u-boot分析與使用—Makefile結構分析

硬件平臺：韋東山嵌入式Linxu開發板（S3C2440.v3）
軟件平臺：運行於VMware Workstation 12 Player下UbuntuLTS16.04_x64 系統
參考資料：《嵌入式Linux應用開發手冊》、《嵌入式Linux應用開發手冊第2版》
開發環境：Linux 2.6.22.6 內核、arm-linux-gcc-3.4.5-glibc-2.3.6工具鏈、u-boot-1.1.6
目錄
- u-boot分析與使用—Makefile結構分析

一、前言

在【5.1 u-boot分析與使用—u-boot編譯體驗】中，分析了u-boot的主要目的是啓動內核，至於其如何成功的使用內核，需要分析其的代碼，對於代碼的分析需要先分析Makefile來了解整個工程的編譯流程。

二、配置與編譯過程：`make 100ask24x0_config`

在配置u-boot時，在/work/system/u-boot-1.1.6目錄下，直接執行make 100ask24x0_config命令。

1、`Makefile`調用`mkconfig`

通過搜索Makefile文件中100ask24x0_config可以找到如下代碼：

最終拆開後代碼如下：

mkconfig 100ask24x0_config arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0

可以看到此時會調用源文件所在目錄下的mkconfig

2、分析`mkconfig`

可以看到在/work/system/u-boot-1.1.6目錄下有一個mkconfig

具體執行的源碼如下（分析的完全源碼在下一項）：

# mkconfig 100ask24x0_config arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
#	$0			$1			  $2	$3		$4		 $5		$6	
APPEND=no		# Default: Create new config file
BOARD_NAME=""	# Name to print in make output

# 判斷BOARD_NAME是否有定義
# 若定義就執行[ "${BOARD_NAME}" ]
# 未定位就執行BOARD_NAME="$1" $1(命令的第一個參數或第一條命令)--->100ask24x0_config
[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"
# BOARD_NAME = 100ask24x0_config

# 打印Configuring for ${BOARD_NAME} board...
echo "Configuring for ${BOARD_NAME} board..."

# Create link to architecture specific headers
# OBJTREE		:= $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))
# 如果定義 OBJTREE=$BUILD_DIR 未定義OBJTREE=$CURDIR
#	BUILD_DIR := $(O)未定義，
# SRCTREE		:= $(CURDIR)

# 如果 SRCTREE ！= OBJTREE 條件成立
	cd ./include
	rm -f asm
	ln -s asm-$2 asm	#ln -s asm-arm asm 建立鏈接文件asm->asm-arm
fi

rm -f asm-$2/arch	# rm -f asm-arm/arch

# 如果$6（第六個參數）爲空或者爲NULL
else
	ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch	#ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch 建立鏈接文件asm-arm/arch->arch-s3c24x0
fi

# 如果$2（第二個參數） = "arm"
if [ "$2" = "arm" ] ; then
	rm -f asm-$2/proc
	ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc	#ln -s proc-armv asm-arm/proc	建立鏈接文件asm-arm/proc->proc-armv
fi

# Create include file for Make
# >  表示新建一個文件config.mk，>> 表示追加，在config.mk中追加
echo "ARCH   = $2" >  config.mk	# ARCH  = arm
echo "CPU    = $3" >> config.mk # CPU   = arm920t 
echo "BOARD  = $4" >> config.mk # BOARD = 100ask24x0

# $6(第六個參數)存在 且 不等於"NULL" 
[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC    = $6" >> config.mk	# SOC	 = s3c24x0

# config.mk內容如下：
# ARCH  = arm
# CPU   = arm920t
# BOARD = 100ask24x0
# SOC	 = s3c24x0

# Create board specific header file
# 創建一個單板相關的頭文件
# APPEND = “no”
else
	> config.h		# Create new config file 新建一個config.h文件
fi
# config.h的內容：
# /* Automatically generated - do not edit */
# #include <configs/100ask24x0_config.h>  配置文件
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
echo "#include <configs/$1.h>" >>config.h

# 退出
exit 0

通過查看 /work/system/u-boot-1.1.6/include 目錄下的config.mk、config.h文件可以知道其執行的上述代碼過程

帶註釋分析源碼如下：

#!/bin/sh -e

# Script to create header files and links to configure
# U-Boot for a specific board.
#
# Parameters:  Target  Architecture  CPU  Board [VENDOR] [SOC]
#
# (C) 2002-2006 DENX Software Engineering, Wolfgang Denk <wd@denx.de>
# 
# mkconfig 100ask24x0_config arm arm920t 100ask24x0 NULL s3c24x0
#	$0			$1			  $2	$3		$4		 $5		$6	

APPEND=no		# Default: Create new config file
BOARD_NAME=""	# Name to print in make output

#分析命令傳入的參數有沒有--、-a、-n、*這些東西
while [ $# -gt 0 ] ; do
	case "$1" in
	--) shift ; break ;;
	-a) shift ; APPEND=yes ;;
	-n) shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;
	*)  break ;;
	esac
done

# 判斷BOARD_NAME是否有定義
# 若定義就執行[ "${BOARD_NAME}" ]
# 未定位就執行BOARD_NAME="$1" $1(命令的第一個參數或第一條命令)--->100ask24x0_config

[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"
# BOARD_NAME = 100ask24x0_config

[ $# -lt 4 ] && exit 1	# 參數小於4個退出
[ $# -gt 6 ] && exit 1	# 參數大於6個退出

# 打印Configuring for ${BOARD_NAME} board...
echo "Configuring for ${BOARD_NAME} board..."

#
# Create link to architecture specific headers
# OBJTREE		:= $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))
# 如果定義 OBJTREE=$BUILD_DIR 未定義OBJTREE=$CURDIR
#	BUILD_DIR := $(O)未定義，
# SRCTREE		:= $(CURDIR)

# 如果 SRCTREE ！= OBJTREE 條件成立
if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; then
	mkdir -p ${OBJTREE}/include
	mkdir -p ${OBJTREE}/include2
	cd ${OBJTREE}/include2
	rm -f asm
	ln -s ${SRCTREE}/include/asm-$2 asm
	LNPREFIX="../../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	#ln -s asm-arm asm 建立鏈接文件asm->asm-arm
fi

rm -f asm-$2/arch	# rm -f asm-arm/arch

# 如果$6（第六個參數）爲空或者爲NULL
if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then
	ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/arch
else
	ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch	#ln -s arch-s3c24x0 asm-arm/arch 建立鏈接文件asm-arm/arch->arch-s3c24x0
fi

# 如果$2（第二個參數） = "arm"
if [ "$2" = "arm" ] ; then
	rm -f asm-$2/proc
	ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc	#ln -s proc-armv asm-arm/proc	建立鏈接文件asm-arm/proc->proc-armv
fi

#
# Create include file for Make
# >  表示新建一個文件config.mk，>> 表示追加，在config.mk中追加
echo "ARCH   = $2" >  config.mk	# ARCH  = arm
echo "CPU    = $3" >> config.mk # CPU   = arm920t 
echo "BOARD  = $4" >> config.mk # BOARD = 100ask24x0

# $5(第五個參數)存在 且 不等於"NULL" 
[ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk	# VENDOR = NULL
# $6(第五個參數)存在 且 不等於"NULL" 
[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC    = $6" >> config.mk	# SOC	 = s3c24x0

# config.mk內容如下：
# ARCH  = arm
# CPU   = arm920t
# BOARD = 100ask24x0
# SOC	 = s3c24x0

# Create board specific header file
# 創建一個單板相關的頭文件
# APPEND = “yes”
if [ "$APPEND" = "yes" ]	# Append to existing config file
then
	echo >> config.h
else
	> config.h		# Create new config file 新建一個config.h文件
fi
# config.h的內容：
# /* Automatically generated - do not edit */
# #include <configs/100ask24x0_config.h>  配置文件
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
echo "#include <configs/$1.h>" >>config.h

# 退出
exit 0

3、`Makefile`生成`u-boot.bin`

對於執行make命令輸出的信息如下：可以看到它使用了目錄下的u-boot.lds腳本

4、`u-boot.lds`腳本

其源碼如下：

/*
 * (C) Copyright 2002
 * Gary Jennejohn, DENX Software Engineering, <[email protected]>
 *
 * See file CREDITS for list of people who contributed to this
 * project.
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or
 * modify it under the terms of the GNU General Public License as
 * published by the Free Software Foundation; either version 2 of
 * the License, or (at your option) any later version.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful,
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 * GNU General Public License for more details.
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public License
 * along with this program; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston,
 * MA 02111-1307 USA
 */

OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
/*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm", "elf32-arm", "elf32-arm")*/
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
	. = 0x00000000;  //鏈接地址：0x33f80000  + 0x00000000 = 0x33f80000

	. = ALIGN(4);
	.text      :
	{
	  cpu/arm920t/start.o	(.text)				//這個文件的代碼段	/cpu/arm920t/start.S
          board/100ask24x0/boot_init.o (.text)	//這個文件的代碼段
	  *(.text)	//其他所有文件的代碼段
	}

	. = ALIGN(4);
	.rodata : { *(.rodata) }	//所有文件的只讀數據段

	. = ALIGN(4);
	.data : { *(.data) }		//所有文件的數據段

	. = 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 = .;

	. = ALIGN(4);
	__bss_start = .;
	.bss : { *(.bss) }
	_end = .;
}

三、推薦

對於這篇文章，只是比較簡單的大致流程分析，詳細的推薦大家可以看看這篇https://blog.csdn.net/dhauwd/article/details/80149843

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目錄

一、前言

二、配置與編譯過程：`make 100ask24x0_config`

1、`Makefile`調用`mkconfig`

2、分析`mkconfig`

3、`Makefile`生成`u-boot.bin`

4、`u-boot.lds`腳本

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1、Makefile調用mkconfig

2、分析mkconfig

3、Makefile生成u-boot.bin

4、u-boot.lds腳本

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1、`Makefile`調用`mkconfig`

2、分析`mkconfig`

3、`Makefile`生成`u-boot.bin`

4、`u-boot.lds`腳本