openwrt打包过程

前言

前面我们已经讲了openwrt编译的大部分过程,包括大致的编译步骤,ipk的编译等.今天是我这个系列的最后一篇,我们来看看openwrt的各个部分是如何组织成为最后的bin文件的. 
最后一个步骤,我们的执行的目标是target/install.

执行过程推导

我们首先通过Makefile来分析下我们的依赖关系.

通过前几篇的分析,我们应当知道此时target/install将依赖于target/linux/install. 
如下是target/linux/Makefile的节选:

export TARGET_BUILD=1
prereq clean download prepare compile install menuconfig nconfig oldconfig update refresh: FORCE
    @+$(NO_TRACE_MAKE) -C $(BOARD) $@

我们可以看出,此时执行compile将会进入对应的目标平台执行目标compile,我们以mt7620a为例.它属于ramips平台. 
如下是target/linux/ramips/Makefile的节选:

include $(INCLUDE_DIR)/target.mk
$(eval $(call BuildTarget))

在这个Makefile文件中,我们找不到目标compile,它被文件target.mk封装.我们在ipk的编译中,已经见过类似的用法. 
如下是include/target.mk的节选:

ifeq ($(TARGET_BUILD),1)
  include $(INCLUDE_DIR)/kernel-build.mk
  BuildTarget?=$(BuildKernel)
endif

从上面的节选我们看到变量TARGET_BUILD为1,所以这里函数BuildTarget其实等于在kernel-build.mk定义的变量BuildKernel. 
如下是include/kernel-build.mk的节选:

define BuildKernel
  $(if $(QUILT),$(Build/Quilt))
  $(if $(LINUX_SITE),$(call Download,kernel))
  $(STAMP_CONFIGURED): $(STAMP_PREPARED) $(LINUX_KCONFIG_LIST) $(TOPDIR)/.config
    $(Kernel/Configure)
    touch $$@
  $(LINUX_DIR)/.image: $(STAMP_CONFIGURED) $(if $(CONFIG_STRIP_KERNEL_EXPORTS),$(KERNEL_BUILD_DIR)/symtab.h) FORCE
$(Kernel/CompileImage)
    $(Kernel/CollectDebug)
    touch $$@
  install: $(LINUX_DIR)/.image
+$(MAKE) -C image compile install TARGET_BUILD=
endef

我们绕来绕去,终于找到了我们要的目标,install依赖于$(LINUX_DIR)/.image,

$(LINUX_DIR)/.image的依赖和执行就在节选中,我们略过,

同时将进入image文件夹下,执行目标compile和install.下面我来看看进入image文件夹下,发生的故事. 
打开tareget/linux/ramips/image/Makefile,我们找了一圈,也没找到我们要的目标compile和install;如果我们是完整编译,其实目标compile已经被执行过了.此时我们以install为目标.玄机就在最后一句$(eval $(call BuildImage))中,函数BuildImage被定义在include/image.mk中,以下为节选:

define BuildImage
  ifeq ($(IB),)
    .PHONY: download prepare compile clean image_prepare mkfs_prepare kernel_prepare install
    compile:
$(call Build/Compile)
    clean:
        $(call Build/Clean)
    image_prepare: compile
        mkdir -p $(KDIR)/tmp
$(call Image/Prepare)
  else
    image_prepare:
        mkdir -p $(KDIR)/tmp
  endif
  mkfs_prepare: image_prepare
    $(call Image/mkfs/prepare)
  kernel_prepare: mkfs_prepare
    $(call Image/BuildKernel)
$(if $(CONFIG_TARGET_ROOTFS_INITRAMFS),$(if $(IB),,$(call Image/BuildKernel/Initramfs)))
    $(call Image/InstallKernel)
  $(foreach device,$(TARGET_DEVICES),$(call Device,$(device)))
  $(foreach fs,$(TARGET_FILESYSTEMS) $(fs-subtypes-y),$(call BuildImage/mkfs,$(fs)))
  install: kernel_prepare
    $(foreach fs,$(TARGET_FILESYSTEMS),
        $(call Image/Build,$(fs))
    )
    $(call Image/mkfs/ubifs)
$(call Image/Checksum,md5sum --binary,md5sums)
    $(call Image/Checksum,openssl dgst -sha256,sha256sums)
endef

这里我们看到了我们的目标install和它的依赖关系及执行语句,这里$(TARGET_FILESYSTEMS)通常为squashfs.其中大部分函数定义在我们对应平台的image文件夹下的Makefile中.

上文中第28行需稍加注意,这里调用函数BuildImage/mkfs,定义如下:

define BuildImage/mkfs
  install: mkfs-$(1)
  .PHONY: mkfs-$(1)
  mkfs-$(1): mkfs_prepare
$(Image/mkfs/$(1))
$(call Build/mkfs/default,$(1))
$(call Build/mkfs/$(1),$(1))
  $(KDIR)/root.$(1): mkfs-$(1)
endef

这里可以看到目标install依赖于mkfs-(1). 
如此我们可以得到整个依赖关系图如下: 

图片不清晰可以下载下来查看.

稍加解释

上一节我们分析了依赖关系,执行过程其实就是倒叙执行的过程. 
主要编辑过程就是先将内核编译完成,然后将安装ipk的root-ramips文件夹制作为squash格式的二进制文件,然后包括压缩内核,为内核制作头部,最后将加工过的内核部分和文件系统部分组合起来.

尾记

1. 在网上查找资料的时候,发现大部分资料要么雷同,要么浅尝辄止.
2. 下面这篇文章在我深入学习的过程中,起了不小的作用.链接;就是排版太差了,我才有了自己写写的冲动.
3. openwrt的整个编译过程是很复杂的,想想电脑一秒可以做多少次计算,而一次完整编译轻轻松松就要两三个小时.可想而知编译过程之复杂.但是我觉得我把大体的编译过程是弄明白了,也欢迎大家交流.一共用了5篇的篇幅,大体的编译过程也算是交代完了.
4. 纸上得来终觉浅,下面我觉得我还需要更多的改改写写来加深了解.最近在瞎看看linux内核相关的东西,那本书上也说了要加深学习了解,需要更多的修修补补.与大家共勉.