BeagleboneBlack上u-boot的MLO文件是哪里来的

在玩BeagleboneBlack一段时间之后不可避免地接触到了u-boot，之前的玩耍过程大致上是这样的：

在MATLAB下耍，因为MATLAB提供了它的硬件支持，可以直接在命令行与之交互，也可在simulink下直接编译仿真模型下载到板子上运行，当时的感觉是，我勒个去，MATLAB真是无所不能。

在MATLAB下耍了一段时间之后，开始在BBB本身的Linux系统上耍，主要照着Derek Molly的那本书耍，操作GPIO，使用传感器等等。发现在Linux下操作硬件怎么这么容易，以前玩的51，430，STM32貌似都是要操作寄存器的。

接着发现了TI的StartWare，之前玩430的时候在CCS里面看到过这东西，不知道是啥，安装了也不知道是几个意思，现在才知道原来它就相当于BBB的库文件，有裸奔之用。看过几个例程之后发现，接近5k页的datasheet，读完不现实。

不过处理器的启动过程总是值得关注的，AM3358启动过程中需要一个MLO文件，那MLO是怎么来的，于是来到了u-boot面前。。。下载u-boot的源码（2017-03-r1），读了一下readme，大致知道怎么用了,依次敲入
make am335x_boneblack_defconfig
make all CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
编译了一大堆的文件，貌似有一两百个，看看顶层的Makefile，1600行，这可真够我喝一池子了，一点头绪都没有，然后找了本书《嵌入式Linux系统开发入门宝典——基于Cortex-A8处理器》，人家用2014-04来分析的，于是我也照着来。

敲入make am335x_boneblack_config之后发生了什么：
顶层Makefile第460行:

    @$(MKCONFIG) -A $(@:_config=)

展开即为:

mkconfig -A am335x_boneblack

表示执行名为"mkconfig"的shell脚本,带了两个参数-A和am335x_boneblack,看看这个脚本干了些什么:

第28行,读取board.cfg文件:

    line=`awk '($0 !~ /^#/ && $7 ~ /^'"$2"'$/) { print $1, $2, $3, $4, $5, $6, $7, $8 }' $srctree/boards.cfg`

找到这样一行:

Active  arm  armv7   am33xx   ti      am335x    am335x_boneblack      am335x_evm:SERIAL1,CONS_INDEX=1,EMMC_BOOT  ......

根据这一行声生成两个符号链接:

arch-am33xx -->> asm/arch
proc-armv -->> asm/proc
再生成两个文件：
include/config.mk
include/config.h

 配置过程就结束了.接下来看看敲入make all CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-之后发生了什么：

这样敲入指定的目标是"all",并将CROSS_COMPILE指定为arm-linux-gnueabihf-,去顶层makefile找我们的"all"目标,第744行:

all:        $(ALL-y)

"all"目标依赖于"ALL-y"这个变量,再去找"ALL-y",第698行:

ALL-y += u-boot.srec u-boot.bin System.map

发现我们的有三个目标,"u-boot.srec"为Motorola的xxxx格式的镜像,u-boot.bin就是二进制格式的镜像了,System.map是xxxx(我也不清楚).

但是下面第700行开始有一系列的ALL-$(CONFIG_NAND_U_BOOT)这样的东西,比如第703行和704行:

ALL-$(CONFIG_SPL) += spl/u-boot-spl.bin
ALL-$(CONFIG_SPL_FRAMEWORK) += u-boot.img

如果$(CONFIG_SPL)是y的话,那就表示我们的目标还要再加上spl/u-boot-spl.bin,下面同理,CONFIG_SPL定义在include/autoconf.mk文件中,在第472行被include进来:

-include include/autoconf.mk

autoconf.mk文件是在编译之前产生的,在第1046行:

include/autoconf.mk: include/config.h
    $(call cmd,autoconf)

在autoconfi.mk的第203行确实定义了这个变量

CONFIG_SPL=y

于是我们的"all"目标还要加上两个:spl/u-boot-spl.bin和u-boot.img,makefile会按照规则一个目标一个目标地去生成,以u-boot.bin为例,第771行:

u-boot.bin: u-boot FORCE

继续找u-boot的依赖,第918行:

u-boot:    $(u-boot-init) $(u-boot-main) u-boot.lds

继续找u-boot-init和u-boot-main的依赖,第931行:

$(sort $(u-boot-init) $(u-boot-main)): $(u-boot-dirs) ;

继续找u-boot-dirs的依赖,第940行:

$(u-boot-dirs): prepare scripts
    $(Q)$(MAKE) $(build)=$@

$(Q)应该是quiet的意思,让make默默执行,变量build在scripts/kbuild.include文件中第170行定义:

build := -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj

kbuild.include文件在第316行被include进来:

include $(srctree)/scripts/Kbuild.include

所以命令展开即为:make -f scripts/Makefile.build obj=$(u-boot-dirs),变量u-boot-dirs在第636行定义:

u-boot-dirs    := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(libs-y))) tools examples

为变量libs-y加上tools和examples这么些目录,libs-y定义在575~632行,表示要编译的目录,以目录lib/为例,执行make -f scripts/Makefile.build obj=lib,表示使用scripts下的Makefile变量obj=lib执行make,这里没有指定目标,所以在Makefile.build中第一个目标将会是我们的目标,看看Makefile.build文件,第17行:

__build:

目标是__build,它是PHONY目标,再看第172行:

__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) 
     $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) 
     $(subdir-ym) $(always)
    @:

变量KBUILD_BUILTIN是1,所以它依赖于后面那一串变量,展开为builtin-target,lib-target,extra-y,subdris-ym,always,看看builtin-target在哪,第413行:

$(builtin-target): $(obj-y) FORCE

它依赖于变量obj-y,而obj-y定义在开头,是空的,但是在第64行会将要编译的目录,例如这里的lib目录下的Makefile include进来,在其中修改了obj-y变量,比如第23行:

obj-y += crc7.o

于是obj-y就有东西了,然后obj-y依赖于什么呢,.o文件估计依赖于.c或者.s文件,所以第334行:

$(obj)/%.o: $(src)/%.c $(recordmcount_source) FORCE

但这里的目标多了前面的路径名,而此时obj-y并不包含路径名,再看第129行:

include scripts/Makefile.lib

在Makefile.lib文件中将对obj-y添加路径名,确定需要编译的子目录等等,对于子目录,它会执行同样的过程,第481行:

$(subdir-ym):
    $(Q)$(MAKE) $(build)=$@

整个Makefile的结构貌似就是这样子的,顶层makefile确定目标,要编译的目录,子目录中的makefile确定需要编译的文件以及它自己的子目录,然后这些.o文件一层一层地链接,最终生成u-boot.bin文件,其他的目标估计也是这个过程.

可是那个MLO文件在哪里呢?再看看这个目标:spl/u-boot-spl.bin,顶层makefile中第1080行: 

spl/u-boot-spl.bin: spl/u-boot-spl
    @:
spl/u-boot-spl: tools prepare
    $(Q)$(MAKE) obj=spl -f $(srctree)/spl/Makefile all

命令展开为make obj=spl -f spl/Makefile all表示以spl/Makefile为文件,变量obj=spl,目标是all,执行make,spl下的makefile文件结构和顶层makefile结构类似,看看all目标,第191行:

all:    $(ALL-y)

展开为spl/u-boot-spl.bin,看看arch/arm/cpu/armv7/am33xx/config.mk文件:

ifdef CONFIG_SPL_BUILD
ALL-y    += MLO
ALL-$(CONFIG_SPL_SPI_SUPPORT) += MLO.byteswap
else
ALL-y    += u-boot.img
endif

如果定义了CONFIG_SPL_BUILD的话,ALL-y目标将会包含有MLO,编译前面的目标时,顶层makefile的配置文件是include下的autoconf.mk,里面是没有定义CONFIG_SPL_BUILD的,所以不会包含MLO,但是这里的makefile使用的是spl-autoconf.mk作为配置文件,有这么一行:

CONFIG_SPL_BUILD=y

所以MLO文件就会被编译出来了,那这个MLO干了些啥呢?......