在app目錄（第一級）中找到變量的定義：
ifndef PDIR # {
GEN_IMAGES= eagle.app.v6.out
GEN_BINS= eagle.app.v6.bin
SPECIAL_MKTARGETS=$(APP_MKTARGETS)
SUBDIRS= \
user \
driver \
app
endif # } PDIR
也就是分别在這三個目錄執行了make clean。正如前面所講，這三個目錄其實還是引用的主makefile，也就是繼續執行僞目标clean下的操作，但是第一個for循環不會再執行了，精妙之處就在于，SUBDIRS在makefile引用的過程中并未定義。我們來看user下的makefile最後兩句：
PDIR := ../$(PDIR)
sinclude $(PDIR)Makefile
PDIR被定義為上一級目錄，是以include了上一級目錄的makefile，也即是app目錄（第一級），注意看我前面貼出的代碼，SUBDIRS變量是在PDIR變量沒定義時候才被定義，而此時PDIR已被定義，是以app目錄（第一級）下的makefile再次跳轉到主makefile時，$(SUBDIRS)為空。是以for就不執行，而繼續執行rm操作，将編譯參數的檔案夾.output删除
這裡我們回想一下，這幾個makefile的調用相當于轉了一圈又回來了，而且中間夾着這變量控制，以前沒見過（可能我見識短淺吧），簡直秀的我頭皮發麻：
gen_misc.sh -> app目錄（第一級） -> 主makefile -> user下makefile -> app目錄（第一級） -> 主makefile
講完make clean執行流程，再來說make。make會找到第一個目标，也就是all來執行，all的依賴有很多，先說下第一個.subdirs這個依賴的僞目标，主要也是一個for循環：
$(foreach d, $(SUBDIRS), $(MAKE) -C $(d);)
跟前面的clean很像，也是分别進入三個目錄進行make，那麼它們最終會執行主makefile中的第一個目标all，還是一樣SUBDIRS未定義，是以.subdirs相當于沒用，接着執行到$(OBJS)：
CSRCS ?= $(wildcard *.c)
CPPSRCS ?= $(wildcard *.cpp)
ASRCs ?= $(wildcard *.s)
ASRCS ?= $(wildcard *.S)
SUBDIRS ?= $(patsubst %/,%,$(dir $(wildcard */Makefile)))
ODIR := .output
OBJODIR := $(ODIR)/$(TARGET)/$(FLAVOR)/obj
OBJS := $(CSRCS:%.c=$(OBJODIR)/%.o) \
$(CPPSRCS:%.cpp=$(OBJODIR)/%.o) \
$(ASRCs:%.s=$(OBJODIR)/%.o) \
$(ASRCS:%.S=$(OBJODIR)/%.o)
DEPS := $(CSRCS:%.c=$(OBJODIR)/%.d) \
$(CPPSRCS:%.cpp=$(OBJODIR)/%.d) \
$(ASRCs:%.s=$(OBJODIR)/%.d) \
$(ASRCS:%.S=$(OBJODIR)/%.d)
看到這裡可能有人會說SUBDIRS不是在這裡定義了嗎，但是patsubst函數執行完後還是為空的。回到$(OBJS)，這裡用到靜态模式，簡單的說就是将該目錄下的.c都找出來，替換成.o，編譯.o之前呢，首先需要include .d檔案:
ifneq ($(MAKECMDGOALS),clean)
ifneq ($(MAKECMDGOALS),clobber)
ifdef DEPS
sinclude $(DEPS)
endif
endif
endif
非clean和clobber目标時都會去include，此時就用下面的代碼自動生成依賴的 .d檔案:
$(OBJODIR)/%.d: %.c
@mkdir -p $(OBJODIR);
@echo DEPEND: $(CC) -M $(CFLAGS) $<
@set -e; rm -f [email protected]; \
$(CC) -M $(CFLAGS) $< > [email protected]$$$$; \
sed 's,\($*\.o\)[ :]*,$(OBJODIR)/\1 [email protected] : ,g' < [email protected]$$$$ > [email protected]; \
rm -f [email protected]$$$$
這是标準的生成流程哈，大緻就是 -M參數生成依賴關系導入到檔案中，至于裡面的随機檔案名，sed替換，删除中間檔案啥的操作,别問我哈。。。
然後就編譯.o了，使用隐含規則和自動化變量:
$(OBJODIR)/%.o: %.c
@mkdir -p $(OBJODIR);
$(CC) $(if $(findstring $<,$(DSRCS)),$(DFLAGS),$(CFLAGS)) $(COPTS_$(*F)) -o [email protected] -c $<
OBJS運作完了，接着是$(OLIBS)，根據下面的代碼可得結果是.output/eagle/debug/lib/libuser.a:
LIBODIR := $(ODIR)/$(TARGET)/$(FLAVOR)/lib
OLIBS := $(GEN_LIBS:%=$(LIBODIR)/%)
但是Makefile沒有libuser.a這個目标啊，我又蒙了一會，然後看到這裡:
$(foreach lib,$(GEN_LIBS),$(eval $(call MakeLibrary,$(basename $(lib)))))
$(foreach image,$(GEN_IMAGES),$(eval $(call MakeImage,$(basename $(image)))))
有一個以前沒見過的進階函數eval函數，函數原型 $(eval text)，它的意思是 text 的内容将作為makefile的一部分而被make解析和執行。call調用的MakeLibrary就會被展開在makefile裡面:
define MakeLibrary
DEP_LIBS_$(1) = $$(foreach lib,$$(filter %.a,$$(COMPONENTS_$(1))),$$(dir $$(lib))$$(LIBODIR)/$$(notdir $$(lib)))
DEP_OBJS_$(1) = $$(foreach obj,$$(filter %.o,$$(COMPONENTS_$(1))),$$(dir $$(obj))$$(OBJODIR)/$$(notdir $$(obj)))
$$(LIBODIR)/$(1).a: $$(OBJS) $$(DEP_OBJS_$(1)) $$(DEP_LIBS_$(1)) $$(DEPENDS_$(1))
@mkdir -p $$(LIBODIR)
$$(if $$(filter %.a,$$?),mkdir -p $$(EXTRACT_DIR)_$(1))
$$(if $$(filter %.a,$$?),cd $$(EXTRACT_DIR)_$(1); $$(foreach lib,$$(filter %.a,$$?),$$(AR) xo $$(UP_EXTRACT_DIR)/$$(lib);))
$$(AR) ru [email protected] $$(filter %.o,$$?) $$(if $$(filter %.a,$$?),$$(EXTRACT_DIR)_$(1)/*.o)
$$(if $$(filter %.a,$$?),$$(RM) -r $$(EXTRACT_DIR)_$(1))
endef
這時，一個紅色字型.a映入眼簾，大概就能知道目标在這裡了，根據這段代碼來編出lib檔案
那另外剩下的三個依賴目标呢OIMAGES OBINS SPECIAL_MKTARGETS，其實這三個都是空字元串，道理跟之前一樣。是以連續循環三遍後，三個使用者目錄就搞定了，都編出lib出來了
這時又回到主makefile需要編譯下一個目标$(OIMAGES)了，同樣是采用了eval函數，代碼上面已經截圖過，調用的MakeImage
define MakeImage
DEP_LIBS_$(1) = $$(foreach lib,$$(filter %.a,$$(COMPONENTS_$(1))),$$(dir $$(lib))$$(LIBODIR)/$$(notdir $$(lib)))
DEP_OBJS_$(1) = $$(foreach obj,$$(filter %.o,$$(COMPONENTS_$(1))),$$(dir $$(obj))$$(OBJODIR)/$$(notdir $$(obj)))
$$(IMAGEODIR)/$(1).out: $$(OBJS) $$(DEP_OBJS_$(1)) $$(DEP_LIBS_$(1)) $$(DEPENDS_$(1))
@mkdir -p $$(IMAGEODIR)
$$(CC) $$(LDFLAGS) $$(if $$(LINKFLAGS_$(1)),$$(LINKFLAGS_$(1)),$$(LINKFLAGS_DEFAULT) $$(OBJS) $$(DEP_OBJS_$(1)) $$(DEP_LIBS_$(1))) -o [email protected]
endef
執行了.output/eagle/debug/image/eagle.app.v6.out這個目标
接就是$(OBINS)這個目标了.output/eagle/debug/bin/eagle.app.v6.bin，代碼入口比較直接，代碼有很多，貼一點吧
$(BINODIR)/%.bin: $(IMAGEODIR)/%.out
@mkdir -p $(BIN_PATH)
@mkdir -p $(BINODIR)
到這裡，整個工程就編完了。講到這裡也差不多了，主要突出一個流程，裡面還有很多變量怎麼來，函數怎麼用的，都沒去細說，因為我也沒有的一個個分析。有興趣的可以看看裡面幾個函數的實作。
![為啥我欲望總這麼低？[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)