u-boot是bootloader中的一种,也是嵌入式开发中应用最广的一种,已经支持了多种CPU和多种开发
板。u-boot在嵌入式产品中的作用主要是引导操作系统,即板子上电或者复位之后首先会运行u-boot程序
,然后才去加载操作系统。需要强调的是,这只是u-boot最平凡的作用,u-boot本身的“能力”远不止于此。
注:不是所有的板子上电后运行的第一段程序就是u-boot程序,很多CPU内部集成了一块ROM,出
厂时就由厂家固化了一段引导程序,用户是擦除不掉的。这段程序是在u-boot之前运行的。这块ROM程序
存在的原因:CPU上电后需要运行程序,假设程序在nand flash或者usb又或者SD卡这样的存储设备中,
而CPU的程序需要在RAM里面运行,这时就由这段ROM程序驱动nand flash或者usb又或者SD卡接口,将
其中的程序拷贝到RAM里面再去执行。很多板子在没有任何程序(也没有u-boot程序)的时候能用USB进
行烧片应该也是由于这个原因。
u-boot-2009.08是uboot的一个版本,u-boot的命名方式可以网上查找相关资料了解。
3、u-boot编译流程概要
回到本文的主题----u-boot-2009.08的编译过程分析 。 一般编译u-boot分为两步:
(1)执行命令make boardname_config配置开发板,如make smdk2410_config;
(2)执行命令make进行编译;
3.1、make boardname_config流程概要
执行make boardname_config命令后,根据Makefile指定的编译顺序,会执行以下几个操作:
<1>、在顶层include目录下:生成asm目录,并将此目录链接到对应的以asm-开头的目录,如ln -s
asm-arm asm;
<2>、在顶层include目录下:在对应的以asm-开头的目录中生成arch目录,并将此目录链接到对应
的以arch-开头的目录,如ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch;
<3>、在顶层include目录下:生成config.mk文件,并在此文件中添加相应的内容;
<4>、在顶层include目录下:生成config.h文件,并在此文件中添加相应的内容。
3.2、make流程概要
执行make命令后,根据Makefile指定的编译顺序,会执行以下一些操作:
<1>、在顶层include目录下:生成timestamp_autogenerated.h文件;
<2>、在顶层include目录下:生成version_autogenerated.h文件;
<3>、在顶层include目录下:生成autoconf.mk文件,并在此文件中添加相应的内容;
<4>、在tools、example/standalone和example/api三个目录下根据各自的Makefile文件进行编译。在
tools目录下会生成mkimage、img开头的一些工具。其他两个目录下生成一些测试demo,如helloworld;
<5>、在顶层cpu目录下:在对应的具体的CPU型号的目录中根据Makefile文件生成start.o文件。某些
CPU下还会生成start16.o等目标文件;
<6>、在对应的目录下生成多个静态库文件,如在lib_generic目录下生成libgeneric.a、liblzma.a、
liblzo.a;在drivers/i2c目录下生成libi2c.a;在common目录下生成libcommon.a等;
<7>、在 顶层board目录下对应的目录中生成对应的库文件,如在board/samsung/smdk2410目录下生
成 libsmdk2410.a ;
<8>、在 顶层目录下生成u-boot.lds链接脚本 ;
<9>、在顶层目录下生成u-boot.map文件和ELF格式的文件u-boot ;
<10>、在顶层目录下分别生成S-recordd格式文件u-boot.srec 、二进制文件u-boot.bin和system.map
文件;
<11>、根据配置,在顶层目录下还可能会生成u-boot-nand.bin和u-boot-onenand.bin二进制文件;
4、u-boot-2009.08顶层Makefile分析
不管执行make boardname_config命令还是make命令,都是根据Makefile文件进行相关处理。所以,
首先我们还是应该仔细阅读清楚Ma kefile文件。下面便正式开始顶层Makefile文件的分析:
注:为了方便阅读,u-boot源码大部分标注为黑色,需要注意的地方标注为红色;注释标注为蓝色,
需要注意的地方也标注为红色;
/***********************************************************************************************************************/
/*********************************************Start:Makefile文件分析**********************************************/
/***********************************************************************************************************************/
/* 24~27行定义了u-boot的各版本号 */
24 VERSION = 2009
25 PATCHLEVEL = 08
26 SUBLEVEL =
27 EXTRAVERSION =
/* 28~32行:如果变量SUBLEVEL的值为不空,则执行ifneq段,否则执行else段,显然为else段*/
28 ifneq "$(SUBLEVEL)" ""
29 U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
30 else
31 U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL)$(EXTRAVERSION)
32 endif
/* 33~34行定义了变量TIMESTAMP_FILE和变量VERSION_FILE */
/* 注意:下面源码中标红的两个文件为编译过程中自动生成的,编译之前是不存在的,$(obj)此处还未定
义,为空,所以这两个文件最后生成的位置就是顶层目录下的include目录中。这两个变量是如何生成的,
暂且记为问题Q1和Q2,留到后面再分析,先按照顺序往下接着走 */
33 TIMESTAMP_FILE =$(obj)include/t imestamp_autogenerated.h(Q1:timestamp_autogenerated.h如何生成的?)
34 VERSION_FILE =$(obj)include/ version_autogenerated.h(Q2:version_autogenerated.h如何生成的?)
/* 36~43行定义了变量HOSTARCH ,即主机的架构,得到的结果为HOSTARCH := i386 */
36 HOSTARCH := $(shell uname -m | \ /* $(shell command)格式的意思是在Makefile文件中调用shell命令
37 sed -e s/i.86/i386/ \ uname -m为打印主机硬件架构名字的命令,在我的机器上为i686 */
38 -e s/sun4u/sparc64/ \ /* 符号“|” 为连接管道命令 */
39 -e s/arm.*/arm/ \ /* 符号“\” 为断行符 */
40 -e s/sa110/arm/ \ /* sed为操作字符的管道命令,sed -e s/aaa/bbb/命令表示把字符串
41 -e s/powerpc/ppc/ \ 中的字符aaa替换为bbb*/
42 -e s/ppc64/ppc/ \ /* i.86中的.表示任意字符 */
43 -e s/macppc/ppc/)
/* 45~46行定义了变量HOSTOS ,即主机的操作系统,得到的结果为HOSTOS := linux */
45 HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \ /*uname -m为打印主机操作系统内核名称,在我的
46 sed -e 's/\(cygwin\).*/cygwin/') Ubuntu系统中为Linux */
/*tr '[:upper:]' '[:lower:]'命令将大写字母替换为小写字母 */
/* 48~51行定义了变量 SHELL ,得到的结果为 SHELL := /bin/bash */
48 # Set shell to bash if possible, otherwise fall back to sh
49 SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; \
50 else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash; \
51 else echo sh; fi; fi)
/* 53行将上述三个变量导出,以便子Makefile中也可以访问这三个变量 */
53 export HOSTARCH HOSTOS SHELL
/* 56行的变量VENDOR暂时没有定义 */
55 # Deal with colliding definitions from tcsh etc.
56 VENDOR=
/* 58~64行定义XECHO变量,得到的结果是XECHO =: */
58 #########################################################################
59 # Allow for silent builds /* 静态编译,即make -s,此时编译过程中将不打印出相关 的命令 */
60 ifeq (,$(findstring s,$(MAKEFLAGS))) /*findstring 函数在变量MAKEFLAGS中查找是否存在字符s */
61 XECHO = echo
62 else
63 XECHO = :
64 endif
/* 68~86行说明了在编译u-boot时可以用两种方式制定一个输出路径。u-boot的源码顶层目录下的
README文件中也对此有说明。对此不再做详细说明,一般情况下都不指定,而是直接编译 */
66 #########################################################################
67 #
68 # U-boot build supports producing a object files to the separate external
69 # directory. Two use cases are supported:
70 #
71 # 1) Add O= to the make command line
72 # 'make O=/tmp/build all'
73 #
74 # 2) Set environement variable BUILD_DIR to point to the desired location
75 # 'export BUILD_DIR=/tmp/build'
76 # 'make'
77 #
78 # The second approach can also be used with a MAKEALL script
79 # 'export BUILD_DIR=/tmp/build'
80 # './MAKEALL'
81 #
82 # Command line 'O=' setting overrides BUILD_DIR environent variable.
83 #
84 # When none of the above methods is used the local build is performed and
85 # the object files are placed in the source directory.
86 #
/* 88~92行根据具体情况对变量BUILD_DIR 赋值 */
88 ifdef O
89 ifeq ("$(origin O)", "command line") /*origin 函数查询变量O的出处,如果O是在命令行中定义的话,则
90 BUILD_DIR := $(O) 返回command line */
91 endif
92 endif
/* 94~103行根据变量BUILD_DIR的值做如下处理 */
94 ifneq ($(BUILD_DIR),) /*如果变量BUILD_DIR不为空将变量BUILD_DIR的值保存到saved-
95 saved-output := $(BUILD_DIR) output中*/
96
97 # Attempt to create a output directory.
98 $(shell [ -d ${BUILD_DIR} ] || mkdir -p ${BUILD_DIR})/* 如果不存在目录BUILD_DIR,则用mkdir命令创建*/
99
100 # Verify if it was successful./* 以下3行作用为尝试进入目录BUILD_DIR,如果存在这个目录,则把该
101 BUILD_DIR := $(shell cd $(BUILD_DIR) && /bin/pwd) 目录的路径赋值给BUILD_DIR;如果不存在,则
102 $(if $(BUILD_DIR),,$(error output directory "$(saved-output)" does not exist)) 将BUILD_DIR赋值为空 */
103 endif # ifneq ($(BUILD_DIR),)
/* 105~109行定义如下几个变量,并用export导出 */
/* 如果没有指定输出路径,则变量OBJTREE、SRCTREE、TOPDIR、LNDIR的值都为CURDIR */
105 OBJTREE:= $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR)) /*CURDIR赋为Makefile内置变量,其值
106 SRCTREE:= $(CURDIR) 为当前目录*/
107 TOPDIR := $(SRCTREE)
108 LNDIR := $(OBJTREE)
109 export TOPDIR SRCTREE OBJTREE
/* 111~112行定义变量MKCONFIG,并用export导出 */
111 MKCONFIG:= $(SRCTREE)/mkconfig /*MKCONFIG的值为源码顶层目录下的mkconfg脚本*/
112 export MKCONFIG
/* 114~117行,在额外指定了输出目录的情况下,定义变量REMOTE_BUILD,并用export导出 */
114 ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
115 REMOTE_BUILD:= 1
116 export REMOTE_BUILD
117 endif
/* 119~129行定义变量obj 和src,并用export导出。根据源码的注释可以看到顶层目录中的congfig.mk */
文件中才是真正定义obj和src变量的地方。但是此处也需要定义的原因是:在本Makefile中包含config.mk
之前,编译像unconfig, clean, clobber, distclean这样的目标时需要用到这两个变量 */
119 # $(obj) and (src) are defined in config.mk but here in main Makefile
120 # we also need them before config.mk is included which is the case for
121 # some targets like unconfig, clean, clobber, distclean, etc.
122 ifneq ($(OBJTREE),$(SRCTREE))
123 obj := $(OBJTREE)/
124 src := $(SRCTREE)/
125 else /* 正常编译时都执行此else下面的定义,即obj和src为空*/
126 obj :=
127 src :=
128 endif
129 export obj src
/* 131~132行unexport 变量CDPATH,尚不知这个变量的用途,编译的过程中没有使用到此变量 */
131 # Make sure CDPATH settings don't interfere
132 unexport CDPATH
/* 136~138行判断ARCH变量的值是否为powerpc,如果是则给ARCH赋值为ppc */
136 ifeq ($(ARCH),powerpc) /* 编译u-boot的过程中,ARCH表示编译的目标平台,比如ARM*/
137 ARCH = ppc
138 endif
/* 140~146行判设置伪目标SUBDIRS,包括tools、examples目录下的standalone和api */
140 # The "tools" are needed early, so put this first /* 由于后面编译的过程中会使用到tools目录下面生
141 # Don't include stuff already done in $(LIBS) 成的工具,所以必须先编译生成tools目录下的工具 */
142 SUBDIRS= tools \
143 examples/standalone \ /*examples下面生成的为测试demo,比如hellword */
144 examples/api
145
146 .PHONY : $(SUBDIRS)
/* 148~472行,判断include目录下是否存在config.mk文件,如果存在,则这段才执行 */
/* 这一段是真正编译的部分,如果include目录下不存在config.mk文件,则编译就会终止 */
148 ifeq ($(obj)include/config.mk,$(wildcard $(obj)include/config.mk)) /*判断是否存在config.mk*/
/* 150~155行在顶层目录下生成autoconf.mk.dep和autoconf.mk文件,此处暂且当这两个文件存在,后面再分析
其生成过程,先记为问题Q3和Q4 */
150 # Include autoconf.mk before config.mk so that the config options are available
151 # to all top level build files. We need the dummy all: target to prevent the
152 # dependency target in autoconf.mk.dep from being the default.
153 all: /*没有明白这个地方的all的作用*/
154 sinclude $(obj)include/autoconf.mk.dep /*sinclude相当于-include,GNU支持sinclude的方式主要是为了和其他make*/
/*(Q3:autoconf.mk.def 如何生成的?) */
155 sinclude $(obj)include/autoconf.mk /*程序兼容。include和-include的区别可以查阅相关资料了解*/
/*(Q4:autoconf.mk如何生成的?) */
/* 157~159行包含include目录下的config.mk文件,这个文件在执行命令make boardname_config时生成
,后面 会有详细说明,暂且不管,记为问题Q5 */
157 # load ARCH, BOARD, and CPU configuration
158 include$(obj)include/config.mk
159 export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC /* 这几个变量都在include/config.mk中定义 */
/* 161~164行不起作用 */
161 # set default to nothing for native builds
162 ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
163 CROSS_COMPILE ?=
164 endif
/* 166~167行包含顶层目录下的config.mk文件 */
166 # load other configuration
167 include $(TOPDIR)/config.mk
/* 170~184行定义u-boot的目标文件 */
170 # U-Boot objects....order is important (i.e. start must be first) /* 目标start.o必须放在第一个位置 */
171
172 OBJS = cpu/$(CPU)/start.o /* 目录cpu下面的启动文件,如cpu/arm926ejs/start.o,有start.S生成 */
173 ifeq ($(CPU),i386)
174 OBJS += cpu/$(CPU)/start16.o
175 OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.o
176 endif
177 ifeq ($(CPU),ppc4xx)
178 OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.o
179 endif
180 ifeq ($(CPU),mpc85xx)
181 OBJS += cpu/$(CPU)/resetvec.o
182 endif
183
184 OBJS := $(addprefix $(obj),$(OBJS)) /* addprefix函数给变量OBJS加上前缀$(obj),正常情况下为空 */
/* 186~151行定义编译u-boot需要链接的静态库 */
186 LIBS = lib_generic/libgeneric.a
187 LIBS += lib_generic/lzma/liblzma.a
188 LIBS += lib_generic/lzo/liblzo.a
189 LIBS += $(shell if [ -f board/$(VENDOR)/common/Makefile ]; then echo \ /* 如果在目录board/$(VENDOR)/common
190 "board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).a"; fi) 下存在Makefile文件,则包含对应的库文件 */
191 LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
192 ifdef SOC
193 LIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
194 endif
195 ifeq ($(CPU),ixp)
196 LIBS += cpu/ixp/npe/libnpe.a
197 endif
198 LIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
199 LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a \
200 fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.a fs/yaffs2/libyaffs2.a \
201 fs/ubifs/libubifs.a
202 LIBS += net/libnet.a
203 LIBS += disk/libdisk.a
204 LIBS += drivers/bios_emulator/libatibiosemu.a
205 LIBS += drivers/block/libblock.a
206 LIBS += drivers/dma/libdma.a
207 LIBS += drivers/fpga/libfpga.a
208 LIBS += drivers/gpio/libgpio.a
209 LIBS += drivers/hwmon/libhwmon.a
210 LIBS += drivers/i2c/libi2c.a
211 LIBS += drivers/input/libinput.a
212 LIBS += drivers/misc/libmisc.a
213 LIBS += drivers/mmc/libmmc.a
214 LIBS += drivers/mtd/libmtd.a
215 LIBS += drivers/mtd/nand/libnand.a
216 LIBS += drivers/mtd/onenand/libonenand.a
217 LIBS += drivers/mtd/ubi/libubi.a
218 LIBS += drivers/mtd/spi/libspi_flash.a
219 LIBS += drivers/net/libnet.a
220 LIBS += drivers/net/phy/libphy.a
221 LIBS += drivers/net/sk98lin/libsk98lin.a
222 LIBS += drivers/pci/libpci.a
223 LIBS += drivers/pcmcia/libpcmcia.a
224 LIBS += drivers/power/libpower.a
225 LIBS += drivers/spi/libspi.a
226 ifeq ($(CPU),mpc83xx)
227 LIBS += drivers/qe/qe.a
228 endif
229 ifeq ($(CPU),mpc85xx)
230 LIBS += drivers/qe/qe.a
231 LIBS += cpu/mpc8xxx/ddr/libddr.a
232 TAG_SUBDIRS += cpu/mpc8xxx
233 endif
234 ifeq ($(CPU),mpc86xx)
235 LIBS += cpu/mpc8xxx/ddr/libddr.a
236 TAG_SUBDIRS += cpu/mpc8xxx
237 endif
238 LIBS += drivers/rtc/librtc.a
239 LIBS += drivers/serial/libserial.a
240 LIBS += drivers/twserial/libtws.a
241 LIBS += drivers/usb/gadget/libusb_gadget.a
242 LIBS += drivers/usb/host/libusb_host.a
243 LIBS += drivers/usb/musb/libusb_musb.a
244 LIBS += drivers/video/libvideo.a
245 LIBS += drivers/watchdog/libwatchdog.a
246 LIBS += common/libcommon.a
247 LIBS += libfdt/libfdt.a
248 LIBS += api/libapi.a
249 LIBS += post/libpost.a
250
251 LIBS := $(addprefix $(obj),$(LIBS))
/* 252行设置三个伪目标 */
252 .PHONY : $(LIBS) $(TIMESTAMP_FILE) $(VERSION_FILE)
/* 254~255行将板子对应目录下的静态库单独列出来 */
254 LIBBOARD = board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a/* 变量BOARDDIR在顶层目录下的config.mk中定义 */
255 LIBBOARD := $(addprefix $(obj),$(LIBBOARD))
/* 257~268行添加GCC编译器的库文件 */
257 # Add GCC lib
258 ifdef USE_PRIVATE_LIBGCC
259 ifeq ("$(USE_PRIVATE_LIBGCC)", "yes")
260 PLATFORM_LIBGCC = -L $(OBJTREE)/lib_$(ARCH) -lgcc
261 else
262 PLATFORM_LIBGCC = -L $(USE_PRIVATE_LIBGCC) -lgcc
263 endif
264 else /* 正常情况下执行的是此处 */
265 PLATFORM_LIBGCC = -L $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`) -lgcc /* 变量CC在顶层
266 endif 目录下的config.mk中定义 */
267 PLATFORM_LIBS += $(PLATFORM_LIBGCC) /* $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`)的意思
268 export PLATFORM_LIBS 是查找编译器的路径 */
/* 270~276行定义变量LDPPFLAGS */
270 # Special flags for CPP when processing the linker script.
271 # Pass the version down so we can handle backwards compatibility
272 # on the fly.
273 LDPPFLAGS += \
274 -include $(TOPDIR)/include/u-boot/u-boot.lds.h \
275 $(shell $(LD) --version | \
276 sed -ne 's/GNU ld version \([0-9][0-9]*\)\.\([0-9][0-9]*\).*/-DLD_MAJOR=\1 -DLD_MINOR=\2/p')
/* 278~286行根据include/config.mk中是否定义了相关的CONFG_变量进行处理 */
278 ifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)
279 NAND_SPL = nand_spl
280 U_BOOT_NAND = $(obj)u-boot-nand.bin
281 endif
282
283 ifeq ($(CONFIG_ONENAND_U_BOOT),y)
284 ONENAND_IPL = onenand_ipl
285 U_BOOT_ONENAND = $(obj)u-boot-onenand.bin
286 endif
/* 288~289行将变量OBJS、LIBS、LIBBOARD中含有字符串$(obj的部分替换为空) ,正常情况下本来就是空。最终的目标为
__OBJS和__LIBS */
288 __OBJS := $(subst $(obj),,$(OBJS))
289 __LIBS := $(subst $(obj),,$(LIBS)) $(subst $(obj),,$(LIBBOARD))
/* 294~297行定义u-boot的终极目标 */
294 # Always append ALL so that arch config.mk's can add custom ones
295 ALL += $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(U_BOOT_ONENAND)
296
297 all: $(ALL)
/* 299~300行:目标$(obj)u-boot.hex依赖文件为$(obj)u-boot,通过objcopy工具将依赖文件u-boot转换成二进制文件u-boot.hex */
299 $(obj)u-boot.hex: $(obj)u-boot
300 $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@ /* OBJCOPY和OBJCFLAGS都在顶层config.mk中定义,$<和 $@为Makefile中的自动
化变量,$< 表示依赖文件,$@ 表示目标文件 */
/* 302~303行:目标$(obj)u-boot.srec依赖文件为$(obj)u-boot,通过objcopy工具将依赖文件u-boot转换成srec格式文件u-boot.srec*/
302 $(obj)u-boot.srec: $(obj)u-boot
303 $(OBJCOPY) -O srec $< $@
/* 305~306行:目标$(obj)u-boot.bin依赖文件为$(obj)u-boot,通过objcopy工具将依赖文件u-boot转换成二进制格式文件u-boot.bin*/
305 $(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot
306 $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@
/* 308~329行:对应的目标不会生成*/
308 $(obj)u-boot.ldr: $(obj)u-boot
309 $(obj)tools/envcrc --binary > $(obj)env-ldr.o
310 $(LDR) -T $(CONFIG_BFIN_CPU) -c $@ $< $(LDR_FLAGS)
311
312 $(obj)u-boot.ldr.hex: $(obj)u-boot.ldr
313 $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@ -I binary
315 $(obj)u-boot.ldr.srec: $(obj)u-boot.ldr
316 $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@ -I binary
317
318 $(obj)u-boot.img: $(obj)u-boot.bin
319 ./tools/mkimage -A $(ARCH) -T firmware -C none \
320 -a $(TEXT_BASE) -e 0 \
321 -n $(shell sed -n -e 's/.*U_BOOT_VERSION//p' $(VERSION_FILE) | \
322 sed -e 's/"[ ]*$$/ for $(BOARD) board"/') \
323 -d $< $@
324
325 $(obj)u-boot.sha1: $(obj)u-boot.bin
326 $(obj)tools/ubsha1 $(obj)u-boot.bin
327
328 $(obj)u-boot.dis: $(obj)u-boot
329 $(OBJDUMP) -d $< > $@
/* 331~332行:定义的命令,最终的最用为生成u-boot.map和u-boot文件*/
331 GEN_UBOOT = \
332 UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \
333 sed -n -e 's/.*\($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\
334 cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \
335 --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
336 -Map u-boot.map -o u-boot
/* 337~345行:生成目标$(obj)u-boot的依赖关系及命令,调用了GEN_UBOOT*/
337 $(obj)u-boot: depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT) $(obj)u-boot.lds
338 $(GEN_UBOOT)
339 ifeq ($(CONFIG_KALLSYMS),y)
340 smap=`$(call SYSTEM_MAP,u-boot) | \
341 awk '$$2 ~ /[tTwW]/ {printf $$1 $$3 "\\\\000"}'` ; \
342 $(CC) $(CFLAGS) -DSYSTEM_MAP="\"$${smap}\"" \
343 -c common/system_map.c -o $(obj)common/system_map.o
344 $(GEN_UBOOT) $(obj)common/system_map.o
345 endif
/* 347~348行:在cpu下对应的目录中生成目标start.o */
347 $(OBJS): depend
348 $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))
/* 350~351行:在相应的目录下生成下多种静态库文件,如common/libcommon.a */
350 $(LIBS): depend $(SUBDIRS)
351 $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
/* 353~354行:在board下对应的目录下生成对应的目标,如board/samsung/smdk2410/libsmdk2410.a */
353 $(LIBBOARD): depend $(LIBS)
354 $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
/* 356~357行:在tools、example/standalone和example/api目录下生成对应的目标 ,如tools/mkimage */
356 $(SUBDIRS): depend
357 $(MAKE) -C $@ all
/* 359~360行:在board下对应的目录下生成对应的目标u-boot.lds,一般此目录中的Makefile中不存在这
个目标,所以360行中的命令不起任何作用 */
359 $(LDSCRIPT): depend
360 $(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)
/* 362~363行:对board下对应的目录下的链接脚本u-boot.lds进行某些处理,在顶层目录下重新生成一份 * /
362 $(obj)u-boot.lds: $(LDSCRIPT)
363 $(CPP) $(CPPFLAGS) $(LDPPFLAGS) -ansi -D__ASSEMBLY__ -P - <$^ >$@
/* 365~376行:正常不起作用 */
365 $(NAND_SPL): $(TIMESTAMP_FILE) $(VERSION_FILE) $(obj)include/autoconf.mk
366 $(MAKE) -C nand_spl/board/$(BOARDDIR) all
367
368 $(U_BOOT_NAND): $(NAND_SPL) $(obj)u-boot.bin
369 cat $(obj)nand_spl/u-boot-spl-16k.bin $(obj)u-boot.bin > $(obj)u-boot-nand.bin
370
371 $(ONENAND_IPL): $(TIMESTAMP_FILE) $(VERSION_FILE) $(obj)include/autoconf.mk
372 $(MAKE) -C onenand_ipl/board/$(BOARDDIR) all
373
374 $(U_BOOT_ONENAND): $(ONENAND_IPL) $(obj)u-boot.bin
375 cat $(obj)onenand_ipl/onenand-ipl-2k.bin $(obj)u-boot.bin > $(obj)u-boot-onenand.bin
376 cat $(obj)onenand_ipl/onenand-ipl-4k.bin $(obj)u-boot.bin > $(obj)u-boot-flexonenand.bin
/* 378~379行:生成version_autogegerated.h文件,向文件中写入版本号 * /
378 $(VERSION_FILE): /* (A2:回答了问题Q2) */
379 @( printf '#define U_BOOT_VERSION "U-Boot %s%s"\n' "$(U_BOOT_VERSION)" \
380 '$(shell $(TOPDIR)/tools/setlocalversion $(TOPDIR))' ) > [email protected]
381 @cmp -s $@ [email protected] && rm -f [email protected] || mv -f [email protected] $@
/* 383~385行:生成timestamp_autogegerated.h文件,向文件中写入编译日期和时间 */
383 $(TIMESTAMP_FILE): /* (A1:回答了问题Q1) */
384 @date +'#define U_BOOT_DATE "%b %d %C%y"' > $@
385 @date +'#define U_BOOT_TIME "%T"' >> $@
/* 387~394行:正常情况下用不到 * /
387 gdbtools:
388 $(MAKE) -C tools/gdb all || exit 1
389
390 updater:
391 $(MAKE) -C tools/updater all || exit 1
392
393 env:
394 $(MAKE) -C tools/env all MTD_VERSION=${MTD_VERSION} || exit 1
/* 396~397行:在tools、example/standalone和example/api目录下生成.depend文件 */
/* 不仅仅是针对这三个目录,在编译子目录中的程序时都会生成.depend文件,这个文件描述了对应目录
下的目标依赖关系。其中使用到了顶层目录下的rules.mk文件 */
396 depend dep: $(TIMESTAMP_FILE) $(VERSION_FILE) $(obj)include/autoconf.mk
397 for dir in $(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $$dir _depend ; done
/* 399~444行:正常情况下用不到 */
399 TAG_SUBDIRS += include
400 TAG_SUBDIRS += lib_generic board/$(BOARDDIR)
401 TAG_SUBDIRS += cpu/$(CPU)
402 TAG_SUBDIRS += lib_$(ARCH)
403 TAG_SUBDIRS += fs/cramfs
404 TAG_SUBDIRS += fs/fat
405 TAG_SUBDIRS += fs/fdos
406 TAG_SUBDIRS += fs/jffs2
407 TAG_SUBDIRS += fs/yaffs2
408 TAG_SUBDIRS += net
409 TAG_SUBDIRS += disk
410 TAG_SUBDIRS += common
411 TAG_SUBDIRS += drivers/bios_emulator
412 TAG_SUBDIRS += drivers/block
413 TAG_SUBDIRS += drivers/gpio
414 TAG_SUBDIRS += drivers/hwmon
415 TAG_SUBDIRS += drivers/i2c
416 TAG_SUBDIRS += drivers/input
417 TAG_SUBDIRS += drivers/misc
418 TAG_SUBDIRS += drivers/mmc
419 TAG_SUBDIRS += drivers/mtd
420 TAG_SUBDIRS += drivers/mtd/nand
421 TAG_SUBDIRS += drivers/mtd/onenand
422 TAG_SUBDIRS += drivers/mtd/spi
423 TAG_SUBDIRS += drivers/net
424 TAG_SUBDIRS += drivers/net/sk98lin
425 TAG_SUBDIRS += drivers/pci
426 TAG_SUBDIRS += drivers/pcmcia
427 TAG_SUBDIRS += drivers/qe
428 TAG_SUBDIRS += drivers/rtc
429 TAG_SUBDIRS += drivers/serial
430 TAG_SUBDIRS += drivers/spi
431 TAG_SUBDIRS += drivers/usb
432 TAG_SUBDIRS += drivers/video
433
434 tags ctags:
435 ctags -w -o $(obj)ctags `find $(SUBDIRS) $(TAG_SUBDIRS) \
436 -name '*.[ch]' -print`
437
438 etags:
439 etags -a -o $(obj)etags `find $(SUBDIRS) $(TAG_SUBDIRS) \
440 -name '*.[ch]' -print`
441 cscope:
442 find $(SUBDIRS) $(TAG_SUBDIRS) -name '*.[ch]' -print \
443 > cscope.files
444 cscope -b -q -k
/* 446~449行:用nm命令解析符号表 */
446 SYSTEM_MAP = \
447 $(NM) $1 | \
448 grep -v '\(compiled\)\|\(\.o$$\)\|\( [aUw] \)\|\(\.\.ng$$\)\|\(LASH[RL]DI\)' | \
449 LC_ALL=C sort
/* 450~451行:解析ELF格式的u-boot文件,生成符号表文件system.map */
450 $(obj)System.map: $(obj)u-boot
451 @$(call SYSTEM_MAP,$<) > $(obj)System.map
452
/* 454~472行:生成include/autoconf.mk.dep和include/autoconf.mk文件 */
454 # Auto-generate the autoconf.mk file (which is included by all makefiles)
455 #
456 # This target actually generates 2 files; autoconf.mk and autoconf.mk.dep.
457 # the dep file is only include in this top level makefile to determine when
458 # to regenerate the autoconf.mk file.
459 $(obj)include/autoconf.mk.dep: $(obj)include/config.h include/common.h /* (A3:回答了问题Q3) */
460 @$(XECHO) Generating $@ ; \
461 set -e ; \
462 : Generate the dependancies ; \
463 $(CC) -x c -DDO_DEPS_ONLY -M $(HOSTCFLAGS) $(CPPFLAGS) \ /* include/autoconf.mk.dep的内容是
464 -MQ $(obj)include/autoconf.mk include/common.h > $@ include/autoconf.mk的依赖关系 */
465
466 $(obj)include/autoconf.mk: $(obj)include/config.h /* (A4:回答了问题Q4) */
467 @$(XECHO) Generating $@ ; \
468 set -e ; \
469 : Extract the config macros ; \
470 $(CPP) $(CFLAGS) -DDO_DEPS_ONLY -dM include/common.h | \ /* 将include/common.h和include/config.h
471 sed -n -f tools/scripts/define2mk.sed > [email protected] && \ 文件中以CONFIG_开头的字符串提取出来,其中使用
472 mv [email protected] $@ 到了tools/scipts中的脚本程序define2mk.sed */
473
/* 475~482行:如果include目录下不存在config.mk文件则打印错误信息“System not configured - see README”
并且退出编译 */
475 else # !config.mk
476 all $(obj)u-boot.hex $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin \
477 $(obj)u-boot.img $(obj)u-boot.dis $(obj)u-boot \
478 $(SUBDIRS) $(TIMESTAMP_FILE) $(VERSION_FILE) gdbtools updater env depend \
479 dep tags ctags etags cscope $(obj)System.map:
480 @echo "System not configured - see README" >&2
481 @ exit 1
482 endif # config.mk
Makefile文件的真正编译过程就如上面的流程,后面的内容主要是一些具体开发板的目标依赖配置等 信
息。
/***********************************************************************************************************************/
/*********************************************End:Makefile文件分析***********************************************/
/***********************************************************************************************************************/
5、u-boot-2009.08顶层mkconfig分析
在执行make boardname_config命令时,实际上执行的是mkconfig脚本文件,并且在执行时传入一些参
数。如执行make smdk2410_config命令时,在Makefile中对应的源码如下:
/*****************************************************************************************************************/
/***********************************Start:make smdk2410_config源码**************************************/
/*****************************************************************************************************************/
2997 smdk2410_config : unconfig
2998 @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0
/*****************************************************************************************************************/
/************************************End:make smdk2410_config源码**************************************/
/*****************************************************************************************************************/
由Makefile的分析知道$(MKCONFIG) 的内容就是mkconfig,前面的@的作用是在编译时不输出这条命
令 ;$(@:_config)表示将目标文件“smdk2410_config”中的config去掉,也就是说 $(@:_config)的内容实际上
就 是 smdk2410;所以执行 make smdk2410_config时对应的实际命令就是:mkconfig smdk2410 arm arm92
0t smd k2410 samsung s3c24x0。
而其依赖“unconfig”见下面。作用是删除一些之前生成的文件。
/*****************************************************************************************************************/
/************************************* ***Start:make unconfig源码************ ** *****************************/
/*****************************************************************************************************************/
493 unconfig:
494 @rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk \
495 $(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp \
496 $(obj)include/autoconf.mk $(obj)include/autoconf.mk.dep
/*****************************************************************************************************************/
/************************** ***************End:make unconfig源码******** ***********************************/
/*****************************************************************************************************************/
综上,我们需要分析的就是mkconfig脚本文件,下面开始正式的分析:
/***********************************************************************************************************************/
/*********************************************Start:mkconfig文件分析*********************************************/
/***********************************************************************************************************************/
1 #!/bin/sh -e
2
3 # Script to create header files and links to configure
4 # U-Boot for a specific board.
5 #
6 # Parameters: Target Architecture CPU Board [VENDOR] [SOC] /* 输入参数格式,就是例子中的
7 # smdk2410、arm、arm920t、smdk2410、samsung、s3c24x0六个字符,其中后两个不是必须的 */
8 # (C) 2002-2006 DENX Software Engineering, Wolfgang Denk
9 #
10
11 APPEND=no # Default: Create new config file /* APPEND是config.h文件存在的标志 */
12 BOARD_NAME="" # Name to print in make output
13
14 while [ $# -gt 0 ] ; do /* $#表示参数的个数,判断是否大于0 */
15 case "$1" in /* 根据第一个参数决定执行下面哪句语句,类似与C中的switch...case... ,
16 --) shift ; break ;; 一般都是执行*) break;; */
17 -a) shift ; APPEND=yes ;;
18 -n) shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;
19 *) break ;;
20 esac
21 done
22
23 [ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1" /* 如果BOARD_NAME为空,则给其赋值,例子中
24 相当于smdk2410 */
25 [ $# -lt 4 ] && exit 1 /* 如果参数个数小于4个,停止执行并退出,返回错误码1 */
26 [ $# -gt 6 ] && exit 1 /* 如果参数个数大于6个,停止执行并退出,返回错误码1 */
27
28 echo "Configuring for ${BOARD_NAME} board..." /* 编译时打印此句 */
29
30 #
31 # Create link to architecture specific headers
32 #
33 if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; then
34 mkdir -p ${OBJTREE}/include
35 mkdir -p ${OBJTREE}/include2
36 cd ${OBJTREE}/include2
37 rm -f asm
38 ln -s ${SRCTREE}/include/asm-$2 asm
39 LNPREFIX="../../include2/asm/"
40 cd ../include
41 rm -rf asm-$2
42 rm -f asm
43 mkdir asm-$2
44 ln -s asm-$2 asm
45 else /* 由Makdfile分析知道,一般都是执行此else,作用就是在include目录下ln -s asm-arm asm */
46 cd ./include
47 rm -f asm
48 ln -s asm-$2 asm
49 fi
50
51 rm -f asm-$2/arch /* 删除sam-arm/arch目录,马上接着创建 */
52
53 if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then /* 根据是否存在第6个参数创建sam-arm/arch
54 ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/arch ln -s arch-arm920t sam-arm/arch
55 else 或者是
56 ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch ln -s arch-arm920t sam-arm/arch */
57 fi
58
59 if [ "$2" = "arm" ] ; then /* 如果第二个参数为arm的话,则执行下面的两个操作:
60 rm -f asm-$2/proc 删除asm-arm/proc
61 ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc ln -s proc-armv asm-arm/proc */
62 fi
63
64 #
65 # Create include file for Make /* 开始创建include/config.mk文件 */ /* (A5:回答了问题Q5) */
66 #
67 echo "ARCH = $2" > config.mk /* 向include/config.mk文件中写入 ARCH = $2,如ARCH = arm */
68 echo "CPU = $3" >> config.mk /* 向include/config.mk文件中写入 CPU = $3,如CPU = arm920t */
69 echo "BOARD = $4" >> config.mk /* 向include/config.mk文件中写入 BOARD = $4,如BOARD = smdk2410 */
70
71 [ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk /* 如果存在第5个参数,则
向include/config.mk文件中写入 VENDOR = $5,如VENDOR = samsung*/
72
73
[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC = $6" >> config.mk
/* 如果存在第6个参数,则
向include/config.mk文件中写入 SOC = $6,如SOC = s3c24x0*/
74
75
#
76
# Create board specific header file
/* 开始创建include/config.h文件 */
77
#
78
if [ "$APPEND" = "yes" ]
# Append to existing config file
79
then
80
echo >> config.h
81
else
/* 一般都是执行此处,>表示覆盖原文件的内容,>>表示在原文件的结尾处追加新内容 */
82
> config.h
# Create new config file
83
fi
84
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
/* 向include/config.mk文件中写入此3句 */
85
echo "#include
" >>config.h
86 echo "#include " >>config.h
87
88 exit 0 /* 执行成功,退出,返回0 */
/***********************************************************************************************************************/
/*********************************************End:mkconfig文件分析**********************************************/
/***********************************************************************************************************************/
6、u-boot-2009.08顶层config.mk分析
在分析Makefile文件的时候提到了顶层目录下的config.mk文件。该文件主要是定义了编译变量,如AS、
LD、CC等。此问价中的内容并无特殊之处,感兴趣的童鞋可以自己看看,没有分析的意义。
7、u-boot-2009.08顶层rules.mk分析
在分析Makefile文件的时候也提到了顶层目录下的rules.mk文件。首先看看此文件的内容:
_depend: $(obj).depend
/* 运用shell脚本处理,在.depend文件中生成目标的依赖关系。如helloworld.o: helloworld.c ...... */
$(obj).depend: $(src)Makefile $(TOPDIR)/config.mk $(SRCS)
@rm -f $@
@for f in $(SRCS); do \
g=`basename $$f | sed -e 's/\(.*\)\.\w/\1.o/'`; \
$(CC) -M $(HOSTCFLAGS) $(CPPFLAGS) -MQ $(obj)$$g $$f >> $@ ; \
done
单凭这几句源码是分析不出什么东西的,rules.mk文件也不会单独拿出来使用,一般都是在其他Makefile
文件中include rules.mk。举个简单的例子看看----example/api下面的测试demo是如何编译而成的呢。我们先
看看该目录下的Makefile文件:
/***********************************************************************************************************************/
/**************************************Start:example/api/Makefile文件分析***************************************/
/***********************************************************************************************************************/
ifeq ($(ARCH),ppc)
LOAD_ADDR = 0x40000
endif
ifeq ($(ARCH),arm)
LOAD_ADDR = 0x1000000
endif
include $(TOPDIR)/config.mk
# Resulting ELF and binary exectuables will be named demo and demo.bin
OUTPUT-$(CONFIG_API) = $(obj)demo
OUTPUT = $(OUTPUT-y)
# Source files located in the examples/api directory
SOBJ_FILES-$(CONFIG_API) += crt0.o
COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += demo.o
COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += glue.o
COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += libgenwrap.o
# Source files which exist outside the examples/api directory
EXT_COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += lib_generic/crc32.o
EXT_COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += lib_generic/ctype.o
EXT_COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += lib_generic/div64.o
EXT_COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += lib_generic/string.o
EXT_COBJ_FILES-$(CONFIG_API) += lib_generic/vsprintf.o
ifeq ($(ARCH),ppc)
EXT_SOBJ_FILES-$(CONFIG_API) += lib_ppc/ppcstring.o
endif
/* 此处定义的SRCS,再看看rules.mk中的依赖SRCS,对应起来了 */
# Create a list of source files so their dependencies can be auto-generated
SRCS += $(addprefix $(SRCTREE)/,$(EXT_COBJ_FILES-y:.o=.c))
SRCS += $(addprefix $(SRCTREE)/,$(EXT_SOBJ_FILES-y:.o=.S))
SRCS += $(addprefix $(SRCTREE)/examples/api/,$(COBJ_FILES-y:.o=.c))
SRCS += $(addprefix $(SRCTREE)/examples/api/,$(SOBJ_FILES-y:.o=.S))
# Create a list of object files to be compiled
OBJS += $(addprefix $(obj),$(SOBJ_FILES-y))
OBJS += $(addprefix $(obj),$(COBJ_FILES-y))
OBJS += $(addprefix $(obj),$(notdir $(EXT_COBJ_FILES-y)))
OBJS += $(addprefix $(obj),$(notdir $(EXT_SOBJ_FILES-y)))
gcclibdir := $(shell dirname `$(CC) -print-libgcc-file-name`)
CPPFLAGS += -I..
all: $(obj).depend $(OUTPUT) /* Q6:依赖文件.depend是如何产生的呢? */
#########################################################################
$(OUTPUT): $(OBJS)
$(LD) -Ttext $(LOAD_ADDR) -o $@ $^ -L$(gcclibdir) -lgcc
$(OBJCOPY) -O binary $@ $(OUTPUT).bin 2>/dev/null
# Rule to build generic library C files
$(obj)%.o: $(SRCTREE)/lib_generic/%.c
$(CC) -g $(CFLAGS) -c -o $@ $<
# Rule to build architecture-specific library assembly files
$(obj)%.o: $(SRCTREE)/lib_$(ARCH)/%.S
$(CC) -g $(CFLAGS) -c -o $@ $<
#########################################################################
# defines $(obj).depend target
include $(SRCTREE)/rules.mk /* 还记得Makefile中的397行吗,make _depend对应到rules.mk中的实
际作用就是创建.dpend文件 */ /* (A6:回答了问题Q6) */
sinclude $(obj).depend
#########################################################################
/***********************************************************************************************************************/
/**************************************End:example/api/Makefile文件分析**************************************/
/***********************************************************************************************************************/
8、总结:
针对u-boot的大致编译过程和一些相关的内容大体在上面的分析中做了解释 。但是,由于水平有限, 其
中也有不太明白的内容和遗漏之处,希望广大博友能批评指正。文章也写得比较乱,所以最后做个小结 ,也
作为此文的结语。
uboot的编译过程大致如下流程:
(1)、make boardname_config,在include目录下生成了config.mk文件和config.h文件。
<1>、config.mk文 件包含了这样的信息:
ARCH =
CPU =
Board =
VENDOR =
SOC =
其中VENDOR 和SOC不是必须要有的。config.mk文件会在顶层Makefile文件中被包含,并且上面的
几个变量会被导出为全局变量,这样各个目录下的子Makefile文件中也可以使用这些变量。
<2>、config.h主要包含了include/configs目录下对应的开发板的头文件,如smdk2410.h,里面的内容
主要是定义一些以CONFIG_开头的宏。这个文件的主要作用是在make的时候这些CONFIG_开头的宏
会被提取到autoconf.mk文件中,autoconf.mk则也会被其他的Makefile文件所包含。在编译其他源文件
时,根据这个文件中是否包含了对应的宏选择是否编译对应的源文件。
(1)、make,编译生成最终的目标文件。
参考3.2。如果详细说起来实在太多,主要还是要看源码一步步分析。