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u-boot makefile/config分析

u-boot makefile/config分析

  本分析采用的不是官方u-boot,而是采用九鼎移植之后的u-boot,原u-boot版本为1.3.4。
  u-boot是我目前接触的除了无人机飞控外最复杂的软件系统。所有类似于这种的大型开源项目,软件一定是采用makefile或者cmake进行组织,我之前一直极力避开makefile的学习,导致我根本没有办法好好参与一个开源项目。

一、概述
1.目录结构
  • 九鼎
目录分析
目录名 存放文件的作用
api 平台无关接口,具体可参看README
api_example
board u-boot支持的开发板,board-vendor-board三级结构
common 主要是cmd相关
cpu SoC相关的,用于串口中断等Soc内部外设初始化,start.S也在其中
disk
doc
drivers 主要是开发板上必须用到的一些驱动,如网卡驱动、Inand/SD卡、NandFlash等的驱动,来自于linux源码
examples
fs filesystem,文件系统。这个也是从linux源代码中移植过来的。
include
lib_xxx 架构相关的库文件
libfdt 设备树相关,与内核传参有关
nand_spl
net 网络相关
onenandxxx
post
sd_fusing 实现了烧录uboot镜像到SD卡的代码
tools
文件分析
文件名 文件作用
.gitignore
arm_config.mk
Changelog
config.mk
COPYING 版权声明,GPL许可证
CREDITS 鸣谢
image_split 分割uboot.bin到BL1的
MAINTAINERS 维护者
MAKEALL 帮助编译uboot、
Makefile 主makefile
mk 快速编译脚本
mkconfig 主要的配置脚本
mkmovi 和iNand/SD卡启动有关的脚本
README
rules.mk makefile规则
  • 三星
      与九鼎相比,支持更多板子与CPU架构。
  • 官方
      这里分析的版本是2020.04-rc1版本,与之前版本,目录结构没有太大的变化。
      arch被单独列出来,cmd从common中被分离,有专门的config目录,里面列举了许多板子的配置文件,而这些文件本来是配置后生成的。env环境变量相关单独使用一个目录,其他的以我目前的水平还看不出来。
2.使用

  u-boot的使用需要经过两个阶段。

  • config
      首先需要到u-boot根目录下执行make x210_sd_config,如果出现Configuring for x210_sd board...,说明配置完成。

  • make
      直接make编译,编译前需要注意工具链的设置是否正确。
      一般分为两个方面。一部分为编译环境中有没有安装正确的编译链工具。另一方面为检查makefile文件中编译器的设置是否正确。
      多核电脑可以使用make -jx,x为核心数,使编译加快。

二、主makefile分析
1.版本
VERSION = 1
PATCHLEVEL = 3
SUBLEVEL = 4
EXTRAVERSION = 0nism
U_BOOT_VERSION = $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
VERSION_FILE = $(obj)include/version_autogenerated.h

  version_autogenerated.h为编译时生成

2.主机
HOSTARCH := $(shell uname -m | \
	sed -e s/i.86/i386/ \
	    -e s/sun4u/sparc64/ \
	    -e s/arm.*/arm/ \
	    -e s/sa110/arm/ \
	    -e s/powerpc/ppc/ \
	    -e s/ppc64/ppc/ \
	    -e s/macppc/ppc/)

HOSTOS := $(shell uname -s | tr '[:upper:]' '[:lower:]' | \
	    sed -e 's/\(cygwin\).*/cygwin/')

  uname -m用于了解主机的架构
  uname -s用于了解主机的操作系统

3.静默编译
# Allow for silent builds
ifeq (,$(findstring s,$(MAKEFLAGS)))
XECHO = echo
else
XECHO = :
endif

  使用make -s即可静默编译

4.编译方法

  u-boot的编译的obj文件可以选择原地编译或者输出至特定目录。
  第一种可以make O=/tmp/build all。第二种可以设置环境变量export BUILD_DIR=/tmp/build然后再makeO=的优先级高于BUILD_DIR

5.include/config.mk

  配置过程中生成的重要配置文件,包含许多编译所需要的宏。

include $(obj)include/config.mk
export	ARCH CPU BOARD VENDOR SOC
# ARCH		arm
# CPU  		s5pc11x
# BOARD 	x210
# VENDOR 	samsung
# SOC		s5pc110
6.CROSS_COMPILE

  决定交叉编译工具链前缀,前缀加后缀的结合就可以用来定义各种工具链中的工具。

ifeq ($(ARCH),arm)
CROSS_COMPILE = /usr/local/arm/arm-2009q3/bin/arm-none-linux-gnueabi-
endif
7./config.mk

  载入其他相关配置。

8.添加obj和相关库文件
9.真正的编译流程

  # 执行根目录下MKCONFIG配置,传入6个参数,第一个参数为x210_sd。

x210_sd_config :	unconfig
	@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm s5pc11x x210 samsung s5pc110
	@echo "TEXT_BASE = 0xc3e00000" > $(obj)board/samsung/x210/config.mk
10.重要编译宏
define description attribute
VERSION 1
PATCHLEVEL 3
SUBLEVEL 4
EXTRAVERSION 0nism
U_BOOT_VERSION $(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)
VERSION_FILE $(obj)include/version_autogenerated.h
XECHO 静默编译
HOSTARCH 环境变量
HOSTOS 环境变量
BUILD_DIR
OBJTREE $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR)) 环境变量
SRCTREE $(CURDIR) 环境变量
TOPDIR $(SRCTREE) 环境变量
LNDIR $(OBJTREE)
MKCONFIG $(SRCTREE)/mkconfig 环境变量
REMOTE_BUILD 是否远程编译 环境变量
obj 环境变量
src 环境变量
$(obj)include/config.mk 宏集合 配置中生成
ARCH arm 环境变量
CPU s5pc11x 环境变量
BOARD x210 环境变量
VENDOR samsung 环境变量
SOC s5pc110 环境变量
CROSS_COMPILE 确定交叉编译工具链前缀 环境变量
$(TOPDIR)/config.mk 配置集合 配置中生成
OBJS
LIBS
LIBBOARD
三、重要配置文件./config.mk分析

  该文件被主makefile预先包含,用于提供交叉编译工具链名称位置以及参数。还包含一些简单的编译规则。

1.编译工具定义
AS	= $(CROSS_COMPILE)as
LD	= $(CROSS_COMPILE)ld
CC	= $(CROSS_COMPILE)gcc
CPP	= $(CC) -E
AR	= $(CROSS_COMPILE)ar
NM	= $(CROSS_COMPILE)nm
LDR	= $(CROSS_COMPILE)ldr
STRIP	= $(CROSS_COMPILE)strip
OBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdump
RANLIB	= $(CROSS_COMPILE)RANLIB
2.载入自动生成的开发板配置
# sinclude = -include 表示未找到文件不停止执行
# autoconf.mk是配置时自动生成的
sinclude $(OBJTREE)/include/autoconf.mk

ifdef	ARCH
sinclude $(TOPDIR)/$(ARCH)_config.mk	# include architecture dependend rules
endif
ifdef	CPU
sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/config.mk	# include  CPU	specific rules
endif
ifdef	SOC
sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/$(SOC)/config.mk	# include  SoC	specific rules
endif
ifdef	VENDOR
BOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD)
else
BOARDDIR = $(BOARD)
endif
ifdef	BOARD
sinclude $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk	# include board specific rules
endif
3.决定链接脚本
# 定义CONFIG_NAND_U_BOOT宏,链接名为u-boot-nand.lds,否则为u-boot.lds
ifndef LDSCRIPT
#LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds.debug
ifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)
LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot-nand.lds
else
LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds
endif
endif
4.TEXT_BASE
# line 159-161
ifneq ($(TEXT_BASE),)
CPPFLAGS += -DTEXT_BASE=$(TEXT_BASE)
endif

# line 202-204
ifneq ($(TEXT_BASE),)
LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)
endif
5.其他

  其他部分为简单的编译规则,例如原地编译规则等。还有编译器与预编译器参数设置。

四、配置过程分析

  当输入make x210_sd_config时,就会按照主makefile文件分析的一样,执行mkconfig。

1.传入参数

  从makefile中可以知道,传入了6个参数

$(@:_config=) arm s5pc11x x210 samsung s5pc110
arg description
$1 x210_sd,是将x210_sd_config的后半部分去掉
$2 arm
$3 s5pc11x
$4 x210
$5 samsumg
$6 s5pc110
2.命名BOARD_NAME
[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"
3.判断参数数量
[ $# -lt 4 ] && exit 1
[ $# -gt 6 ] && exit 1

  大于四,小于六

4.创建符号链接

  第一个链接为./include/asm ./inlcude/asm-arm
  第二个链接为./include/asm-arm/arch ./include/arch-s5pc110
  第三个链接为./include/regs.h ./include/s5pc110.h
  删除第二个
  第四个链接为./include/asm-arm/arch ./include/asm-arm/arch-s5pc11x
  第五个链接为./include/asm-arm/proc ./include/asm-arm/proc-armv

5.创建inlcude/config.mk
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    = $6" >> config.mk
6.创建目标开发板的指定头文件
if [ "$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 "#include <configs/$1.h>" >>config.h

  创建include/config.h 内容为
"/* Automatically generated - do not edit */"#include <configs/$1.h>

posted on 2020-02-28 22:04  0nism  阅读(249)  评论(0编辑  收藏  举报