二、uboot20 s5pv210移植—SPL编译分析

一、uboot20 s5pv210移植—基础环境配置

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前言

在进行s5pv210的使用时，由于外设的初始化要求和空间大小，需要在IRAM中执行SPL代码进行一些外设的初始化，随后将u-boot加载到指定的DRAM中。因此，对于SPL的了解和学习十分有必要，而且SPL中的许多操作涉及到ARM相关功能和寄存器的操作，由此也展开对裸机程序的学习。可以通过下图来查看整个设备的启动流程。

从上图中可以看出，在IROM中的romcode执行完成后，会将Booting Device中的BL1(SPL)先load到IRAM中，因为IRAM不需要初始化，可以直接上电使用，则加载SPL后就可以执行，完成时钟和DRAM等外设的初始化后，就可以加载BL2(U-Boot)完成其他外设的初始化。为什么需要BL1?

1. IRAM空间不足，无法加载全部u-boot。且为了节省成本
2. DRAM需要进行初始化才可以使用，因此需要有一段开机可以执行的代码来进行DRAM的初始化

由于在执行romcode时会从Booting Devices中读取BL1到IRAM中，所以romcode中肯定存在Booting Devices的驱动。

在编译u-boot时，可以编译出spl，那spl和u-boot的区别到底在哪里，这就需要我们分析一下u-boot中spl的编译过程

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1. 根目录makefile分析

在编译u-boot时，在执行完make s5pv210_defconfig而生成对应的配置文件后，则可以通过执行make生成设备运行需要的bin文件。而执行make命令时，肯定会去根目录的Makefile中执行。

all: .binman_stamp inputs

起始目标为all，通过上述代码可以看出该目标依赖于inputs，其生成规则如下：

inputs: $(INPUTS-y)

通过代码可以看出inputs依赖于$(INPUTS-y)，其中INPUTS-y作为一个变量，里面包含多个内容，代码如下：

INPUTS-y += u-boot.srec u-boot.bin u-boot.sym System.map \
			binary_size_check
INPUTS-$(CONFIG_SPL) += spl/u-boot-spl.bin

从上述代码中可以看出，要想在编译u-boot时生成spl，则需要将宏CONFIG_SPL定义
而spl/u-boot-spl.bin的生成规则在根目录中进行了定义

spl/u-boot-spl.bin: spl/u-boot-spl
	@:
	$(SPL_SIZE_CHECK)

spl/u-boot-spl: tools prepare \
		$(if $(CONFIG_OF_SEPARATE)$(CONFIG_OF_EMBED)$(CONFIG_SPL_OF_PLATDATA),dts/dt.dtb) \
		$(if $(CONFIG_OF_SEPARATE)$(CONFIG_OF_EMBED)$(CONFIG_TPL_OF_PLATDATA),dts/dt.dtb)
	$(Q)$(MAKE) obj=spl -f $(srctree)/scripts/Makefile.spl all

从上面的代码可以看出，spl/u-boot-spl.bin依赖于spl/u-boot-spl，而spl/u-boot-spl在依赖全部满足的条件下，生成的规则则是执行scripts/Makefile.spl中的all目标。因此需要跳转到Makefile.spl中去确认一下spl/u-boot-spl的生成过程

2. Makefile.spl

查看Makefile.spl文件中的内容，all目标的生成依赖于$(INPUTS-y)。

all:	$(INPUTS-y)

与根目录的操作方法如出一辙，需要确认INPUTS-y变量中包含哪些内容，相关代码如下：

SPL_BIN := u-boot-spl
INPUTS-y	+= $(obj)/$(SPL_BIN).bin

ifdef CONFIG_SAMSUNG
INPUTS-y	+= $(obj)/$(BOARD)-spl.bin
endif

从代码中可以看出，INPUTS-y中至少包含一个文件即spl/u-boot-spl.bin，而如果定义了CONFIG_SAMSUNG的话，则会多一个与board相关的spl/s5pv210-spl.bin文件，因为s5pv210是samsung的开发板，则INPUTS-y实际是包含这两个内容的。
根据代码中的层层推导，先确认spl/u-boot-spl.bin的生成依赖关系

# spl/u-boot-spl.bin依赖spl/u-boot-spl-nodtb.bin
$(obj)/$(SPL_BIN).bin: $(obj)/$(SPL_BIN)-nodtb.bin FORCE
	$(call if_changed,copy)

# spl/u-boot-spl-nodtb.bin依赖spl/u-boot-spl
$(obj)/$(SPL_BIN)-nodtb.bin: $(obj)/$(SPL_BIN) FORCE
	$(call if_changed,objcopy)

# spl/u-boot-spl依赖多个目标
$(obj)/$(SPL_BIN): $(u-boot-spl-platdata) $(u-boot-spl-init) \
		$(u-boot-spl-main) $(obj)/u-boot-spl.lds FORCE
	$(call if_changed,u-boot-spl)

从上述代码可以看出，为了生成spl/u-boot-spl.bin文件，最终依赖于多个变量的内容和链接脚本。对依赖的内容依次分析：

1. $(u-boot-spl-platdata)
   该变量在Makefile.spl中通过宏控制被赋值如下：

   ifdef CONFIG_SPL_OF_PLATDATA
   u-boot-spl-platdata := $(obj)/dts/dt-platdata.o
   endif
   

   这个宏如果没有定义的话，是不会对该变量赋值的，也就是说该变量为空。宏CONFIG_SPL_OF_PLATDATA与dts相关，在spl中由于IRAM有限，不会开启dts相关的功能，则此宏也不会配置，从而u-boot-spl-platdata为空

2. $(u-boot-spl-init)

   head-y		:= $(addprefix $(obj)/,$(head-y))
   u-boot-spl-init := $(head-y)
   

   从上述代码中可以看出Makefile.spl中的head-y的值则是在先前head-y的值前面添加前缀spl，而head-y之前的值，则是在arch/arm/Makefile中进行的赋值，即head-y := arch/arm/cpu/armv7/start.o。最终，在Makefile.spl文件中，spl/u-boot-spl.bin的生成则是依赖于spl/arch/arm/cpu/armv7/start.o

3. $(u-boot-spl-main)

   HAVE_VENDOR_COMMON_LIB = $(if $(wildcard $(srctree)/board/$(VENDOR)/common/Makefile),y,n)
   
   libs-y += $(if $(BOARDDIR),board/$(BOARDDIR)/)
   libs-$(HAVE_VENDOR_COMMON_LIB) += board/$(VENDOR)/common/
   libs-y += common/init/
   libs-y += drivers/
   libs-y += dts/
   libs-y += fs/
   libs-y		:= $(addprefix $(obj)/,$(libs-y))
   libs-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
   u-boot-spl-main := $(libs-y)
   

   从代码中可以看出，u-boot-spl-main中包含多个built-in.o文件。至少包含以下内容

   u-boot-spl-main := 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
   

4. $(obj)/u-boot-spl.lds

   $(obj)/u-boot-spl.lds: $(LDSCRIPT) FORCE
   	$(call if_changed_dep,cpp_lds)
   

   从代码中可以看出，lds文件依赖于变量LDSCRIPT。代码内容如下：

   # Linker Script
   # First test whether there's a linker-script for the specific stage defined...
   ifneq ($(CONFIG_$(SPL_TPL_)LDSCRIPT),)
   # need to strip off double quotes
   LDSCRIPT := $(addprefix $(srctree)/,$(CONFIG_$(SPL_TPL_)LDSCRIPT:"%"=%))
   else
   # ...then fall back to the generic SPL linker-script
   ifneq ($(CONFIG_SPL_LDSCRIPT),)
   # need to strip off double quotes
   LDSCRIPT := $(addprefix $(srctree)/,$(CONFIG_SPL_LDSCRIPT:"%"=%))
   endif
   endif
   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	
   

   分析以上代码，显示判断是否通过宏CONFIG_SPL_LDSCRIPT指定了链接脚本，如果没有指定的话，则依次去如下位置寻找，直至找到：

   1. board/samsung/s5pv210/u-boot-spl.lds
   2. arch/arm/cpu/armv7/u-boot-spl.lds
   3. arch/arm/cpu/u-boot-spl.lds

   最终，是将变量赋值为了arch/arm/cpu/u-boot-spl.lds

至此，生成spl/u-boot-spl的依赖全部分析完成，查看spl/u-boot-spl的生成规则

$(obj)/$(SPL_BIN): $(u-boot-spl-platdata) $(u-boot-spl-init) \
		$(u-boot-spl-main) $(obj)/u-boot-spl.lds FORCE
	$(call if_changed,u-boot-spl)

可以确定$(call if_changed,u-boot-spl)是执行cmd_u-boot-spl，而该命令的内容如下：

# Rule to link u-boot-spl
# May be overridden by arch/$(ARCH)/config.mk
quiet_cmd_u-boot-spl ?= LD      $@
      cmd_u-boot-spl ?= (cd $(obj) && $(LD) $(KBUILD_LDFLAGS) $(LDFLAGS_$(@F)) \
		       $(patsubst $(obj)/%,%,$(u-boot-spl-init)) --start-group \
		       $(patsubst $(obj)/%,%,$(u-boot-spl-main))  \
		       $(patsubst $(obj)/%,%,$(u-boot-spl-platdata)) \
		       --end-group \
		       $(PLATFORM_LIBS) -Map $(SPL_BIN).map -o $(SPL_BIN))

大概的操作则是进入spl/目录，通过交叉编译工具链的ld命令，按照lds链接脚本，将u-boot-spl-init、u-boot-spl-main和u-boot-spl-platdata链接到一起，生成u-boot-spl文件。
从而，获取了s5pv210在IRAM中需要用到的spl的elf文件，获取elf文件，则bin文件就唾手可得了。

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总结

• s5pv210中spl.bin的生成使用了与DRAM中u-boot.bin不同的链接脚本，且链接的文件也有差别。

！！！上述的代码只是纸上谈兵，直接分析的代码，没有进行任何实际操作。这算是在移植前的自我疑惑解答，让自己大致了解spl.bin在u-boot中是怎么生成的。