u-boot学习笔记之配置编译分析

       记得从去年的三月份开始接触linux，由于上课和实习的种种原因，断断续续的拖到了十月份学完了韦东山老师的新一期裸机视频，再后来就开始忙毕业设计、毕业论文的事了，直到最近答辩完毕，又重新复习了新一期裸机部分，最后来到了u-boot部分。写此博客，主要记录学习笔记，加深对各个知识点的理解。

1.打补丁

补丁打到哪里去？(补丁文件分析 (用notepad打开补丁文件u-boot-1.1.6_jz2440.patch))

diff -urN u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/100ask24x0.c u-boot-1.1.6_jz2440_burn_nor_with_nand_uboot/board/100ask24x0/100ask24x0.c
--- u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/100ask24x0.c	1970-01-01 07:00:00.000000000 +0700
+++ u-boot-1.1.6_jz2440_burn_nor_with_nand_uboot/board/100ask24x0/100ask24x0.c	2014-09-11 22:07:26.623026062 +0800
@@ -0,0 +1,96 @@

命令：diff ：常用来比较文件，目录，也可以用来制作补丁文件
　　　语法：diff　[选项]　原文件　目标文件
选项：-u：表示在比较结果中输出上下文中一些相同的行，这有利于人工定位
　　　-r：表示递归比较各个目录下的文件
　　　-N：将不存在的文件当作空文件
　　　-w：忽略对空格的比较
　　　-B：忽略对空行的比较

diff -urN u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/100ask24x0.c u-boot-1.1.6_jz2440_burn_nor_with_nand_uboot/board/100ask24x0/100ask24x0.c

所以这段代码的意思是：给源文件u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/100ask24x0.c打个补丁。

补丁文件中修改过的代码表示：“- - -” 表示是 原来代码 ；
　　　　　　　　　　　　　　“+++”表示修改后的代码。
“@@ -0,0 +1,96 @@”
其中，“-” 表示没有修改过的代码；“+” 表示修改后的代码

其中，“@@ -34,6 +34,8 @@”表示原来代码的从 34 行始，往下共 6 行。修改之后的代码也是从 34 行始，修改完后是往下8 行。
打补丁的过程： a.下载源码：u-boot-1.1.6.tar.bz2
　　　　　　　 b.解压缩 ：tar xjf u-boot-1.1.6.tar.bz2
　　　　　　　 c.打补丁 ：patch -p1 < …/补丁文件
注：此时打补丁已经进入u-boot-1.1.6目录
　　参数-p1:表示忽略第一层目录
　　　　-p2:表示忽略第一层、第二层目录

２.配置：make 100ask24x0_config

当在u-boot-1.1.6目录下make 100ask24x0_config时，会执行u-boot-1.1.6目录下的Makefile的如下语句：

此时，make 100ask24x0_config 相当于执行
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
其中，最左边的@是指 make 时不输出 make 信息。
从u-boot-1.1.6目录下Makefile的92行可知 MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig（源码树下的mkconfig文件）

$(@:_config=)：其中，@表示目标，即100ask24x0_config
即 $(@:_config=) = 100ask24x0
这里涉及到Makefile 的一个函数 $(var:a=b)　
$(var:a=b)　　//把变量 “var” 中所有以 “a” 字串结尾的 “a” 替换成 “b” 字串
因此：@ $(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
替换为：　　 mkconfig　 100ask24x0　arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
此时，执行make 100ask24x0_config相当执行下面的脚本
mkconfig　 100ask24x0　arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0

由此上图可知，mkconfig是一个可执行文件，make 100ask24x0_config 时会执行mkconfig 文件，而100ask24x0 arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0 则是传入mkconfig文件的参数。
mkconfig 100ask24x0　arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
　$0　　　　　 $1 　　 $2 　　$3 　　　$4 　 　 $5 　　$6
对于shell脚本，参数$0为执行的文件名，参数 $1 ~ $6是传入执行文件的第一到第六个参数。
使用notepad打开mkconfig 文件
在文件的开头，可见下图代码

其中， #!/bin/sh 是指此脚本使用/bin/sh来解释执行，#! 是特殊的表示符，其后面跟的是此解释此脚本的shell的路径

接着

由上图可知，while语句先判断mkconfig传入的参数总个数（$#代表参数总数）是否大于0，如果传入的参数总个数大于0，然后分析传入的参数 $1是否有 “–” , " -a ", “-n” , " * "， $1 = 100ask24x0，因此，跳过可忽略while…done 这段代码。

[ “${BOARD_NAME}” ] || BOARD_NAME="$1"
如果BOARD_NAME已经定义了，就不执行BOARD_NAME="$1"，如果BOARD_NAME没有定义，则执行BOARD_NAME="$1"；
由上图开头的BOARD_NAME=" “,可以看出BOARD_NAME是空的，故执行BOARD_NAME=”$1"，即BOARD_NAME = 100ask24x0。

其中, $#表示参数的个数,-lt:表示小于，-gt：表示大于
[ $# -lt 4 ] && exit 1 　　 #如果参数的个数小于4，则退出
[ $# -gt 6 ] && exit 1 　　#如果参数的个数大于6，则退出

echo “Configuring for ${BOARD_NAME} board…”
执行完上面的代码后，打印出Configuring for 100ask24x0 board…

由上图可知，执行完else语句后，会在u-boot-1.1.6/incluce目录下生成一个名为asm的连接文件。

接着，删除u-boot-1.1.6/incluce/asm-arm/目录下的arch文件

继续往下执行

执行完上面的代码后，会在u-boot-1.1.6/incluce/asm-arm/目录下的生成arch和proc连接文件，分别执向该目录下的arch-s3c24x0和proc-armv目录。

执行完上述代码后，会在include目录下创建一个config.mk文件，文件的内容为：
ARCH = arm
CPU = arm920t
BOARD = 100ask24x0
SOC = s3c24x0

由该mkconfig文的开头可知，APPEND=no，所以执行else分支，在include目录下新建config.h文件，文件的内容为：
/* Automatically generated - do not edit */"
#include

小结： (make 100ask24x0_config 做了哪些事)
1. 执行mkconfig文件，并向该文件传入$1~$6 6个参数。
2. 在屏幕上打印 Configuring for 100ask24x0 board…
3. 在include目录下创建asm连接文件，在incluce/asm-arm/目录下arch、proc连接文件
4. 在顶层目录下创建config.mk文件
5. 在include目录下创建开发板相关的config.h头文件

3.编译：make

编译：在u-boot-1.1.6目录下直接 make
分析Makefile

从config.mk文件可知ARCH = arm

由上图可知，$(ARCH) = arm ,所以，使用的交叉编译器为 arm-linux-

$(CPU) = arm920t，由于 start.S 是启动代码，所以首先编译.OBJ=cpu/arm920t/start.o

这个addprefix是将OBJS赋值给obj

添加静态库

链接

arm-linux-ld -Bstatic -T /home/book/u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/u-boot.lds -Ttext 0x33F80000
从上面可以看出，链接脚本是/u-boot-1.1.6/board/100ask24x0/目录下的u-boot.lds，代码段的基地址为0x33F80000

分析链接脚本

SECTIONS
{
//当前地址等于0,这个0地址会加上0x33F80000,
//意即下面的文件会排放在从Ox33f80000开始的地方。
//关于0x33F80000放在 64M SDRAM 的最上边 512K 空间处
//这个地址可以根据u-boot的大小更改
	. = 0x00000000; 
    //最先排放cpu/arm920t/start.o这个文件的代码段。
	. = ALIGN(4);//4字节对齐
	.text      :
	{
	  //(.text)指cpu/arm920t/start.o的代码段
	  cpu/arm920t/start.o	(.text)
	  //接着放board/100ask24x0/boot_init.o的代码段
      board/100ask24x0/boot_init.o (.text)//放在uboot最前的两个文件
	  *(.text)//接着放其他所有文件的代码段
	}
    //接着是.rodata是只读数据段; *(.rodata)是指所有文件的只读数据
	. = ALIGN(4);
	.rodata : { *(.rodata) }
    //接着放所有文件的数据段
	. = ALIGN(4);
	.data : { *(.data) }

	. = ALIGN(4);
	.got : { *(.got) }

	. = .;
	__u_boot_cmd_start = .;
	.u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }//所有文件的.u_boot_cmd段。
	__u_boot_cmd_end = .;  //这个段一般文件里不存在。这里是UBOOT定义了这个段。
   
    //接着存放bss段(即存放初始值为0、无初始值的全局变量)
	. = ALIGN(4);
	__bss_start = .;
	.bss : { *(.bss) }
	_end = .;
}

总结：

1. uboot 从 0x33f80000 处开始运行第一个文件 cpu/arm920t/start.S
2. 链接地址TEXT_BASE在u-boot-1.1.6/board/100ask24x0 目录下的
   config.mk定义
   
3. u-boot存放在SDRAM边沿的512kb空间处，下图是uboot存储空间的分布