U-BOOT-1.1.6-note-编译部分

U-BOOT-1.1.6编译过程分析

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u-boot-1.1.6 使用makefile来管理整个工程的编译，使用时可以分为两部分，使用时首先make <board-name>_config，在 ./include/config/下生成config.mk文件，其中根据board信息写入了BOARD_NAME，ARCH，CPU，BOARD，VENDOR，SOC等信息。 之后执行make all， 即可在工程目录下编译出u-boot.bin供下载。

U-BOOT-1.1.6可在denx的git仓库中下载: http://git.denx.de/?p=u-boot.git;a=summary

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写作注释：

• 使用命令1表示执行的指令

• 使用

  代码段表示代码段 

• 使用斜体字表示变量名
• 使用黑体字表示文件目录名

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下面以三星的smdk2410开发板的编译过程分析整个流程

第一部分 make smdk2410_config， 生成后续编译过程需要的配置文件及头文件：

由第一部执行的命令make smoke2410_config 定位到工程目录下Makefile文件中第1880行：

smdk2410_config: unconfig@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0其中MKCONFIG变量定位到该Makefile文件的第92行：MKCONFIG:= $(SRCTREE)/mkconfigexport MKCONFIG

可知MKCONFIG即对应工程目录下的mkconfig脚本，通过它来根据配置参数对编译过程做具体的配置。故主Makefile中对smdk2410_config目标所执行的指令展开为：

./mkconfig smdk2410 arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

1−6分别对应BoardName，ARCH，CPU，BOARD，VENDOR，SOC，
个人理解BoardName即为开发板名称，所属arch架构体系，arm对应cpu类型，board对应主板项，VENDOR为供应商，s3c24x0为所属soc型号.
然后继续进入脚本./mkconfig中，首先在23行：

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

根据调用时传入的参数$1=smdk2410来对BOARD_NAME变量赋值，33-49行根据是否设置了编译目标目录来分开生成一些编译中要用到的依赖项：

if [ "$SRCTREE" != "$OBJTREE" ] ; thenmkdir -p ${OBJTREE}/includemkdir -p ${OBJTREE}/include2cd ${OBJTREE}/include2rm -f asmln -s ${SRCTREE}/include/asm-$2 asmLNPREFIX="../../include2/asm/"cd ../includerm -rf asm-$2rm -f asmmkdir asm-$2ln -s asm-$2 asmelsecd ./includerm -f asmln -s asm-$2 asmfi

其中SRCTREE, OBJTREE等变量在主Makefile中定义，在没有定义OBJTREE时，直接进入./include目录下根据主Makefile中调用脚本时指定的ARCH参数（即$2=arm）来生成asm软链接，指向./include/asm-arm。

53-57行：

if [ -z "$6" -o "$6" = "NULL" ] ; thenln -s ${LNPREFIX}arch-$3 asm-$2/archelseln -s ${LNPREFIX}arch-$6 asm-$2/archfi生成软连接./include/arch，指向./include/asm-arm/arch-s3c24x0（编译时$6非空）if [ "$2" = "arm" ] ; thenrm -f asm-$2/procln -s ${LNPREFIX}proc-armv asm-$2/procfi59行当传入ARCH类型为arm时，生成软连接./include/asm-$2/proc，指向./include/asm-arm/proc-armv。 至此已经生成了编译过程要用到的三个软连接./include/asm  -> ./include/asm-arm./include/asm/arch -> ./include/asm-arm/arch-s3c24x0./include/asm/proc -> ./include/asm-arm/proc-armv后续./mkconfig第64-85行：echo "ARCH   = $2" >  config.mkecho "CPU    = $3" >> config.mkecho "BOARD  = $4" >> config.mk[ "$5" ] && [ "$5" != "NULL" ] && echo "VENDOR = $5" >> config.mk[ "$6" ] && [ "$6" != "NULL" ] && echo "SOC    = $6" >> config.mkif [ "$APPEND" = "yes" ]thenecho >> config.helse> config.h fiecho "#include <configs/$1.h>" >>config.h

将ARCH，CPU，BOARD，VENDOR，SOC变量写入./include/config.mk文件，作为后续编译工作的配置文件，最后根据APPEND变量的值来决定是生成新的配置头文件还是追加至现存头文件的最后。本次编译时创建新文件，生成./include/configs/config.h，其中只包含一句

“#include <configs/smdk2410.h>”

故可知编译过程会依赖./include/configs/smdk2410.h，当做u-boot移植时需要在./include/configs/目录下放置一个.h文件，其中内容配置整个u-boot的编译过程，根据其中的配置项裁剪定制生成u-boot的功能，其中配置选项分两种，以CONFIG开头和CFG开头，以CONFIG开头的多为功能模块选择，CFG开头的则更细致。
至此完成了第一部分 make smdk2410_config 执行过程，生成了编译过程所依赖的配置文件及头文件。

第二部分 make all， 根据第一部分生成的配置文件编译整个项目：

由make all 定位至./Makefile文件第240行：

ALL = $(obj)u-boot.srec $(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND) $(obj)u-boot.disall:$(ALL)由ALL变量来控制具体的编译输出，其中obj变量在第104行定义为：ifneq ($(OBJTREE)obj := $(OBJTREE)/elseobj :=endif

继续定位OBJTREE可看到86行：

OBJTREE:= $(if $(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))

当BUILD_DIR未定义时OBJTREE即为当前目录。根据上述生成目标可继续分别定位得到244-260行：

$(obj)u-boot.hex:$(obj)u-boot$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O ihex $< $@$(obj)u-boot.srec: $(obj)u-boot$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@$(obj)u-boot.bin:$(obj)u-boot$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@$(obj)u-boot.dis: $(obj)u-boot$(OBJDUMP) -d $< > $@

由它们的依赖项* $(obj)u-boot *继续定位到263行：

$(obj)u-boot:depend version $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT)UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed  -n -e 's/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-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

继续定位依赖项可以得到./Makefile 170-219行：

OBJS  = cpu/$(CPU)/start.oOBJS := $(addprefix $(obj),$(OBJS))LIBS  = lib_generic/libgeneric.aLIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).aLIBS += cpu/$(CPU)/lib$(CPU).aifdef SOCLIBS += cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).aendifLIBS += lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).aLIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a \fs/reiserfs/libreiserfs.a fs/ext2/libext2fs.aLIBS += net/libnet.aLIBS += disk/libdisk.aLIBS += rtc/librtc.aLIBS += dtt/libdtt.aLIBS += drivers/libdrivers.aLIBS += drivers/nand/libnand.aLIBS += drivers/nand_legacy/libnand_legacy.aLIBS += drivers/sk98lin/libsk98lin.aLIBS += post/libpost.a post/cpu/libcpu.aLIBS += common/libcommon.aLIBS += $(BOARDLIBS)LIBS := $(addprefix $(obj),$(LIBS)).PHONY : $(LIBS)# Add GCC libPLATFORM_LIBS += -L $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`) -lgcc

可以看到目标项为cpu/$(CPU)/start.o， 为整个项目的入口处，同时连接了所有依赖库。

交叉编译、链接器，及编译、链接选项的配置与定义由./Makefile 第114-165行：

ifeq ($(OBJTREE)/include/config.mk,$(wildcard $(OBJTREE)/include/config.mk))# load ARCH, BOARD, and CPU configurationinclude $(OBJTREE)/include/config.mkexport ARCH CPU BOARD VENDOR SOCifndef CROSS_COMPILEifeq ($(ARCH),arm)CROSS_COMPILE = arm-none-eabi-endifendifendifexport CROSS_COMPILE# load other configurationinclude $(TOPDIR)/config.mk

首先导入第一部分生成的配置文件./include/config.mk，根据指定的ARCH参数确定交叉编译器。
导入主config.mk文件，完成对整个项目的编译选项的配置。
在./config.mk中 76-92行：

ifdefARCHsinclude $(TOPDIR)/$(ARCH)_config.mk# include architecture dependend rulesendififdef CPUsinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/config.mk# include  CPU specific rulesendififdef SOCsinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/$(SOC)/config.mk# include  SoC specific rulesendififdef VENDORBOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD)elseBOARDDIR = $(BOARD)endififdef BOARDsinclude $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk# include board specific rulesendif

根据第一部分配置所得信息进一步进入各个子目录中，导入相应的配置文件，其中./board/boardname/config.mk中定义了段地址：

TEXT_BASE = 0X33F80000

继续分析主配置文件./config.mk， 第119-145行：

AS = $(CROSS_COMPILE)asLD = $(CROSS_COMPILE)ldCC = $(CROSS_COMPILE)gccCPP = $(CC) -EAR = $(CROSS_COMPILE)arNM = $(CROSS_COMPILE)nmSTRIP = $(CROSS_COMPILE)stripOBJCOPY = $(CROSS_COMPILE)objcopyOBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdumpRANLIB = $(CROSS_COMPILE)RANLIBifndef LDSCRIPT#LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds.debugifeq ($(CONFIG_NAND_U_BOOT),y)LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot-nand.ldselseLDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.ldsendifendif

进一步定义了编译器CC,CPP，汇编器AS，链接器LD，库管理器AR等工具，并根据是否定义了CONFIG_NAND_U_BOOT项来选择链接脚本LDSCRIPT。

主配置文件./config.mk中第227-244行：

ifndef REMOTE_BUILD%.s: %.S$(CPP) $(AFLAGS) -o $@ $<%.o: %.S$(CC) $(AFLAGS) -c -o $@ $<%.o: %.c$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<else$(obj)%.s: %.S$(CPP) $(AFLAGS) -o $@ $<$(obj)%.o: %.S$(CC) $(AFLAGS) -c -o $@ $<$(obj)%.o: %.c$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<endif

定义了具体的编译规则。

在链接脚本u-boot.lds（当定义了CONFIG_NAND_U_BOOT项时为 u-boot-nand.lds）中具体定义了整个项目的存储空间布局：

OUTPUT_ARCH(arm)ENTRY(_start)SECTIONS{. = 0x00000000;. = ALIGN(4);.text      :{  cpu/arm920t/start.o(.text)  *(.text)}. = ALIGN(4);.rodata : { *(.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 : { *(.bss) }_end = .;}

可知项目的入口点为：./cpu/arm920t/start.s 中的_start函数，到此即完成了整个u-boot项目的编译过程。