这一篇主要就是U-Boot的config.mk进行了分析。如果要使用开发板board/,就先执行“make_config”命令进行配置,然后执行”make all“,就可以生成 如下3个文件。
U-boot.bin:二进制可执行文件,它就是可以直接烧入ROM,NORFlash的文件
u-Boot:ELF格式的可执行文件,
U-Boot.srec:Motorla S-Record格式的可执行文件
对于S3C2410的开发板,执行”make smdk2410_config“."make all"后生成的U-Boot.bin可以烧入NOR Flash中运行,启动后可以看到串口输出一些信息后进行控制界面。
1。 U-boot的配置过程
在顶层Makefile中可以看到如下代码:
........... MKCONFIG := $(SRCTREE)/mkconfig ........ smdk2410_config : unconfig @$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 samsung s3c24x0
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这是在根目录下的MAKEFILE文件中的两个语句,其中的MKCONFIG就是根目录下的mkconfi文件。$(@:_config=)的结果就是将”smdk2410_config“中的_config去掉,结果为“smdk2410”.所以“make smdk2410_config”实际上就是执行如下命令:
./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0
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mkconfig的作用,在mkconfig文件开头第6行给出了它的用法
# Parameters: Target Architecture CPU Board [VENDOR] [SOC]
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对于S3C2410 S3C2440,它们被称为Soc(systme on chip),上面除CPU外,还集成了包括UART,USB控制器,NANDFlash控制器等设备,称为片上外设。 下面看一下makeconfig的作用。
(1)确定开发板名称BOARD_NAME,相关代码如下:
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
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对于./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0命令,其中没有 "--","-a","-n"等符号,所以上面几行不会执行。
[ "${BOARD_NAME}" ] || BOARD_NAME="$1"
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执行完上面的这句后,BOADR_NAME的值等于第1个参数,即"s3ck2410"
(2)创建到平台开发板相关折头文件的链接
if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; then //判断源代码目录和目标文件目录是否是一样 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 fi
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直接在源代码目录下编译时,条件不满足,将执行else分支的代码,在else分支中,进入include目录,删除asm文件,然后再次建立 asm文件,并令它链接向asm-$2目录,即asm-arm。
rm -f asm-$2/arch //删除asm-$2/arch目录,即asm-arm/arch
if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; then //$6="s3c24x0"不为空,也不为NULL,执行else分支
ln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/arch //LNPREFIX 为空,这个命令实际上等同于"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,并让它链接向proc-armv目录
rm -f asm-$2/proc ln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/proc fi
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(3)创建顶层MAKEFILE包含的文件include/config.mk
# # Create include 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 = $6" >> config.mk
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对于./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0命令,上面几行创建的config.mk文件的内容如下:
ARCH = arm CPU = arm920t BOARD = smdk2410 SOC =s3c24x0
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(4)创建开发板相关的头文件include/config.h
# # Create board specific header file # if [ "$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 "#include " >>config.h echo "#include " >>config.h
exit 0
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APPEND维持原值"NO",所以config.h被重新建立,也就是执行echo "#include " >>config.h
#include
总之,当你执行make smdk2410_config ,实际的作用就是执行./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0,它将产生如下的
几种作用
(1) 开发板的名称 BOARD_NAME等于 $1
(2)创建到平台,开发板相关的头文件的链接,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的话,此行没有
(3)创建顶层Makefile包含的incldue /config.mk,如下所示
ARCH = $2
CPU = $3
BOARD = $4
VENDOR = $ $5 为空,或者NULL的话,些行没有
SOC = $6
(4) 创建开发板相关的头文件include/config.h,如下 所示
#include
从上面执行完命令后的结果,可以看出来,如果要在board目录下新建一个开发板的目录,则在 include/configs 目录下也要建立一个文件.h,里面存放的就是开发板的配置信息。
3.U-Boot的编译,连接过程
# load ARCH, BOARD, and CPU configuration include $(obj)include/config.mk export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC
# set default to nothing for native builds ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH)) CROSS_COMPILE ?= endif
# load other configuration include $(TOPDIR)/config.mk
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这是根目录下的Makefile中与ARM相关的代码。
第一行中包含的config.mk文件,就是在第一开始配置过程中制作出来的include/conifg.mk文件,我们在一开始配置U-boot时执行过mkconfig。mini2440 时生成的文件,其中定义了ARCH,CPU,BOARD,SOC等。4个变量的值为arm,arm920t,smdk2410,s3c24x0.我们在执行mkconfig。mini2440时,其实执行的是如下的命令:
./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0
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最后一句话include $(TOPDIR)/config.mk 包含顶层目录的config.mk文件。它根据上面4个变量的值确定了编译器。编译选项等。在顶层的config.mk中可以看到:
fdef VENDOR BOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD) else BOARDDIR = $(BOARD) endif ifdef BOARD sinclude $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk # include 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
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在u-boot-2009.08\board\samsung\smdk2410\config.mk中定义了“TEXT_BASE = 0x33F80000”.所以最终结果是:BOARDDIR为smdk2410;LDFLAGS中有“-T \cpu\arm920t\u-boot.lds -Ttext 0x33f80000”.其中的-Ttext $(TEXT_BASE),这句指明了代码段的起始地址。为什么是0x33F8 0000呢?这是将NAND中Uboot拷贝到RAM中的起始地址,所以在代码拷贝到RAM之前不能使用绝对地址来寻址数据,只能用相对地址,在以下将用虚拟地址来指Uboot在RAM中的地址,也就是0x33F80000
继续分析MAKEFIle文件:
OBJS = cpu/$(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
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从上面的第一行我们可以看到OBJS的第一个值为"cpu/$(CPU)/start.o",即"cpu/arm920t/start.o"。下面的几行指定了LIBS变量,也就是平台,开发板相关的各个目录,通用目录下相应的库。OBJS LIBS所代表的.o,.a文件构成了U-Boot,它们通过下面相应的源文件编译得到。
$(OBJS): depend $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))
$(LIBS): depend $(SUBDIRS) $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
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对于OBJS中的每个成员,都将进入cpu/$(CPU)目录编译它们,现在的OBJS为cpu/arm920t/start.o。它由cpu/arm920t/start.S编译得到。对于LIBS中的每个成员,都将进入相应的子目录执行"make命令"。当所有的OBJS,LIBS所表示的.o .a文件都生成后,就剩最后的连接了,这对应MAKEFILE中的下面几行:
$(obj)u-boot.srec: $(obj)u-boot $(OBJCOPY) -O srec $< $@
$(obj)u-boot.bin: $(obj)u-boot $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@
$(obj)u-boot.ldr: $(obj)u-boot $(obj)tools/envcrc --binary > $(obj)env-ldr.o $(LDR) -T $(CONFIG_BFIN_CPU) -c $@ $< $(LDR_FLAGS)
$(obj)u-boot.ldr.hex: $(obj)u-boot.ldr $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@ -I binary
$(obj)u-boot.ldr.srec: $(obj)u-boot.ldr $(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@ -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 $< $@ ................
GEN_UBOOT = \ UNDEF_SYM=`$(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 $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT) $(obj)u-boot.lds $(GEN_UBOOT)
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先使用$(obj)u-boot:规则连接得到ELF格式的U-Boot,最后转换为二进制格式u-boot.bin.S-Record格式u-Boot.srec.其中LDFLAGS确定了连接方式,也就是-T \cpu\arm920t\u-boot.lds -Ttext 0x33f80000指定了程序的布局地址,\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 = .; }
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从cpu/arm920t/start.o (.text) 被放在程序的最前面,所以U-Boot的入口点在cpu/arm920t/start.s中,
总结一下U-Boot的编译流程:
(1)首先编译cpu/$(CPU)/start.s,对于不同的CPU,还可能编译cpu/$(CPU)下面的其他文件。
(2)然后,对于平台开发板相关的每个目录,每个通用目录都使用它们各自的MAKEFILE生成相应和库。
(3)将1,2步骤生成的.o.a文件按照$(BOARDDIR)/config.mk 文件中指定的代码段起始地址。$(obj)u-boot.lds 连接脚本进行连接。
(4)第3步得到的是ELF格式的U-Boot,后面MAKEFILE还会将它转换为二进制格式 S-Record格式。
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