DSP

U-Boot 目录结构和编译过程

2019-07-13 18:32发布

   本文是基于u-boot-04.04.00.01进行分析,硬件平台基于DM8168 (Cortex-A8 + DSP  + M3(视频处理子系统))   一. U-Boot 目录结构            1.board
  本目录存放与已有开发板相关的文件。每种开发板有一个子目录,子目录仅存放与开发板相关的c文件和配置文件,不包含开发板CPU架构通用的实现文件。
  每个目录下有如下文件(以/board/ti/ti8168_dvr/为例):
    Makefile
      config.mk        dvr.c   wire3_rom.c            u-boot.lds      全局链接文件   2.common
  实现u-boot命令行下支持的命令,每一条命令对应一个文件。例如bootm命令对应的是cmd_bootm.c。   3.arch
     与处理器体系架构相关目录,每一款体系架构的处理器均在一个子目录下,每个子目录下面包含系列此体系架构处理器,  下子目录基于某种系列处理器的不同的解决方案。
     每个目录下有如下文件(以arch/arm/cpu/arm_cortexa8/为例):
     Makefile
     config.mk
     cpu.c           和处理器相关的代码
     mx51/
     oamp3/
     s5pc1xx/
     start.S
     ti81xx/
     u-boot.lds        4.disk       对磁盘的支持。      5.doc
     文档目录。      6.drivers
     设备驱动程序目录。比如串口、USB、mmc等。      7.fs
     支持的文件系统。u-boot支持cramfs、ext2、fat、fdos、jffs2、reiserfs、ubifs、yaffs2文件系统。      8.include
     使用的头文件均在改目录下,还有对各种硬件平台支持的汇编文件、系统配置文件和文件系统支持的文件。
     该目录下configs目录有与开发板相关的配置文件。例如smdkv210single.h。
     该目录下asm目录有与cpu体系结构相关的头文件,例如asm-arm目录下有arch-s5pc11x目录。      9.lib
     所有处理器通用的库文件。      10.net
     与网络协议栈相关的代码,bootp协议、tftp协议、rarp协议和nfs文件系统等实现。      11.tools
     生成u-boot工具,例如mkimage。      12.api
     处理器或者开发板为外部应用程序提供独立的API。      13.example
     一些独立的应用程序示范代码。       14.其他 etc。 二. U-boot 编译与链接  参考原文:http://www.cnblogs.com/cslunatic/admin/EditPosts.aspx?postid=2982302    1.  对于本开发板,编译U-Boot需要执行如下的命令: $  export PATH=/opt/armgcc/bin:$PATH
$  make distclean
$  make ti8168_dvr_config 
$  make u-boot.ti
       使用上面的命令编译U-Boot,编译生成的所有文件都保存在源代码目录中。为了保持源代码目录的干净,可以使用如下命令将编译生成的文件输出到一个外部目录,而不是在源代码目录中,下面的2种方法都将编译生成的文件输出到 /tmp/build目录:
$  export  BUILD_DIR=/tmp/build
$  make  ti8168_dvr_config 
$  make  u-boot.ti

$  make  O=/tmp/build ti8168_dvr_config (注意是字母O,而不是数字0)
$  make  u-boot.ti      2. make name>_config 命令执行过程     (1)定义主机系统架构
HOSTARCH := $(shell uname -m |
       sed -e s/i.86/i386/ 
       ......
       “sed –e”表示后面跟的是一串命令脚本而表达式“s/abc/def/”表示要从标准输入中,查找到内容为“abc”的,然后替换成“def”。其中“abc”表达式用可以使用“.”作为通配符
       命令“uname –m”将输出主机CPU的体系架构类型。本人使用Intel 奔腾系列的CPU,因此“uname –m”输出“i686”。 “i686”可以匹配命令“sed -e s/i.86/i386/”中的“i.86”,因此在作者的机器上执行Makefile,HOSTARCH将被设置成“i386” 。    (2)定义主机操作系统类型
HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' |
           sed -e 's/(cygwin).*/cygwin/')
       “uname –s”输出主机内核名字,本人使用Linux发行版Ubuntu10.04,因此“uname –s”结果是“Linux”。“tr '[:upper:]' '[:lower:]'”作用是将标准输入中的所有大写字母转换为响应的小写字母。因此执行结果是将HOSTOS 设置为“linux”。     (3)定义执行shell脚本的shell
# Set shell to bash if possible, otherwise fall back to sh
SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; 
       else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash;
       else echo sh; fi; fi)
       "$$BASH"的作用实质上是生成了字符串“$BASH”(前一个$号的作用是指明第二个$是普通的字符)。若执行当前Makefile的shell中定义了“$BASH”环境变量,且文件“$BASH”是可执行文件,则SHELL的值为“$BASH”。否则,若“/bin/bash”是可执行文件,则SHELL值为“/bin/bash”。若以上两条都不成立,则将“sh”赋值给SHELL变量。
       由于本人的机器安装了bash shell,且shell默认环境变量中定义了“$BASH”,因此SHELL 被设置为$BASH 。      (4)设定编译输出目录 ifdef O
ifeq ("$(origin O)", "command line")
BUILD_DIR := $(O)
endif
endif        函数$( origin, variable) 输出的结果是一个字符串,输出结果由变量variable定义的方式决定,若variable在命令行中定义过,则origin函数返回值为"command line"。假若在命令行中执行了“export BUILD_DIR=/tmp/build”的命令,则“$(origin O)”值为“command line”,而BUILD_DIR被设置为“/tmp/build”。
ifneq ($(BUILD_DIR),)
saved-output := $(BUILD_DIR)
# Attempt to create a output directory.
$(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] || mkdir -p ${BUILD_DIR})
      若${BUILD_DIR}表示的目录没有定义,则创建该目录。 # Verify if it was successful.
BUILD_DIR := $(shell cd $(BUILD_DIR) && /bin/pwd)
$(if $(BUILD_DIR),,$(error output directory "$(saved-output)" does not exist))
endif # ifneq ($(BUILD_DIR),)
       若$(BUILD_DIR)为空,则将其赋值为当前目录路径(源代码目录)。并检查$(BUILD_DIR)目录是否存在        #OBJTREE和LNDIR为存放生成文件的目录,TOPDIR与SRCTREE为源码所在目录
OBJTREE           := $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))
SRCTREE          := $(CURDIR)
TOPDIR            := $(SRCTREE)
LNDIR              := $(OBJTREE)

… …         #定义变量MKCONFIG:这个变量指向一个脚本,即顶层目录的mkconfig。
MKCONFIG      := $(SRCTREE)/mkconfig
… …
ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE)) 
obj := $(OBJTREE)/
src := $(SRCTREE)/
else
obj :=
src :=
endif
       CURDIR变量指示Make当前的工作目录,由于当前Make在U-Boot顶层目录执行Makefile,因此CURDIR此时就是U-Boot顶层目录。
       执行完上面的代码后, SRCTREE,src变量就是U-Boot代码顶层目录,而OBJTREE,obj变量就是输出目录,若没有定义BUILD_DIR环境变量,则SRCTREE,src变量与OBJTREE,obj变量都是U-Boot源代码目录。而MKCONFIG则表示U-Boot根目录下的mkconfig脚本。       (5) make ti8168_dvr_config命令执行过程
ti8168_dvr_config
ti8168_dvr_min_sd:      unconfig
        @mkdir -p $(obj)include
        @echo "#define CONFIG_TI81XX"   >>$(obj)include/config.h
        @echo "#define CONFIG_TI816X"   >>$(obj)include/config.h
        @if [ "$(findstring _min_sd,$@)" ] ; then
                echo "#define CONFIG_SYS_NO_FLASH"    >>$(obj)include/config.h ;
                echo "#define CONFIG_MLO_BOOT"    >>$(obj)include/config.h ;
                echo "Setting up TI8168_dvr SD boot minimal build..." ;
        else   
                echo "#define CONFIG_SYS_NO_FLASH"    >>$(obj)include/config.h ;
                echo "#define CONFIG_NAND_ENV"    >>$(obj)include/config.h ;
                echo "Setting up TI8168_dvr default build with NAND..." ;
        fi;
        @$(MKCONFIG) -a ti8168_dvr arm arm_cortexa8 ti8168_dvr ti ti81xx         其中的依赖“unconfig”定义如下:
unconfig:
       @rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk
            $(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp
            $(obj)include/autoconf.mk $(obj)include/autoconf.mk.dep
       其中“@”的作用是执行该命令时不在shell显示。“obj”变量就是编译输出的目录,因此“unconfig”的作用就是清除上次执行make *_config命令生成的配置文件(如include/config.h,include/config.mk等)。
       $(MKCONFIG)在上面指定为“$(SRCTREE)/mkconfig”。即将 ./mkconfig  -a ti8168_dvr arm arm_cortexa8 ti8168_dvr ti ti81xx作为参数传递给当前目录下的mkconfig脚本执行。
       $(@:_config=) arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0”
       $(@:_config=)为将传进来的所有参数中的_config替换为空(其中“@”指规则的目标文件名,在这里就是“mini2440_config ”。$(text:patternA=patternB),这样的语法表示把text变量每一个元素中结尾的patternA的文本替换为patternB,然后输出) 。因此$(@:_config=)的作用就是将mini2440_config中的_config去掉,得到mini2440。:
./mkconfig mini2440 arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0
       即将“mini2440 arm arm920t mini2440 samsung s3c24x0”作为参数传递给当前目录下的mkconfig脚本执行。         (6) 在mkconfig脚本中给出了mkconfig的用法:
# Parameters:  Target  Architecture  CPU  Board [VENDOR] [SOC]
        1> 因此传递给mkconfig的参数的意义分别是:
ti8168_dvr:Target(目标板型号)
arm:Architecture (目标板的CPU架构)
arm_cortexa8:CPU (具体使用的CPU型号)
ti8168_dvr:Board
ti:VENDOR(生产厂家名)
ti81xx:SOC APPEND=no      # no表示创建新的配置文件,yes表示追加到配置文件中
BOARD_NAME="" # Name to print in make output
TARGETS="" while [ $# -gt 0 ] ; do
    case "$1" in
    --) shift ; break ;;
    -a) shift ; APPEND=yes ;;
    -n) shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;
    -t) shift ; TARGETS="`echo $1 | sed 's:_: :g'` ${TARGETS}" ; shift ;;
    *)  break ;;
    esac
done
["${BOARD_NAME}"] || BOARD_NAME="$1" 
       环境变量$#表示传递给脚本的参数个数,这里的命令有6个参数,因此$#是6 。shift的作用是使$1=$2,$2=$3,$3=$4….,而原来的$1将丢失。因此while循环的作用是,依次处理传递给mkconfig脚本的选项。由于我们传递给mkconfig任“-a”选项,因此while循环中的代码起作用, APPEND=yes。
       最后将BOARD_NAME的值设置为$1的值,在这里就是“ti8168_dvr”。      2> 检查参数合法性
[ $# -lt 4 ] && exit 1
[ $# -gt 6 ] && exit 1 if [ "${ARCH}" -a "${ARCH}" != "$2" ]; then
       echo "Failed: $ARCH=${ARCH}, should be '$2' for ${BOARD_NAME}" 1>&2
       exit 1
fi
       上面代码的作用是检查参数个数和参数是否正确,参数个数少于4个或多于6个都被认为是错误的。-lt 表示小于 -gt 表示大于       3> 创建到目标板相关的目录的链接
#
# Create link to architecture specific headers
#
if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; then         #若编译目标输出到外部目录,则下面的代码有效
       mkdir -p ${OBJTREE}/include
       mkdir -p ${OBJTREE}/include2
       cd ${OBJTREE}/include2
       rm -f asm
       ln -s ${SRCTREE}/include/asm-$2 asm
       LNPREFIX="http://www.cnblogs.com/include2/asm/"
       cd ../include
       rm -rf asm-$2
       rm -f asm
       mkdir asm-$2
       ln -s asm-$2 asm
else              
       cd ./include
       rm -f asm
       ln -s asm-$2 asm
fi
       若将目标文件设定为输出到源文件所在目录,则以上代码在include目录下建立了到asm-arm目录的符号链接asm。其中的ln -s asm-$2 asm即ln -s asm-arm asm。 rm -f asm-$2/arch
if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then
       ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/arch
else
       ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch
fi
       建立符号链接include/asm-arm/arch ,若$6(SOC)为空,则使其链接到include/asm-arm/arch-arm_cortexa8目录,否则就使其链接到include/asm-arm/arch-ti81xx目录即ln -s  arch-ti81xx  asm-arm/arch。(事实上include/asm-arm/arch-arm_cortexa8并不存在,因此$6是不能为空的,否则会编译失败) if [ "$2" = "arm" ] ; then
       rm -f asm-$2/proc
       ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc
fi
       若目标板是arm架构,则上面的代码将建立符号连接include/asm-arm/proc,使其链接到目录proc-armv目录即ln -s  proc-armv  asm-arm/proc
       建立以上的链接的好处:编译U-Boot时直接进入链接文件指向的目录进行编译,而不必根据不同开发板来选择不同目录。      4> 构建include/config.mk文件
#
# Create include file for Make
#
echo "ARCH   = $2" >  config.mk
echo "CPU    = $3" >> config.mk
echo "BOARD  = $4" >> config.mk [ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk
[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC    = $6" >> config.mk        上面代码将会把如下内容写入文件inlcude/config.mk文件:
ARCH   = arm
CPU    = arm_cortexa8
BOARD  = ti8168_dv
VENDOR = ti
SOC    = ti81xx       5> 指定开发板代码所在目录
# Assign board directory to BOARDIR variable
if [ -z "$5" -o "$5" = "NULL" ] ; then
    BOARDDIR=$4
else
    BOARDDIR=$5/$4
fi
   以上代码指定board目录下的一个目录为当前开发板专有代码的目录。若$5(VENDOR)为空则BOARDDIR设置为$4(BOARD),否则设置为$5/$4(VENDOR/BOARD)。在这里由于$5不为空,因此BOARDDIR被设置为ti/ti8168_dvr。      6> 构建include/config.h文件
#
# Create board specific header file
#
if [ "$APPEND" = "yes" ] # Append to existing config file
then
       echo >> config.h //追加尾
else
       > config.h            # Create new config file
fi
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
 
for i in ${TARGETS} ; do
       echo "#define CONFIG_MK_${i} 1" >>config.h ;
done cat << EOF >> config.h
#define CONFIG_BOARDDIR board/$BOARDDIR
#include
#include
#include
EOF  #EOF本意是 End Of File,表明到了文件末尾 exit 0
       这里的“cat << EOF >> config.h”表示将输入的内容追加到config.h中,直到出现“EOF”这样的标识为止。
       若APPEND为no,则创建新的include/config.h文件。若APPEND为yes,则将新的配置内容追加到include/config.h文件后面。由于APPEND的值保持“no”,因此config.h被创建了,并添加了如下的内容:
       /* Automatically generated - do not edit */
       #define CONFIG_BOARDDIR board/ti/ti8168_dvr
       #include
       #include
       #include        下面总结命令make ti8168_dvr_config执行的结果(仅针对编译目标输出到源代码目录的情况):
       1)创建到目标板相关的文件的链接
       ln -s asm-arm asm
       ln -s arch-ti81xx asm-arm/arch
       ln -s proc-armv asm-arm/proc        2) 创建include/config.mk文件,内容如下所示:
       ARCH   = arm
       CPU    = arm_cortexa8
       BOARD  = ti8168_dvr
       VENDOR = ti
       SOC    = ti81xx        3)创建与目标板相关的文件include/config.h,如下所示:
       /* Automatically generated - do not edit */
       #define CONFIG_BOARDDIR board/ti/ti8168_dvr
       #include
       #include
       #include     3. make u-boot.ti命令执行过程        若没有执行过“make _config”命令就直接执行“make all”命令则会出现如下的才错误信息,然后停止编译:
       System not configured - see README        U-Boot是如何知道用户没有执行过“make _config”命令的呢?阅读U-Boot源代码就可以发现了,Makefile中有如下代码:
ifeq ($(obj)include/config.mk,$(wildcard $(obj)include/config.mk)) # config.mk存在
all: 
sinclude $(obj)include/autoconf.mk.dep
sinclude $(obj)include/autoconf.mk
… …
else        # config.mk不存在
… …
       @echo "System not configured - see README" >&2
       @ exit 1
… …
endif      # config.mk        若include/config.mk 文件存在,则$(wildcard $(obj)include/config.mk) 命令执行的结果是“$(obj)include/config.mk”展开的字符串,否则结果为空。由于include/config.mk是“make _config”命令执行过程生成的,若从没有执行过“make _config”命令则include/config.mk必然不存在。因此Make就执行else分支的代码,在输出“System not configured - see README”的信息后就返回了。        下面再来分析“make u-boot.ti”命令正常执行的过程,在Makefile中有如下代码:
       (1)include/autoconf.mk生成过程
all:
sinclude $(obj)include/autoconf.mk.dep
sinclude $(obj)include/autoconf.mk        include/autoconf.mk文件中是与开发板相关的一些宏定义,在Makefile执行过程中需要根据某些宏来确定执行哪些操作。下面简要分析include/autoconf.mk生成的过程,include/autoconf.mk生成的规则如下:
$(obj)include/autoconf.mk: $(obj)include/config.h
       @$(XECHO) Generating $@ ;
       set -e ;
       : Extract the config macros ;
       $(CPP) $(CFLAGS) -DDO_DEPS_ONLY -dM include/common.h |
              sed -n -f tools/scripts/define2mk.sed > $@.tmp &&
       mv $@.tmp $@        include/autoconf.mk依赖于make _config 命令生成的include/config.h。因此执行make _config命令后再执行make all将更新include/autoconf.mk。
       编译选项“-dM”的作用是输出include/common.h中定义的所有宏。根据上面的规则,编译器提取include/common.h中定义的宏,然后输出给tools/scripts/define2mk.sed脚本处理,处理的结果就是include/autoconf.mk文件。其中tools/scripts/define2mk.sed,脚本的主要完成了在include/common.h中查找和处理以“CONFIG_”开头的宏定义的功能。
       include/common.h文件包含了include/config.h文件,而include/config.h文件又包含了config_defaults.h,configs//ti8168_dvr.h,asm/config.h文件。因此include/autoconf.mk实质上就是config_defaults.h,configs//ti8168_dvr.h,asm/config.h三个文件中“CONFIG_”开头的有效的宏定义的集合。        下面接着分析Makefile的执行。 # load ARCH, BOARD, and CPU configuration
include $(obj)include/config.mk
export    ARCH CPU BOARD VENDOR SOC
       将make ti8168_dvr_config命令生成的include/config.mk包含进来。        # 若主机架构与开发板结构相同,就使用主机的编译器,而不是交叉编译器
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?=
endif
       若主机与目标机器体系架构相同,则使用gcc编译器而不是交叉编译器。 # load other configuration
include $(TOPDIR)/config.mk
       最后将U-Boot顶层目录下的config.mk文件包含进来,该文件包含了对编译的一些设置。下面对U-Boot顶层目录下的config.mk文件进行分析:       (2)config.mk文件执行过程        1> 设置obj与src
       在U-Boot顶层目录下的config.mk文件中有如下代码:
ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
ifeq ($(CURDIR),$(SRCTREE))
dir :=
else
dir := $(subst $(SRCTREE)/,,$(CURDIR))
endif
obj := $(if $(dir),$(OBJTREE)/$(dir)/,$(OBJTREE)/)
src := $(if $(dir),$(SRCTREE)/$(dir)/,$(SRCTREE)/) $(shell mkdir -p $(obj))
else
obj :=
src :=
endif
       由于目标输出到源代码目录下,因此执行完上面的代码后,src和obj都是空。        2> 设置编译选项
PLATFORM_RELFLAGS =
PLATFORM_CPPFLAGS =          #编译选项
PLATFORM_LDFLAGS =           #连接选项
       用这3个变量表示交叉编译器的编译选项,在后面Make会检查交叉编译器支持的编译选项,然后将适当的选项添加到这3个变量中。 #
# Option checker (courtesy linux kernel) to ensure
# only supported compiler options are used
#
cc-option = $(shell if $(CC) $(CFLAGS) $(1) -S -o /dev/null -xc /dev/null
              > /dev/null 2>&1; then echo "$(1)"; else echo "$(2)"; fi ;)
       变量CC和CFLAGS在后面的代码定义为延时变量,其中的CC即arm-linux-gcc。函数cc-option用于检查编译器CC是否支持某选项。将2个选项作为参数传递给cc-option函数,该函数调用CC编译器检查参数1是否支持,若支持则函数返回参数1,否则返回参数2 (因此CC编译器必须支持参数1或参数2,若两个都不支持则会编译出错)。可以像下面这样调用cc-option函数,并将支持的选项添加到FLAGS中:FLAGS +=$(call cc-option,option1,option2)         3> 指定交叉编译工具
#
# Include the make variables (CC, etc...)
#
AS  = $(CROSS_COMPILE)as
LD  = $(CROSS_COMPILE)ld
CC  = $(CROSS_COMPILE)gcc
CPP  = $(CC) -E
AR = $(CROSS_COMPILE)ar
NM = $(CROSS_COMPILE)nm
LDR      = $(CROSS_COMPILE)ldr
STRIP   = $(CROSS_COMPILE)strip
OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdump
RANLIB      = $(CROSS_COMPILE)RANLIB        对于arm开发板,其中的CROSS_COMPILE在lib_arm/config.mk文件中定义:
CROSS_COMPILE ?= arm-linux-
       因此以上代码指定了使用前缀为“arm-linux-”的编译工具,即arm-linux-gcc,arm-linux-ld等等。        4> 包含与开发板相关的配置文件 # Load generated board configuration
sinclude $(OBJTREE)/include/autoconf.mk ifdef      ARCH
sinclude $(TOPDIR)/lib_$(ARCH)/config.mk   # include architecture dependend rules
endif
       $(ARCH)的值是“arm”,因此将“lib_arm/config.mk”包含进来。lib_arm/config.mk脚本指定了交叉编译器,添加了一些跟CPU架构相关的编译选项,最后还指定了cpu/arm_cortexa8/u-boot.lds为U-Boot的连接脚本。 ifdef      CPU
sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/config.mk             # include  CPU specific rules
endif
       $(CPU)的值是“arm920t”,因此将“cpu/arm_cortexa8/config.mk”包含进来。这个脚本主要设定了跟arm_cortexa8处理器相关的编译选项。 ifdef      SOC
sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/$(SOC)/config.mk       # include  SoC  specific rules
endif
       $(SOC)的值是s3c24x0,因此Make程序尝试将cpu/arm920t/ti81xx/config.mk包含进来,而这个文件并不存在,但是由于用的是“sinclude”命令,所以并不会报错。 ifdef      VENDOR
BOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD)
else
BOARDDIR = $(BOARD)
endif
       $(BOARD)的值是ti8168_dvr,VENDOR的值是ti,因此BOARDDIR的值是ti/ti8168_dvr, BOARDDIR变量表示开发板特有的代码所在的目录。 ifdef      BOARD
sinclude $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk   # include board specific rules
endif
       Make将“board/ti/ti8168_dvr/config.mk”包含进来。该脚本只有如下的一行代码: TEXT_BASE = 0x80700000
       U-Boot编译时将使用TEXT_BASE作为代码段连接的起始地址。 LDFLAGS += -Bstatic -T $(obj)u-boot.lds $(PLATFORM_LDFLAGS) ifneq ($(TEXT_BASE),)
LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)
endif
       执行完以上代码后,LDFLAGS中包含了“-Bstatic -T u-boot.lds ”和“-Ttext 0x80700000”的字样。        5>  指定隐含的编译规则
# Allow boards to use custom optimize flags on a per dir/file basis
BCURDIR := $(notdir $(CURDIR))
$(obj)%.s:     %.S
       $(CPP) $(AFLAGS) $(AFLAGS_$(@F)) $(AFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $<
$(obj)%.o:    %.S
       $(CC)  $(AFLAGS) $(AFLAGS_$(@F)) $(AFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c
$(obj)%.o:    %.c
       $(CC)  $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c
$(obj)%.i:     %.c
       $(CPP) $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c
$(obj)%.s:     %.c
       $(CC)  $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c -S
       例如:根据以上的定义,以“.s”结尾的目标文件将根据第一条规则由同名但后缀为“.S”的源文件来生成,若不存在“.S”结尾的同名文件则根据最后一条规则由同名的“.c”文件生成。        (3) 下面回来接着分析Makefile的内容:
# U-Boot objects....order is important (i.e. start must be first)
OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o
LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
ifdef SOC
LIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
endif ifeq ($(CPU),ixp)
LIBS += cpu/ixp/npe/libnpe.a
endif LIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a
       fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.a fs/yaffs2/libyaffs2.a
       fs/ubifs/libubifs.a
… …
LIBS += common/libcommon.a
LIBS += libfdt/libfdt.a
LIBS += api/libapi.a
LIBS += post/libpost.a
LIBS := $(addprefix $(obj),$(LIBS))
       LIBS变量指明了U-Boot需要的库文件,包括平台/开发板相关的目录、通用目录下相应的库,都通过相应的子目录编译得到的。        对于ti8168_dvr开发板,以上跟平台相关的有以下几个:
cpu/$(CPU)/start.o
board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).a
cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
       其余都是与平台无关的。 ifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)
NAND_SPL = nand_spl
U_BOOT_NAND = $(obj)u-boot-nand.bin
endif ifeq ($(CONFIG_ONENAND_U_BOOT),y)
ONENAND_IPL = onenand_ipl
U_BOOT_ONENAND = $(obj)u-boot-onenand.bin
ONENAND_BIN ?= $(obj)onenand_ipl/onenand-ipl-2k.bin
endif
       对于有的开发板,U-Boot支持在NAND Flash启动,这些开发板的配置文件定义了CONFIG_NAND_U_BOOT,CONFIG_ONENAND_U_BOOT。对于ti8168_dvr,U-Boot原始代码支持NAND Flash启动,因此定义CONFIG_NAND_U_BOOT这个宏。
ALL += $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(U_BOOT_ONENAND) all:         $(ALL)
       其中U_BOOT_NAND与U_BOOT_ONENAND 为空,而u-boot.srec,u-boot.bin,System.map都依赖与u-boot。因此执行“make all”命令将生成u-boot,u-boot.srec,u-boot.bin,System.map 。其中u-boot是ELF文件,u-boot.srec是Motorola S-Record format文件,System.map 是U-Boot的符号表,u-boot.bin是最终烧写到开发板的二进制可执行的文件。 $(obj)u-boot.ti:       $(obj)u-boot.bin
                $(obj)tools/mkimage -T tiimage
                -e $(TI_LOAD_ADDR) -n $(TI_DEVICE) -d $< $(obj)$(TI_IMAGE)
       TI8168的u-boot.ti依赖u-boot.bin。         下面再来分析u-boot.bin文件生成的过程。ELF格式“u-boot”文件生成规则如下:
$(obj)u-boot:       depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT) $(obj)u-boot.lds
              $(GEN_UBOOT)
ifeq ($(CONFIG_KALLSYMS),y)
              smap=`$(call SYSTEM_MAP,u-boot) |
                     awk '$$2 ~ /[tTwW]/ {printf $$1 $$3 "\\000"}'` ;
              $(CC) $(CFLAGS) -DSYSTEM_MAP=""$${smap}""
                    -c common/system_map.c -o $(obj)common/system_map.o
              $(GEN_UBOOT) $(obj)common/system_map.o
endif
       这里生成的$(obj)u-boot目标就是ELF格式的U-Boot文件了。由于CONFIG_KALLSYMS未定义,因此ifeq ($(CONFIG_KALLSYMS),y)与endif间的代码不起作用。
       其中depend,$(SUBDIRS),$(OBJS),$(LIBBOARD),$(LIBS),$(LDSCRIPT), $(obj)u-boot.lds是$(obj)u-boot的依赖,而$(GEN_UBOOT)编译命令。           下面分析$(obj)u-boot的各个依赖:        1依赖目标depend
# Explicitly make _depend in subdirs containing multiple targets to prevent
# parallel sub-makes creating .depend files simultaneously.
depend dep: $(TIMESTAMP_FILE) $(VERSION_FILE) $(obj)include/autoconf.mk
              for dir in $(SUBDIRS) cpu/$(CPU) $(dir $(LDSCRIPT)) ; do                      $(MAKE) -C $$dir _depend ; done        对于$(SUBDIRS),cpu/$(CPU),$(dir $(LDSCRIPT))中的每个元素都进入该目录执行“make _depend”,生成各个子目录的.depend文件,.depend列出每个目标文件的依赖文件。        2 依赖SUBDIRS
SUBDIRS    = tools
         examples/standalone
         examples/api
$(SUBDIRS):     depend
       $(MAKE) -C $@ all
       执行tools ,examples/standalone ,examples/api目录下的Makefile。        3OBJS
       OBJS的值是“cpu/arm_cortexa8/start.o”。它使用如下代码编译得到:
$(OBJS):      depend
       $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))
       以上规则表明,对于OBJS包含的每个成员,都进入cpu/$(CPU)目录(即cpu/arm_cortexa8)编译它们。        4LIBBOARD
LIBBOARD = board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
LIBBOARD := $(addprefix $(obj),$(LIBBOARD))
… …
$(LIBBOARD): depend $(LIBS)
       $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
       这里LIBBOARD的值是 $(obj)board/ti/ti8168_dvr/libti8168_dvr.a。make执行board/ti/ti8168_dvr/目录下的Makefile,生成libti8168_dvr.a 。        5LIBS
       LIBS变量中的每个元素使用如下的规则编译得到:
$(LIBS):       depend $(SUBDIRS)
              $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
       上面的规则表明,对于LIBS中的每个成员,都进入相应的子目录执行“make”命令编译它们。例如对于LIBS中的“common/libcommon.a”成员,程序将进入common目录执行Makefile,生成libcommon.a 。        6LDSCRIPT
LDSCRIPT := $(SRCTREE)/cpu/$(CPU)/u-boot.lds
… …
$(LDSCRIPT):   depend
              $(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)
       “$(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)”命令经过变量替换后就是“make -C cpu/arm_cortexa8/  u-boot.lds”。也就是转到cpu/arm_cortexa8/目录下,执行“make u-boot.lds”命令。        7$(obj)u-boot.lds
$(obj)u-boot.lds: $(LDSCRIPT)
              $(CPP) $(CPPFLAGS) $(LDPPFLAGS) -ansi -D__ASSEMBLY__ -P - <$^ >$@ /* 输出为ELF文件,小端方式, */
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)   
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
       . = 0x00000000;        . = ALIGN(4);
       .text :
       {
         /* cpu/arm920t/start.o放在最前面,保证最先执行的是start.o */
                arch/arm/cpu/arm_cortexa8/start.o  (.text)
                arch/arm/cpu/arm_cortexa8/ti81xx/lowlevel_init.o (.text)
                /* 其他文件的代码段 */
                *(.text)                 /*以下2个文件必须放在前4K,因此也放在前面,其中board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o 包含内存初始化所需代码,而 board/samsung/mini2440/nand_read.o 包含U-Boot从NAND Flash搬运自身的代码 */
                board/samsung/mini2440/lowlevel_init.o (.text)
                board/samsung/mini2440/nand_read.o (.text)
       }        /* 只读数据段 */
       . = ALIGN(4);
       .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }        /* 代码段 */
       . = ALIGN(4);
       .data : { *(.data) }        /* u-boot自定义的got段 */
       . = ALIGN(4);
       .got : { *(.got) }        __u_boot_cmd_start = .;          /*将 __u_boot_cmd_start指定为当前地址 */
       .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }             /* 存放所有U-Boot命令对应的cmd_tbl_t结构体 */
       __u_boot_cmd_end = .;           /*  将__u_boot_cmd_end指定为当前地址  */        /* bss段 */
       . = ALIGN(4);
       __bss_start = .;
       .bss (NOLOAD) : { *(.bss) . = ALIGN(4); }
       _end = .;              /*  将_end指定为当前地址  */ }
       u-boot.lds实质上是U-Boot连接脚本。对于生成的U-Boot编译生成的“u-boot”文件,可以使用objdump命令可以查看它的分段信息: $arm-none-linux-gnueabi-objdump -x u-boot | more        部分输出信息如下:
u-boot:     file format elf32-littlearm
u-boot
architecture: arm, flags 0x00000112:
EXEC_P, HAS_SYMS, D_PAGED
start address 0x80700000 Program Header:
    LOAD off    0x00008000 vaddr 0x80700000 paddr 0x80700000 align 2**15
         filesz 0x00030a94 memsz 0x000686d8 flags rwx
   STACK off    0x00000000 vaddr 0x00000000 paddr 0x00000000 align 2**2
         filesz 0x00000000 memsz 0x00000000 flags rwx
private flags = 5000002: [Version5 EABI] [has entry point] Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00024568  80700000  80700000  00008000  2**5
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .rodata       000013b0  80724568  80724568  0002c568  2**3
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  2 .rodata.str1.1 000064f5  80725918  80725918  0002d918  2**0
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  3 .data         00004744  8072be10  8072be10  00033e10  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  4 .u_boot_cmd   00000540  80730554  80730554  00038554  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  5 .bss          00037c40  80730a98  80730a98  00038a94  2**3
                  ALLOC
  6 .ARM.attributes 00000029  00000000  00000000  00038a94  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  7 .comment      00000f1e  00000000  00000000  00038abd  2**0
                  CONTENTS, READONLY
  8 .debug_frame  00000040  00000000  00000000  000399dc  2**2
                  CONTENTS, READONLY, DEBUGGING
SYMBOL TABLE:
80700000 l    d  .text 00000000 .text
80724568 l    d  .rodata 00000000 .rodata
80725918 l    d  .rodata.str1.1 00000000 .rodata.str1.1
8072be10 l    d  .data 00000000 .data
----------------------------------------------------------------------------------------------
u-boot:     file format elf32-little
u-boot
architecture: UNKNOWN!, flags 0x00000112:
EXEC_P, HAS_SYMS, D_PAGED
start address 0x33f80000
Program Header:
    LOAD off    0x00008000 vaddr 0x33f80000 paddr 0x33f80000 align 2**15
         filesz 0x0002f99c memsz 0x00072c94 flags rwx
   STACK off    0x00000000 vaddr 0x00000000 paddr 0x00000000 align 2**2
         filesz 0x00000000 memsz 0x00000000 flags rwx
Sections:
Idx Name          Size      VMA       LMA       File off  Algn
  0 .text         00024f50  33f80000  33f80000  00008000  2**5
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, CODE
  1 .rodata       00008b78  33fa4f50  33fa4f50  0002cf50  2**3
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, READONLY, DATA
  2 .data         00001964  33fadac8  33fadac8  00035ac8  2**2
                 CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  3 .u_boot_cmd   00000570  33faf42c  33faff2c  0003742c  2**2
                  CONTENTS, ALLOC, LOAD, DATA
  4 .bss          00043294  33fafa00  33fafa00  0003799c  2**8
                  ALLOC
… …
-------------------------------------------------------------------------------------------------
       u-boot.lds还跟U-Boot启动阶段复制代码到RAM空间的过程以及U-Boot命令执行过程密切相关,具体请结合U-Boot源代码理解。        编译命令GEN_UBOOT
GEN_UBOOT =
              UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) |
              sed  -n -e 's/.*($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*)/-u1/p'|sort|uniq`;
              cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS)
                     --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS)
                     -Map u-boot.map -o u-boot
       以上命令使用$(LDFLAGS)作为连接脚本,最终生成“u-boot”文件。 u-boot.bin文件生成过程
       生成u-boot.bin文件的规则如下:
$(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot
              $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@
       从U-Boot编译输出信息中可以知道上面的命令实质上展开为:
       arm-linux-objcopy --gap-fill=0xff -O binary u-boot u-boot.bin
       编译命令中的“-O binary”选项指定了输出的文件为二进制文件。而“--gap-fill=0xff”选项指定使用“0xff”填充段与段间的空闲区域。这条编译命令实现了ELF格式的U-Boot文件到BIN格式的转换。 u-boot.map文件的生成
       u-boot.map是U-Boot的符号表,它包含了U-Boot的全局变量和函数的地址信息。将u-boot.map生成的规则如下:
GEN_UBOOT =
                UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) |
                sed  -n -e 's/.*($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*)/-u1/p'|sort|uniq`;
                cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS)
                        --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS)
                        -Map u-boot.map -o u-boot
$vim u-boot.map
Memory Configuration Name             Origin             Length             Attributes
*default*        0x00000000         0xffffffff Linker script and memory map                 0x00000000                . = 0x0
                0x00000000                . = ALIGN (0x4) .text         0x80700000    0x24568
 arch/arm/cpu/arm_cortexa8/start.o(.text)
 .text        0x80700000      0x3a0 arch/arm/cpu/arm_cortexa8/start.o
                0x80700040                _end_vect
                0x80700048                _bss_start
                0x8070004c                _bss_end
                0x80700044                _armboot_start
                0x80700000                _start
 arch/arm/cpu/arm_cortexa8/ti81xx/lowlevel_init.o(.text)
 .text        0x807003a0       0x5c arch/arm/cpu/arm_cortexa8/ti81xx/lowlevel_init.o
                0x807003a4                lowlevel_init
 *(.text)
 .text        0x807003fc      0x31c arch/arm/lib/libarm.a(board.o)
                0x807003fc                hang
                0x80700504                start_armboot
 .text        0x80700718      0x264 arch/arm/lib/libarm.a(interrupts.o)
                0x807008a4                do_fiq
                0x80700958                do_undefined_instruction
                0x80700724                show_regs
                0x80700880                do_irq
                0x80700864                bad_mode
                0x80700910                do_prefetch_abort
                0x8070071c                disable_interrupts
                0x807008c8                do_not_used
                0x807008ec                do_data_abort
                0x80700934                do_software_interrupt --------------------------------------------------------------------------------------------------------
System.map文件的生成
       System.map是U-Boot的符号表,它包含了U-Boot的全局变量和函数的地址信息。将System.map生成的规则如下:
SYSTEM_MAP =
              $(NM) $1 |
              grep -v '(compiled)|(.o$$)|( [aUw] )|(..ng$$)|(LASH[RL]DI)' |
              LC_ALL=C sort
$(obj)System.map:     $(obj)u-boot
              @$(call SYSTEM_MAP,$<) > $(obj)System.map
arm-linux-nm u-boot | grep -v '(compiled)|(.o$$)|( [aUw] )|(..ng$$)|(LASH[RL]DI)' | LC_ALL=C sort  > System.map
       也就是将arm-linux-nm命令查看u-boot的输出信息经过过滤和排序后输出到System.map。为了了解System.map文件的作用,打开System.map: 33f80000 T _start
33f80020 t _undefined_instruction
33f80024 t _software_interrupt
33f80028 t _prefetch_abort
33f8002c t _data_abort
33f80030 t _not_used
33f80034 t _irq
33f80038 t _fiq
33f80040 t _TEXT_BASE
33f80044 T _armboot_start
33f80048 T _bss_start
33f8004c T _bss_end
… …
       System.map表示的是地址标号到该标号表示的地址的一个映射关系。System.map每一行的格式都是“addr type name”,addr是标号对应的地址值,name是标号名,type表示标号的类型。
     U-Boot的编译和运行并不一定要生成System.map,这个文件主要是提供给用户或外部程序调试时使用的。 三. U-Boot 启动全过程