U-boot分析與移植（6）----U-boot--Makefile

主要參考韋東山的《嵌入式Linux應用開發完全手冊》

如果要使用開發板 board/<board_name>,就先執行“make<board_name>_config”命令進行配置，然後執行”make all“,就可以生成如下3個文件：

U-boot.bin：二進制可執行文件，它就是可以直接燒入ROM，NORFlash的文件
u-Boot：ELF格式的可執行文件，
U-Boot.srec：Motorla S-Record格式的可執行文件

對於S3C2410的開發板，執行”make smdk2410_config“."make all"後生成的U-Boot.bin可以燒入NOR Flash中運行，啓動後可以看到串口輸出一些信息後進行控制界面。

1、U-boot的配置過程

在頂層Makefile中可以看到如下代碼：

...........
MKCONFIG    := $(SRCTREE)/mkconfig
........
smdk2410_config    :    unconfig
    @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0

這是在根目錄下的MAKEFILE文件中的兩個語句，其中的MKCONFIG就是根目錄下的mkconfi文件。$(@:_config=)的結果就是將”smdk2410_config“中的_config去掉，結果爲“smdk2410”.所以“make smdk2410_config”實際上就是執行如下命令：

./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

mkconfig的作用，在mkconfig文件開頭第6行給出了它的用法

# Parameters: Target Architecture CPU Board [VENDOR] [SOC]

對於S3C2410 S3C2440，它們被稱爲Soc（systme on chip）,上面除CPU外，還集成了包括 RT，USB控制器，NANDFlash控制器等設備，稱爲片上外設。下面看一下makeconfig的作用。
(1)確定開發板名稱BOARD_NAME，相關代碼如下：

APPEND=no    # Default: Create new config file
BOARD_NAME=""    # Name to print in make output
while [ $# -gt 0 ] ; do
    case "$1" in
    --) shift ; break ;;
    -a) shift ; APPEND=yes ;;
    -n) shift ; BOARD_NAME="${1%%_config}" ; shift ;;
    *) break ;;
    esac
done

對於./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0命令，其中沒有 "--","-a","-n"等符號，所以上面幾行不會執行。

[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"

執行完上面的這句後，BOADR_NAME的值等於第1個參數，即"s3ck2410"
（2）創建到平臺開發板相關折頭文件的鏈接

if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; then //判斷源代碼目錄和目標文件目錄是否是一樣
    mkdir -p ${OBJTREE}/incl?
    mkdir -p ${OBJTREE}/incl?2
    cd ${OBJTREE}/incl?2
    rm -f asm
    ln -s ${SRCTREE}/incl?/asm-$2 asm
    LNPREFIX="../../incl?2/asm/"
    cd ../incl?
    rm -rf asm-$2
    rm -f asm
    mkdir asm-$2
    ln -s asm-$2 asm
else
    cd ./incl?
    rm -f asm
    ln -s asm-$2 asm
fi

直接在源代碼目錄下編譯時，條件不滿足，將執行else分支的代碼，在else分支中，進入incl?目錄，刪除asm文件，然後再次建立 asm文件，並令它鏈接向asm-$2目錄，即asm-arm。

rm -f asm-$2/arch //刪除asm-$2/arch目錄，即asm-arm/arch

if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then //$6="s3c24x0"不爲空，也不爲NULL，執行else分支

    ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/arch //LNPREFIX 爲空，這個命令實際上等同於"ln - s arch-s3c24x0 asm-arm/arch"

else
    ln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/arch
fi

if [ "$2" = "arm" ] ; then //重新建立/asm-arm/proc文件，並讓它鏈接向proc-armv目錄 

    rm -f asm-$2/proc
    ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc
fi

(3)創建頂層MAKEFILE包含的文件incl?/config.mk

#
# Create incl? 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

對於./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0命令，上面幾行創建的config.mk文件的內容如下：

ARCH = arm
CPU = arm920t
BOARD = smdk2410
SOC　=s3c24x0

(4)創建開發板相關的頭文件incl?/config.h

#
# Create board specific header file
#
if [ "$APPEND" = "yes" ]    # Append to existing config file
then
    echo >> config.h
else
    > config.h        # Create new config file
fi
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
echo "#incl? <configs/$1.h>" >>config.h
echo "#incl? <asm/config.h>" >>config.h

exit 0

APPEND維持原值"NO"，所以config.h被重新建立，也就是執行echo "#incl? <configs/$1.h>" >>config.h
#incl? <configs/smdk2410.h>
總之，當你執行make smdk2410_config ，實際的作用就是執行./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0，它將產生如下的

幾種作用
(1) 開發板的名稱 BOARD_NAME等於 $1
(2)創建到平臺，開發板相關的頭文件的鏈接，如下所示
ln -s asm-$2 asm
ln -s arch-$6 asm-S2/arch
ln - s proc-armv asmn-$2/proc 如果$2不是arm的話，此行沒有
(3)創建頂層Makefile包含的incld /config.mk，如下所示
ARCH = $2
CPU = $3
BOARD = $4
VENDOR = $ $5 爲空，或者NULL的話，些行沒有
SOC = $6
(4) 創建開發板相關的頭文件incl?/config.h，如下所示
#incl? <config.h/$1.h>
從上面執行完命令後的結果，可以看出來，如果要在board目錄下新建一個開發板<board_name>的目錄，則在 incl?/configs 目錄下也要建立一個文件<board_name>.h,裏面存放的就是開發板<board_name>的配置信息。
3.U-Boot的編譯，連接過程

# load ARCH, BOARD, and CPU configuration
incl? $(obj)incl?/config.mk
export    ARCH CPU BOARD VENDOR SOC

# set default to nothing for native builds
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?=
endif

# load other configuration
incl? $(TOPDIR)/config.mk

這是根目錄下的Makefile中與ARM相關的代碼。
第一行中包含的config.mk文件，就是在第一開始配置過程中製作出來的incl?/conifg.mk文件，我們在一開始配置U-boot時執行過mkconfig。mini2440 時生成的文件，其中定義了ARCH，CPU，BOARD，SOC等。4個變量的值爲arm,arm920t,smdk2410,s3c24x0.我們在執行mkconfig。mini2440時，其實執行的是如下的命令：

./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

最後一句話incl? $(TOPDIR)/config.mk 包含頂層目錄的config.mk文件。它根據上面4個變量的值確定了編譯器。編譯選項等。在頂層的config.mk中可以看到：

fdef    VENDOR
BOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD)
else
BOARDDIR = $(BOARD)
endif
ifdef    BOARD
sincl? $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk    # incl? board specific rules
endif

LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds

LDFLAGS += -Bstatic -T $(obj)u-boot.lds $(PLATFORM_LDFLAGS)
ifneq ($(TEXT_BASE),)
LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)
endif

在u-boot-2009.08\board\samsung\smdk2410\config.mk中定義了“TEXT_BASE = 0x33F80000”.所以最終結果是：BOARDDIR爲smdk2410；LDFLAGS中有“-T \cpu\arm920t\u-boot.lds -Ttext 0x33f80000”.其中的-Ttext $(TEXT_BASE),這句指明瞭代碼段的起始地址。爲什麼是0x33F8 0000呢?這是將NAND中 oot拷貝到RAM中的起始地址,所以在代碼拷貝到RAM之前不能使用絕對地址來尋址數據,只能用相對地址，在以下將用虛擬地址來指 oot在RAM中的地址,也就是0x33F80000
繼續分析MAKEFIle文件：

OBJS = cpu/$(CPU)/start.o
LIBS = lib_generic/libgeneric.a
LIBS += lib_generic/lzma/liblzma.a
LIBS += lib_generic/lzo/liblzo.a
LIBS += $(shell if [ -f board/$(VENDOR)/common/Makefile ]; then echo \
    "board/$(VENDOR)/common/lib$(VENDOR).a"; fi)
LIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a

從上面的第一行我們可以看到OBJS的第一個值爲"cpu/$(CPU)/start.o"，即"cpu/arm920t/start.o"。下面的幾行指定了LIBS變量，也就是平臺，開發板相關的各個目錄，通用目錄下相應的庫。OBJS LIBS所代表的.o,.a文件構成了U-Boot，它們通過下面相應的源文件編譯得到。

$(OBJS):    depend
        $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))

$(LIBS):    depend $(S DIRS)
        $(MAKE) -C $(dir $(s st $(obj),,$@))

對於OBJS中的每個成員，都將進入cpu/$(CPU)目錄編譯它們，現在的OBJS爲cpu/arm920t/start.o。它由cpu /arm920t/start.S編譯得到。對於LIBS中的每個成員，都將進入相應的子目錄執行"make命令"。當所有的OBJS，LIBS所表示的.o .a文件都生成後，就剩最後的連接了，這對應MAKEFILE中的下面幾行：

$(obj)u-boot.srec:    $(obj)u-boot
        $(OBJCOPY) -O srec {1}lt; $@

$(obj)u-boot.bin:    $(obj)u-boot
        $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary {1}lt; $@

$(obj)u-boot.ldr:    $(obj)u-boot
        $(obj)tools/envcrc --binary > $(obj)env-ldr.o
        $(LDR) -T $(CONFIG_BFIN_CPU) -c $@ {1}lt; $(LDR_FLAGS)

$(obj)u-boot.ldr.hex:    $(obj)u-boot.ldr
        $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex {1}lt; $@ -I binary

$(obj)u-boot.ldr.srec:    $(obj)u-boot.ldr
        $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec {1}lt; $@ -I binary

$(obj)u-boot.img:    $(obj)u-boot.bin
        ./tools/mkimage -A $(ARCH) -T firmware -C none \
        -a $(TEXT_BASE) -e 0 \
        -n $(shell sed -n -e 's/.*U_BOOT_VERSION//p' $(VERSION_FILE) | \
            sed -e 's/"[     ]*$/ for $(BOARD) board"/') \
        -d {1}lt; $@
................

GEN_ OOT = \
        UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \
        sed -n -e 's/.*\($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\
        cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $UNDEF_SYM $(__OBJS) \
            --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
            -Map u-boot.map -o u-boot
$(obj)u-boot:    depend $(S DIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT) $(obj)u-boot.lds
        $(GEN_ OOT)

先使用$(obj)u-boot:規則連接得到ELF格式的U-Boot，最後轉換爲二進制格式u-boot.bin.S-Record格式u- Boot.srec.其中LDFLAGS確定了連接方式，也就是-T \cpu\arm920t\u-boot.lds -Ttext 0x33f80000指定了程序的佈局地址，\cpu\arm920t\U-Boot.lds文件如下：

UTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
    . = 0x00000000;

    . = ALIGN(4);
    .text :
    {
        cpu/arm920t/start.o    (.text)
        *(.text)
    }

    . = ALIGN(4);
    .rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }

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

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

    . = .;
    __u_boot_cmd_start = .;
    .u_boot_cmd : { *(.u_boot_cmd) }
    __u_boot_cmd_end = .;

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

從cpu/arm920t/start.o (.text) 被放在程序的最前面，所以U-Boot的入口點在cpu/arm920t/start.s中，
總結一下U-Boot的編譯流程：
（1）首先編譯cpu/$(CPU)/start.s,對於不同的CPU,還可能編譯cpu/$（CPU）下面的其他文件。
（2）然後，對於平臺開發板相關的每個目錄，每個通用目錄都使用它們各自的MAKEFILE生成相應和庫。
（3）將1，2步驟生成的.o.a文件按照$(BOARDDIR)/config.mk 文件中指定的代碼段起始地址。$(obj)u-boot.lds 連接腳本進行連接。
（4）第3步得到的是ELF格式的U-Boot,後面MAKEFILE還會將它轉換爲二進制格式 S-Record格式。

U-boot分析與移植（6）----U-boot--Makefile

U-boot分析與移植（6）----U-boot--Makefile

U-boot分析與移植（2）----U-boot stage1分析

U-boot分析與移植（5）----U-boot移植

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