u-boot makefile/config分析

u-boot makefile/config分析

u-bootmakefileconfig

• • • • u-boot makefile/config分析
        • 一、概述
          • 1.目录结构
          • 2.使用
        • 二、主makefile分析
          • 1.版本
          • 2.主机
          • 3.静默编译
          • 4.编译方法
          • 5.include/config.mk
          • 6.CROSS_COMPILE
          • 7./config.mk
          • 8.添加obj和相关库文件
          • 9.真正的编译流程
          • 10.重要编译宏
        • 三、重要配置文件./config.mk分析
          • 1.编译工具定义
          • 2.载入自动生成的开发板配置
          • 3.决定链接脚本
          • 4.TEXT_BASE
          • 5.其他
        • 四、配置过程分析
          • 1.传入参数
          • 2.命名BOARD_NAME
          • 3.判断参数数量
          • 4.创建符号链接
          • 5.创建inlcude/config.mk
          • 6.创建目标开发板的指定头文件

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make。O=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 */"和#include <configs/$1.h>