以下例子都以project X项目tiny210（s5pv210平台,armv7架构）为例
[uboot] uboot流程系列：
[project X] tiny210(s5pv210)上电启动流程（BL0-BL2）
建议先看《[project X] tiny210(s5pv210)上电启动流程（BL0-BL2）》，根据例子了解一下上电之后的BL0BL1BL2阶段，以及各个阶段的运行位置，功能。
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一、uboot-spl编译和生成文件
spl的编译是编译uboot的一部分，和uboot.bin走的是两条编译流程，这个要重点注意。
正常来说，会先编译主体uboot，也就是uboot.bin.再编译uboot-spl，也就是uboot-spl.bin,虽然编译命令是一起的，但是编译流程是分开的。
1、编译方法
在project X项目中，所有镜像，包括uboot、kernel、rootfs都是放在build目录下进行编译的。具体去参考该项目build的Makefile的实现。
假设config已经配置完成，在build编译命令如下：
make uboot
Makefile中对应的命令如下：
BUILD_DIR=$(shell pwd)
OUT_DIR=$(BUILD_DIR)/out
UBOOT_OUT_DIR=$(OUT_DIR)/u-boot
UBOOT_DIR=$(BUILD_DIR)/../u-boot
uboot:
mkdir -p $(UBOOT_OUT_DIR)
make -C $(UBOOT_DIR) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) KBUILD_OUTPUT=$(UBOOT_OUT_DIR) $(BOARD_NAME)_defconfig
make -C $(UBOOT_DIR) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) KBUILD_OUTPUT=$(UBOOT_OUT_DIR)
最终，相当于进入了uboot目录执行了make动作。
也就是说spl的编译是编译uboot的一部分，和uboot.bin走的是两条编译流程，这个要重点注意。
正常来说，会先编译主体uboot，也就是uboot.bin.再编译uboot-spl，也就是uboot-spl.bin,虽然编译命令是一起的，但是编译流程是分开的。
2、生成文件
最终编译完成之后，会在project-x/build/out/u-boot/spl下生成如下文件：
arch common dts include u-boot-spl u-boot-spl.cfg u-boot-spl.map
board drivers fs tiny210-spl.bin u-boot-spl.bin u-boot-spl.lds u-boot-spl-nodtb.bin
其中，arch、common、dts、include、board、drivers、fs是对应代码的编译目录，
各个目录下都会生成相应的built.o，是由同目录下的目标文件连接而成。
重点说一下以下几个文件：
文件 |
说明 |
u-boot-spl
初步链接后得到的spl文件
u-boot-spl-nodtb.bin
在u-boot-spl的基础上，经过objcopy去除符号表信息之后的可执行程序
u-boot-spl.bin
在不需要dtb的情况下，直接由u-boot-spl-nodtb.bin复制而来，也就是编译spl的最终目标
tiny210-spl.bin
由s5pv210平台决定，需要在u-boot-spl.bin的基础上加上16B的header用作校验
u-boot-spl.lds
spl的连接脚本
u-boot-spl.map
连接之后的符号表文件
u-boot-spl.cfg
由spl配置生成的文件
二、uboot-spl编译流程
1、编译整体流程
根据零、2生成的文件说明可知简单流程如下：
（1）各目录下built-in.o的生成
对应二、2（5）的实现
（2）由所有built-in.o以u-boot-spl.lds为连接脚本通过连接来生成u-boot-spl
对应二、2（4）的实现
（3）由u-boot-spl生成u-boot-spl-nodtb.bin
对应二、2（3）的实现
（4）由u-boot-spl-nodtb.bin生成u-boot-spl.bin，也就是spl的bin文件
对应二、2（2）的实现
后续的编译的核心过程就是按照上述的四个编译流程就是按照上述四个步骤来的。
2、具体编译流程分析
我们直接从make uboot命令分析，也就是从uboot下的Makefile的依赖关系来分析整个编译流程。
注意，这个分析顺序和上述的整体编译流程的顺序是反着的。
- （1）入口分析
在project-x/u-boot/Makefile中
all: $(ALL-y)
ALL-$(CONFIG_SPL) += spl/u-boot-spl.bin
spl/u-boot-spl.bin: spl/u-boot-spl
@:
spl/u-boot-spl: tools prepare $(if $(CONFIG_OF_SEPARATE),dts/dt.dtb)
$(Q)$(MAKE) obj=spl -f $(srctree)/scripts/Makefile.spl all
综上，由CONFIG_SPL来决定是否需要编译出spl文件，也就是BL1。
后续相当于执行了
“make -f u-boot/scripts/Makefile.spl obj=spl all” 命令。
在project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl中，
SPL_BIN := u-boot-spl
ALL-y += $(obj)/$(SPL_BIN).bin $(obj)/$(SPL_BIN).cfg
在project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl中建立了spl/u-boot-spl.bin的依赖关系，后续make过程的主体都是在Makefile.spl中。
- （2）spl/u-boot-spl.bin的依赖关系
在project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl中
$(obj)/$(SPL_BIN).bin: $(obj)/$(SPL_BIN)-nodtb.bin FORCE
$(call if_changed,copy)
如上述Makefile代码spl/u-boot-spl.bin依赖于spl/u-boot-spl-nodtb.bin，并且由spl/u-boot-spl-nodtb.bin复制而成。
对应于上述二、1（4）流程。
- （3）spl/u-boot-spl-nodtb.bin的依赖关系
在project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl中
$(obj)/$(SPL_BIN)-nodtb.bin: $(obj)/$(SPL_BIN) FORCE
$(call if_changed,objcopy)
$(obj)/$(SPL_BIN)-nodtb.bin依赖于$(obj)/$(SPL_BIN)。也就是spl/u-boot-spl-nodtb.bin依赖于spl/u-boot-spl.
如上述Makefile代码spl/u-boot-spl-nodtb.bin依赖于spl/u-boot-spl，并且由spl/u-boot-spl经过objcopy操作之后得到。
对应于上述二、1（3）流程。
- （4）spl/u-boot-spl的依赖关系
在project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl中
$(obj)/$(SPL_BIN): $(u-boot-spl-init) $(u-boot-spl-main) $(obj)/u-boot-spl.lds FORCE
$(call if_changed,u-boot-spl)
如上，spl/u-boot-spl依赖于
$(u-boot-spl-init) 、
$(u-boot-spl-main)和spl/u-boot-spl.ld，并且最终会调用cmd_u-boot-spl来生成spl/u-boot-spl。
cmd_u-boot-spl实现如下：
quiet_cmd_u-boot-spl = LD $@
cmd_u-boot-spl = (cd $(obj) && $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_$(@F))
$(patsubst $(obj)/%,%,$(u-boot-spl-init)) --start-group
$(patsubst $(obj)/%,%,$(u-boot-spl-main)) --end-group
$(PLATFORM_LIBS) -Map $(SPL_BIN).map -o $(SPL_BIN))
将cmd_u-boot-spl通过echo命令打印出来之后得到如下（拆分出来看的）：
cmd_u-boot-spl=(
cd spl &&
/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/arm-none-linux-gnueabi-ld
-T u-boot-spl.lds --gc-sections -Bstatic --gc-sections
arch/arm/cpu/armv7/start.o
--start-group
arch/arm/mach-s5pc1xx/built-in.o arch/arm/cpu/armv7/built-in.o arch/arm/cpu/built-in.o arch/arm/lib/built-in.o board/samsung/tiny210/built-in.o board/samsung/common/built-in.o common/init/built-in.o drivers/built-in.o dts/built-in.o fs/built-in.o
--end-group
arch/arm/lib/eabi_compat.o
-L /home/disk3/xys/temp/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.8.3 -lgcc
-Map u-boot-spl.map
-o u-boot-spl)
可以看出上述是一条连接命令，以spl/u-boot-spl.ld为链接脚本，把
$(u-boot-spl-init) 、
$(u-boot-spl-main)的指定的目标文件连接到u-boot-spl中。
连接很重要的东西就是连接标识，也就是
$(LD)
$(LDFLAGS)
$(LDFLAGS_
$(@F)的定义。
尝试把$(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_$(@F)) 打印出来，结果如下：
LD=/home/disk3/xys/temp/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/arm-none-linux-gnueabi-ld
LDFLAGS=
LDFLAGS_u-boot-spl=-T u-boot-spl.lds --gc-sections -Bstatic --gc-sections
也就是说在LDFLAGS_u-boot-spl中指定了链接脚本。
重点关注
$(LDFLAGS_
$(@F))的由来
LDFLAGS_$(SPL_BIN) += -T u-boot-spl.lds $(LDFLAGS_FINAL)
ifneq ($(CONFIG_SPL_TEXT_BASE),)
LDFLAGS_$(SPL_BIN) += -Ttext $(CONFIG_SPL_TEXT_BASE)
endif
- （5）u-boot-spl-init & u-boot-spl-main依赖关系（代码是如何被编译的）
先看一下这两个值打印出来的
u-boot-spl-init=spl/arch/arm/cpu/armv7/start.o
u-boot-spl-main= spl/arch/arm/mach-s5pc1xx/built-in.o spl/arch/arm/cpu/armv7/built-in.o spl/arch/arm/cpu/built-in.o spl/arch/arm/lib/built-in.o spl/board/samsung/tiny210/built-in.o spl/board/samsung/common/built-in.o spl/common/init/built-in.o spl/drivers/built-in.o spl/dts/built-in.o spl/fs/built-in.o
可以观察到是一堆目标文件的路径。这些目标文件最终都要被连接到u-boot-spl中。
u-boot-spl-init & u-boot-spl-main的定义如下代码：
project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl
u-boot-spl-init := $(head-y)
head-y := $(addprefix $(obj)/,$(head-y))
u-boot-spl-main := $(libs-y)
libs-y += $(if $(BOARDDIR),board/$(BOARDDIR)/)
libs-$(HAVE_VENDOR_COMMON_LIB) += board/$(VENDOR)/common/
libs-$(CONFIG_SPL_FRAMEWORK) += common/spl/
libs-y += common/init/
libs-$(CONFIG_SPL_LIBCOMMON_SUPPORT) += common/ cmd/
libs-$(CONFIG_SPL_LIBDISK_SUPPORT) += disk/
libs-y += drivers/
libs-y += dts/
libs-y += fs/
libs-$(CONFIG_SPL_LIBGENERIC_SUPPORT) += lib/
libs-$(CONFIG_SPL_POST_MEM_SUPPORT) += post/drivers/
libs-$(CONFIG_SPL_NET_SUPPORT) += net/
libs-y := $(addprefix $(obj)/,$(libs-y))
u-boot-spl-dirs := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(libs-y)))
libs-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
那么u-boot-spl-init & u-boot-spl-main是如何生成的呢？
需要看一下对应的依赖如下：
$(sort $(u-boot-spl-init) $(u-boot-spl-main)): $(u-boot-spl-dirs) ;
$(u-boot-spl-dirs):
$(Q)$(MAKE) $(build)=$@
也就是会对每一个目标文件依次执行make
$(build)=目标文件
$(build)定义如下：
project-x/u-boot/scripts/Kbuild.include
build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj
以arch/arm/mach-s5pc1xx为例
“
$(MAKE)
$(build)=
$@”展开后格式如下
make -f ~/code/temp/project-x/u-boot/scripts/Makefile.build obj=spl/arch/arm/mach-s5pc1xx。
Makefile.build定义built-in.o、.lib以及目标文件.o的生成规则。这个Makefile文件生成了子目录的.lib、built-in.o以及目标文件.o。
Makefile.build第一个编译目标是__build，如下
PHONY := __build
__build:
__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y))
$(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target))
$(subdir-ym) $(always)
@:
builtin-target := $(obj)/built-in.o
$(builtin-target): $(obj-y) FORCE
$(call if_changed,link_o_target)
kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))
kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
include $(kbuild-file)
对应于上述二、1（1）流程。
- （6）spl/u-boot-spl.lds依赖关系
这里主要是为了找到一个匹配的连接文件。
$(obj)/u-boot-spl.lds
$(obj)/u-boot-spl.lds: $(LDSCRIPT) FORCE
$(call if_changed_dep,cpp_lds)
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/board/$(BOARDDIR)/u-boot-spl.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/$(CPUDIR)/u-boot-spl.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/arch/$(ARCH)/cpu/u-boot-spl.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
$(error could not find linker script)
endif
综上，最终指定了project-X/u-boot/arch/arm/cpu/u-boot-spl.lds作为连接脚本。
三、一些重点定义
- 1、CONFIG_SPL
在二、2（1）中说明。
用于指定是否需要编译SPL，也就是是否需要编译出uboot-spl.bin文件
- 2、连接脚本的位置
在二、2（6）中说明。
对于tiny210(s5pv210 armv7)来说，连接脚本的位置在
project-x/u-boot/arch/arm/cpu/u-boot-spl.lds
- 3、CONFIG_SPL_TEXT_BASE
在二、2（4）中说明。
用于指定SPL的连接地址，可以定义在板子对应的config文件中。
- 4、CONFIG_SPL_BUILD
在编译spl过程中，会配置
project-x/scripts/Makefile.spl中定义了如下
KBUILD_CPPFLAGS += -DCONFIG_SPL_BUILD
也就是说在编译uboot-spl.bin的过程中，CONFIG_SPL_BUILD这个宏是被定义的。
四、uboot-spl链接脚本说明
1、连接脚本整体分析
相对比较简单，直接看连接脚本的内容project-x/u-boot/arch/arm/cpu/u-boot-spl.lds
前面有一篇分析连接脚本的文章了《
[kernel 启动流程] 前篇——vmlinux.lds分析》，可以参考一下。
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x00000000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
__image_copy_start = .;
*(.vectors)
CPUDIR/start.o (.text*)
*(.text*)
}
. = ALIGN(4);
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }
. = ALIGN(4);
.data : {
*(.data*)
}
. = ALIGN(4);
.u_boot_list : {
KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
}
. = ALIGN(4);
__image_copy_end = .;
.rel.dyn : {
__rel_dyn_start = .;
*(.rel*)
__rel_dyn_end = .;
}
.end :
{
*(.__end)
}
_image_binary_end = .;
.bss __rel_dyn_start (OVERLAY) : {
__bss_start = .;
*(.bss*)
. = ALIGN(4);
__bss_end = .;
}
__bss_size = __bss_end - __bss_start;
.dynsym _image_binary_end : { *(.dynsym) }
.dynbss : { *(.dynbss) }
.dynstr : { *(.dynstr*) }
.dynamic : { *(.dynamic*) }
.hash : { *(.hash*) }
.plt : { *(.plt*) }
.interp : { *(.interp*) }
.gnu : { *(.gnu*) }
.ARM.exidx : { *(.ARM.exidx*) }
}
2、符号表中需要注意的符号
project-x/build/out/u-boot/spl/u-boot-spl.map
Linker script and memory map
.text 0x00000000 0xd10
0x00000000 __image_copy_start = .
*(.vectors)
0x00000000 _start
0x00000020 _undefined_instruction
0x00000024 _software_interrupt
0x00000028 _prefetch_abort
0x0000002c _data_abort
0x00000030 _not_used
0x00000034 _irq
0x00000038 _fiq
...
0x00000d10 __image_copy_end = .
.rel.dyn 0x00000d10 0x0
0x00000d10 __rel_dyn_start = .
*(.rel*)
.rel.iplt 0x00000000 0x0 arch/arm/cpu/armv7/start.o
0x00000d10 __rel_dyn_end = .
.end
*(.__end)
0x00000d10 _image_binary_end = .
.bss 0x00000d10 0x0
0x00000d10 __bss_start = .
*(.bss*)
0x00000d10 . = ALIGN (0x4)
0x00000d10 __bss_end = .
重点关注
* __image_copy_start & __image_copy_end
界定了代码的位置，用于重定向代码的时候使用，后面碰到了再分析。
* _start
在u-boot-spl.lds中ENTRY(_start)，也就规定了代码的入口函数是_start。所以后续分析代码的时候就是从这里开始分析。
* __rel_dyn_start & __rel_dyn_end
* _image_binary_end
五、tiny210（s5pv210）的额外操作
1、为什么tiny210的spl需要额外操作？需要什么额外操作？
建议先参考《[project X] tiny210(s5pv210)上电启动流程（BL0-BL2）》一文。
tiny210只支持SD启动的方式和NAND FLASH启动的方式。
从《[project X] tiny210(s5pv210)上电启动流程（BL0-BL2）》一文中，我们已经得知了当使用SD启动的方式和NAND FLASH启动的方式，也就是BL1镜像存放在SD上或者nand flash上时，s5pv210中固化的BL0，都需要对BL1的前16B的header做校验。BL1就是我们所说的uboot-spl.bin，但是默认编译出来的uboot-spl.bin就是一个纯粹的可执行文件，并没有加上特别的header。
因此，我们需要在生成uboot-spl.bin之后，再为其加上16B的header后生成tiny210-spl.bin。
16B的header格式如下：
地址 |
数据 |
0xD002_0000
BL1镜像包括header的长度
0xD002_0004
保留，设置为0
0xD002_0008
BL1镜像除去header的校验和
0xD002_000c
保留，设置为0
project-x/u-boot/scripts/Makefile.spl
ifdef CONFIG_SAMSUNG
ALL-y += $(obj)/$(BOARD)-spl.bin
endif
ifdef CONFIG_S5PC110
$(obj)/$(BOARD)-spl.bin: $(obj)/u-boot-spl.bin
$(objtree)/tools/mks5pc1xxspl $< $@
else
$(obj)/$(BOARD)-spl.bin: $(obj)/u-boot-spl.bin
$(if $(wildcard $(objtree)/spl/board/samsung/$(BOARD)/tools/mk$(BOARD)spl),
$(objtree)/spl/board/samsung/$(BOARD)/tools/mk$(BOARD)spl,
$(objtree)/tools/mkexynosspl) $(VAR_SIZE_PARAM) $< $@
endif
endif
这里就构成了u-boot-spl.bin到tiny210-spl.bin的过程了。
综上，spl的编译就完成了。
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