Contiki Makefile 详细解读

makefile.include文件，这个是在contiki系统根目录中，而非工程目录，在contiki源码中有很多工程，在example目录里面，每一个目录对应一个工程，比如cc2530dk目录中就对应的是cc2530平台的工程，记住有makefile文件的当前目录才是工程目录，所以makefile.include的当前目录就不是工程目录。

 本文将从makefile.include开始解读，一步一步深入包含contiki操作系统的工程的编译过程(以cc2530dk为例)。其中会涉及到makefile和shell相关知识，我会一一解释清楚。先打开example/cc2530dk/makfile文件

CONTIKI_PROJECT = hello-world blink-hello timer-test sensors-demo

all: $(CONTIKI_PROJECT)

CONTIKI = ../..
include $(CONTIKI)/Makefile.include

CONTIKI_PROJECT变量定义的是最后生成的目标文件，即可执行文件，这里生成了四个可执行文件，为什么要这么做呢？因为通常来讲makefile只能生成一个终极目标，这里用到了all伪目标(没有命令行的规则，或者没有规则的命令)，即all依赖于以上四个可执行的文件。如果不这样做的话，即没有用all伪目标，则最终只能生成一个可执行文件hello-world 或 blin-hello.第三句定义变量CONTIKI 为上级目录的上级目录，即为contiki的根目录，因为要用下面一句 include $(CONTIKI)/Makefile.include  包含根目录里面的makefile.include ，此时make就会停止读取当前的Makefile，转而去读Makefile.include, Makefile.include，内容较多，我们逐步来解析。

这里ifndef是用来判断一个变量是否已经定义，因为之前定义了CONTIKI，所以不会执行，即不会报错！

ifeq ($(TARGET),)
  -include Makefile.target
  ifeq ($(TARGET),)
    ${info TARGET not defined, using target 'native'}
    TARGET=native
  else
    ${info using saved target '$(TARGET)'}
  endif
endif

ifeq是用来判断两个参数是否相等，如果相等，则往下执行。因为之前没有的定义TARGET变量，所以其为空，即条件判断为真，往下执行...包含Makefile.target，记住此时还是在makefile的当前目录中工作，而不是转到根目录了。所以会在工程目录里面包含Makefile.target文件，我们找到打开它:

TARGET = cc2530dk 只有这一句就是定义TARGET变量为cc2530dk继续上面的第二个ifeq，此时TARGET变量不为空了，所以下面一句不会执行，而执行else语句info为一个显示信息的工具，显示using saved target cc2530dk

ifeq ($(DEFINES),)
  -include Makefile.$(TARGET).defines
  ifneq ($(DEFINES),)
    ${info using saved defines '$(DEFINES)'}
  endif
endif

这几句和上面的意思一样，只不过换成DEFINES变量，工程目录中没有Makefile.cc2530dk.defines文件，所以DEFINES仍为空，所以ifneq条件判断为假，所以什么也不执行。

 

ifndef HOST_OS
  ifeq ($(OS),Windows_NT)
  ## TODO: detect more specific Windows set-ups,
  ## e.g. CygWin, MingW, VisualC, Watcom, Interix
    HOST_OS := Windows
  else
    HOST_OS := $(shell uname)
  endif
endif

这几句就不用解释了，提一下$(shell uname)值为Linux，所以HOST_OS要么为Windows，要么为Linux。

usage:
    @echo "make MAKETARGETS... [TARGET=(TARGET)] [savetarget] [targets]"

targets:
    @ls -1 $(CONTIKI)/platform $(TARGETDIRS) | grep -v CVS

savetarget:
    -@rm -f Makefile.target
    @echo "saving Makefile.target"
    @echo >Makefile.target "TARGET = $(TARGET)"

savedefines:
    -@rm -f Makefile.$(TARGET).defines
    @echo "saving Makefile.$(TARGET).defines"
    @echo >Makefile.$(TARGET).defines "DEFINES = $(DEFINES)"

这一句是将usage作为伪目标，如果执行make的时候，指定了终极目标为usage，即make usage，则回显

make MAKETARGETS... [TARGET=(TARGET)] [savetarget] [targets]，这句是指导我们怎么用make命令来编译contiki源码。记住echo前要加@，要不然会显示echo"make MAKETARGETS... [TARGET=(TARGET)] [savetarget] [targets]"。

 

这句同样以targets为终极目标时，将会列出contiki/platform目录下的所有文件(TARGETDIRS变量此时为空)，

grep -v CVS 是显示所有不包含CVS的行，这里还没弄清楚CVS是啥意思！我们不用管，例如我们执行

make targets 则出现 

apple2enh
atari
avr-atmega128rfa1
avr-raven
avr-ravenlcd
avr-ravenusb
avr-rcb
avr-zigbit
c128
c64
cc2530dk
cc2538dk
cooja
econotag
esb
...

这里也是将savetarget作为终极目标，第一句是强制删除Makefile.target文件，然后回显saving Makefile.target，这里提一下在@rm前面的'-'，它的作用就是如果这条命令执行失败的话，make工作照常进行，即往下执行。

然后将TARGET=cc2530dk重定向到Makefile.target文件中，这里将>Makefile.target放在"TARGET = $(TARGET)"的后面也可以，这里面有一个问题就是，当我执行这个命令的时候，会提示权限不够，只有进入了root，才会顺利执行这个命令，但是当我们执行make命令的时候，权限为普通用户，那么如果执行savetarget怎么会执行第三句呢？

那么以savetarget为终极目标有啥用呢？答案在 根目录中的README-BUILDING文件

OBJECTDIR = obj_$(TARGET)

定义变量OBJECTDIR为obj_cc2530dk

LOWERCASE = -abcdefghijklmnopqrstuvwxyz
UPPERCASE = _ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
TARGET_UPPERCASE := ${strip ${shell echo $(TARGET) | sed y!$(LOWERCASE)!$(UPPERCASE)!}}
CFLAGS += -DCONTIKI=1 -DCONTIKI_TARGET_$(TARGET_UPPERCASE)=1

首先定义了LOWERCASE和UPPERCASE变量，第三局看起来有点复杂，我们从最里面一层一层往外剥，首先看sed命令，可以去这个博客看sed的用法http://lsscto.blog.51cto.com/779396/880538，！为分隔符(/ ,也可以) ，y表示转换资料中的字元，即将echo显示的内容作为sed的输入或资料进行转换，将其中的小写字母转换成大写字母，即将cc2530dk转换成CC2530DK，然后作为shell的返回值提供给strip，strip是make的内置函数，其作用是去掉该字串中开头和结尾的空格符，并将中间多个连续空字符合并为一个空字符。则最终TARGET_UPPERCASE变量的值为CC2530DK。第四句追加变量CFLAGS，此为c编译器的命令行选项变量，定义了CONTIKI=1 CONTIKI_TARGET_CC2530DK=1

include $(CONTIKI)/core/net/rime/Makefile.rime
include $(CONTIKI)/core/net/mac/Makefile.mac
SYSTEM = process.c procinit.c autostart.c elfloader.c profile.c \
          compower.c serial-line.c
THREADS = mt.c
LIBS = memb.c mmem.c timer.c list.c etimer.c ctimer.c energest.c rtimer.c stimer.c \
          print-stats.c ifft.c crc16.c random.c checkpoint.c ringbuf.c
DEV = nullradio.c

包含Makefile.rime，我们看一下这个文件下内容

ifdef UIP_CONF_IPV6
#RIME_UIP6 = rime-udp.c
RIME_BASE = rimeaddr.c timesynch.c rimestats.c
else
RIME_CHAMELEON = chameleon.c channel.c chameleon-raw.c chameleon-bitopt.c
RIME_BASE = rimeaddr.c rime.c timesynch.c \
                 rimestats.c announcement.c polite-announcement.c \
                 broadcast-announcement.c
RIME_SINGLEHOP = broadcast.c stbroadcast.c unicast.c stunicast.c \
                 runicast.c abc.c \
                 rucb.c polite.c ipolite.c
RIME_MULTIHOP = netflood.c multihop.c rmh.c trickle.c
RIME_MESH = mesh.c route.c route-discovery.c
RIME_COLLECT = collect.c collect-neighbor.c neighbor-discovery.c \
         collect-link-estimate.c
RIME_RUDOLPH = rudolph0.c rudolph1.c rudolph2.c
endif # UIP_CONF_IPV6

CONTIKI_SOURCEFILES += $(RIME_BASE) \
               $(RIME_SINGLEHOP) \
               $(RIME_MULTIHOP) \
               $(RIME_MESH) \
               $(RIME_COLLECT) \
               $(RIME_RUDOLPH) \
               $(RIME_CHAMELEON) \
               $(RIME_UIP6)

如果定义了UIP_CONF_IPV6这个变量定义了 ，则往下执行，#后面为注释，因为UIP_CONF_IPV6这个变量没有定义，所以执行else下面的语句
这几句定义了几个和rime协议栈相关的变量，这些变量为相应的源文件列表。
最后追加CONTIKI_SOURCEFILES变量，将以上定义的变量引用到此变量中，注意其中RIME_UIP6为空。打开Makefile.mac

CONTIKI_SOURCEFILES += cxmac.c xmac.c nullmac.c lpp.c frame802154.c sicslowmac.c nullrdc.c nullrdc-noframer.c mac.c
CONTIKI_SOURCEFILES += framer-nullmac.c framer-802154.c csma.c contikimac.c phase.c

这两句追加CONTIKI_SOURCEFILES变量，将mac层相关的源文件添加到将要编译的源文件列表中。注意此源文件列表中不包含Tdma_mac.c 和Ctdma_mac.c。
 
进入到Makefile.include刚才那两句include的下面,定义了几个变量分别表示contiki系统中不同部分的源文件列表，如SYSTEM表示contiki 内核进程调度等的源文件列表。

include $(CONTIKI)/core/net/Makefile.uip
include $(CONTIKI)/core/net/rpl/Makefile.rpl

CTK = ctk.c
CTKVNC = $(CTK) ctk-vncserver.c libconio.c vnc-server.c vnc-out.c ctk-vncfont.c

定义UIP和追加NET变量,ctk为contiki的GUI和VNC功能

ifndef CONTIKI_NO_NET
  CONTIKIFILES = $(SYSTEM) $(LIBS) $(NET) $(THREADS) $(DHCP) $(DEV)
else
  CONTIKIFILES = $(SYSTEM) $(LIBS) $(THREADS) $(DEV) sicslowpan.c fakeuip.c
endif

CONTIKI_SOURCEFILES += $(CONTIKIFILES)

没有定义CONTIKI_NO_NET，所以定义CONTIKIFILES变量，包括NET相关的源文件，如果定义了此变量，则不包含与NET相关的源文件.将CONTIKIFILES变量的内容添加到CONTIKI_SOURCEFILES变量中。自此我们知道了CONTIKI_SOURCEFILES变量中包含的源文件，这些都是需要编译连接的。

CONTIKIDIRS += ${addprefix $(CONTIKI)/core/,dev lib net net/mac net/rime \
                 net/rpl sys cfs ctk lib/ctk loader . }

这里追加CONTIKIDIRS变量，看字面意思就知道这个变量代表contiki的目录列表addprefx为make的内置函数，这个函数完成的功能是为后面每一个文件名添加前缀$(CONTIKI)/core/，那么CONTIKIDIRS最终的值为$(CONTIKI)/core/dev $(CONTIKI)/core/lib $(CONTIKI)/core/net .......这些是contiki内核的源文件目录列表。

oname = ${patsubst %.c,%.o,${patsubst %.S,%.o,$(1)}}

CONTIKI_OBJECTFILES = ${addprefix $(OBJECTDIR)/,${call oname, $(CONTIKI_SOURCEFILES)}}

PROJECT_OBJECTFILES = ${addprefix $(OBJECTDIR)/,${call oname, $(PROJECT_SOURCEFILES)}}

这个是自定义函数，那么这个函数的作用是什么呢？patsubst是make内置函数，它的功能是替换字符串中符合%.S模式的单词替换成%.o模式，返回的值是替换后的新字符串；继续调用patsubst，将符合%.c模式的单词替换成%.o模式的单词，最终返回替换后的新字符串。那么这个函数的功能就不言而喻了，它实现的是将位置变量$(1)所代表的字符串中凡是符合%.S %.c模式的单词都替换成%.c模式，然后返回替换后的新字符串。这里$(1)表示的就是此函数的第一个参数值，如上面的调用中表示的就是$(CONTIKI_SOURCEFILES),知道了oname函数的功能，这句就很好理解了。用call调用oname函数，将CONTIKI_SOURCEFILES代表的所有源文件列表中.c或.S后缀结尾的文件名全部替换成.o结尾的文件名，然后返回；再调用addprefix函数，添加前缀$(OBJECTDIR)，OBJECTDIR这个变量的值为obj_cc2530dk，则在所有文件前面中添加前缀obj_cc2530dk，比如某一个源文件为rime.c，执行此语句后变成obj_cc2530_rime.o，这是目标文件。那么CONTIKI_OBJECTFILES就是代表所有contiki中源文件在经过编译之后生成的目标文件列表。

ifdef APPS
  APPDS = ${wildcard ${foreach DIR, $(APPDIRS), ${addprefix $(DIR)/, $(APPS)}}} \
         ${wildcard ${addprefix $(CONTIKI)/apps/, $(APPS)} \
         ${addprefix $(CONTIKI)/platform/$(TARGET)/apps/, $(APPS)} \
         $(APPS)}
  APPINCLUDES = ${foreach APP, $(APPS), ${wildcard ${foreach DIR, $(APPDS), $(DIR)/Makefile.$(APP)}}}
  -include $(APPINCLUDES)
  APP_SOURCES = ${foreach APP, $(APPS), $($(APP)_src)}
  DSC_SOURCES = ${foreach APP, $(APPS), $($(APP)_dsc)}
  CONTIKI_SOURCEFILES += $(APP_SOURCES) $(DSC_SOURCES)
endif

包含应用程序的makefile文件如果定义了APPS，则包含，没有就不包含，在cc2530中我们没有定义这个变量，所以就不包含应用程序目录中的文件。那么在其他的平台如sky中的某一个工程，会定义APPS，此时定义APPDIRS变量。假如APPS 为telnet (apps目录中的某一个目录文件)，则用wildcard函数找出与此APPS相关的一些目录列表，wilcard后面的参数代表是的是一种模式，它是在当前目录中搜索符合这种模式的文件，并返回这种模式的文件名列表。注意这里在当前目录中搜索，包括目录的子目录，子目录的子目录等。然后定义APPINCLUDES 包含apps源文件的头文件列表APP_SOURCES 代表apps的源文件列表  DSC_SOURCES不知道,追加CONTIKI_SOURCEFILES变量 将上面两个变量所代表的源文件列表添加进来。

target_makefile := $(wildcard $(CONTIKI)/platform/$(TARGET)/Makefile.$(TARGET) ${foreach TDIR, $(TARGETDIRS), $(TDIR)/$(TARGET)/Makefile.$(TARGET)})

ifeq ($(strip $(target_makefile)),)
  ${error The target platform "$(TARGET)" does not exist (maybe it was misspelled?)}
else
  ifeq (${wildcard $(OBJECTDIR)},)
    DUMMY := ${shell mkdir $(OBJECTDIR)}
  endif
  ifneq (1, ${words $(target_makefile)})
    ${error More than one TARGET Makefile found: $(target_makefile)}
  endif
  include $(target_makefile)
endif

在当前目录中搜索符合上述模式的文件。即搜索文件$(CONTIKI)/platform/cc2530dk/Makefile.cc2530dk，那我们找找看！我们找到了确实有这个文件打开它看看：这是和cc2530dk平台相关的makefile