u-boot Makefile文件分析

microtiger

                解壓u-boot壓縮文件即可得到u-boot源代碼。這些源代碼可以分為3類：
第1類目錄與處理器體系結(jié)構(gòu)或者開發(fā)板硬件直接相關(guān)；
第2類目錄是一些通用的函數(shù)或者驅(qū)動程序；
第3類目錄是u-boot的應(yīng)用程序、工具或者文檔。
u-boot的源碼頂層目錄說明
目    錄           特   
性                解 釋 說 明
board             平臺依賴         
存放電路板相關(guān)的目錄文件，
                                       
例如：RPXlite(mpc8xx)、
                                       
smdk2410(arm920t)、
                                        sc520_cdp(x86)
等目錄
cpu               平臺依賴          存放CPU相關(guān)的目錄文件
               
                   例如：mpc8xx、ppc4xx、
                                   arm720t、arm920t、 xscale、i386等目錄
lib_ppc           平臺依賴         存放對PowerPC體系結(jié)構(gòu)通用的文件，
                                       主要用于實現(xiàn)PowerPC平臺通用的函數(shù)
lib_arm           平臺依賴         存放對ARM體系結(jié)構(gòu)通用的文件，
                                  主要用于實現(xiàn)ARM平臺通用的函數(shù)
lib_i386          平臺依賴         存放對X86體系結(jié)構(gòu)通用的文件，
                                  主要用于實現(xiàn)X86平臺通用的函數(shù)
include            通用             頭文件和開發(fā)板配置文件，
                                  所有開發(fā)板的配置文件都在configs目錄下
common            通用        通用的多功能函數(shù)實現(xiàn)
lib_generic       通用        通用庫函數(shù)的實現(xiàn)
net        
       通用       存放網(wǎng)絡(luò)的程序
fs                通用        存放文件系統(tǒng)的程序
post              通用        存放上電自檢程序
drivers           通用         通用的設(shè)備驅(qū)動程序，主要有以太網(wǎng)接口的驅(qū)動
disk              通用        硬盤接口程序
rtc               通用        RTC的驅(qū)動程序
dtt            
   通用         數(shù)字溫度測量器或者傳感器的驅(qū)動
examples          應(yīng)用例程    一些獨立運(yùn)行的應(yīng)用程序的例子，例如helloworld
tools             工具        存放制作S-Record或者u-boot格式的映像等工具，
                              例如mkimage
doc               文檔        開發(fā)使用文檔
   
u-boot的源代碼包含對幾十種處理器、數(shù)百種開發(fā)板的支持�？墒菍τ谔囟ǖ拈_發(fā)板，配置編譯過程只需要其中部分程序。這里具體以S3C2410 &
arm920t處理器為例，具體分析S3C2410處理器和開發(fā)板所依賴的程序，以及u-boot的通用函數(shù)和工具。

編譯
以smdk_2410板為例，編譯的過程分兩部：
# make smdk2410_config
#
make
頂層Makefile分析
以smdk_2410為例，順序分析Makefile大致的流程及結(jié)構(gòu)如下：
1)
Makefile中定義了源碼及生成的目標(biāo)文件存放的目錄,目標(biāo)文件存放目錄BUILD＿DIR可以通過make O=dir
指定。如果沒有指定，則設(shè)定為源碼頂層目錄。一般編譯的時候不指定輸出目錄，則BUILD＿DIR為空。其它目錄變量定義如下：
#OBJTREE和LNDIR為存放生成文件的目錄，TOPDIR與SRCTREE為源碼所在目錄
OBJTREE  := $(if
$(BUILD_DIR),$(BUILD_DIR),$(CURDIR))
SRCTREE  := $(CURDIR)
TOPDIR  :=
$(SRCTREE)
LNDIR  := $(OBJTREE)
export TOPDIR SRCTREE
OBJTREE
2）定義變量MKCONFIG：這個變量指向一個腳本，即頂層目錄的mkconfig。
MKCONFIG :=
$(SRCTREE)/mkconfig
export MKCONFIG
在編譯U－BOOT之前，先要執(zhí)行
# make
smdk2410_config
smdk2410_config是Makefile的一個目標(biāo)，定義如下：
smdk2410_config : unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=)
arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0
unconfig::
@rm -f
$(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk \
  $(obj)board/*/config.tmp
$(obj)board/*/*/config.tmp
顯然，執(zhí)行# make
smdk2410_config時，先執(zhí)行unconfig目標(biāo)，注意不指定輸出目標(biāo)時，obj，src變量均為空，unconfig下面的命令清理上一次執(zhí)行make
*_config時生成的頭文件和makefile的包含文件。主要是include/config.h
和include/config.mk文件。
然后才執(zhí)行命令
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL
s3c24x0
MKCONFIG 是頂層目錄下的mkcofig腳本文件，后面五個是傳入的參數(shù)。
對于smdk2410_config而言，mkconfig主要做三件事：
在include文件夾下建立相應(yīng)的文件（夾）軟連接，
#如果是ARM體系將執(zhí)行以下操作：
#ln -s     
asm-arm        asm   
#ln -s  arch-s3c24x0    asm-arm/arch
#ln -s   proc-armv      asm-arm/proc
生成Makefile包含文件include/config.mk，內(nèi)容很簡單，定義了四個變量：
ARCH   = arm
CPU    =
arm920t
BOARD  = smdk2410
SOC    =
s3c24x0
生成include/config.h頭文件，只有一行：
/*
Automatically generated - do not edit */
＃i nclude
"config/smdk2410.h"

mkconfig腳本文件的執(zhí)行至此結(jié)束，繼續(xù)分析Makefile剩下部分。
3）包含include/config.mk，其實也就相當(dāng)于在Makefile里定義了上面四個變量而已。
4)
指定交叉編譯器前綴：
ifeq
($(ARCH),arm)#這里根據(jù)ARCH變量，指定編譯器前綴。
CROSS_COMPILE =
arm-linux-
endif
5)包含config.mk:
#包含頂層目錄下的config.mk，這個文件里面主要定義了交叉編譯器及選項和編譯規(guī)則
# load other configuration
include
$(TOPDIR)/config.mk
下面分析config.mk的內(nèi)容：
　　　＠包含體系，開發(fā)板，CPU特定的規(guī)則文件：
ifdef ARCH　#指定預(yù)編譯體系結(jié)構(gòu)選項
sinclude
$(TOPDIR)/$(ARCH)_config.mk # include architecture dependend
rules
endif
ifdef CPU #定義編譯時對齊，浮點等選項
sinclude
$(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/config.mk # include  CPU specific
rules
endif
ifdef SOC #沒有這個文件
sinclude
$(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/$(SOC)/config.mk # include  SoC specific
rules
endif
ifdef BOARD　#指定特定板子的鏡像連接時的內(nèi)存基地址，重要！
sinclude
$(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk # include board specific
rules
endif
＠定義交叉編譯鏈工具
# Include the make variables
(CC, etc...)
#
AS = $(CROSS_COMPILE)as
LD = $(CROSS_COMPILE)ld
CC =
$(CROSS_COMPILE)gcc
CPP = $(CC) -E
AR = $(CROSS_COMPILE)ar
NM =
$(CROSS_COMPILE)nm
STRIP = $(CROSS_COMPILE)strip
OBJCOPY =
$(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP = $(CROSS_COMPILE)objdump
RANLIB =
$(CROSS_COMPILE)RANLIB
＠定義AR選項ARFLAGS，調(diào)試選項DBGFLAGS，優(yōu)化選項OPTFLAGS
　預(yù)處理選項CPPFLAGS，C編譯器選項CFLAGS，連接選項LDFLAGS
　LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE)
$(PLATFORM_LDFLAGS)　#指定了起始地址TEXT_BASE
＠指定編譯規(guī)則：
$(obj)%.s: %.S
$(CPP)
$(AFLAGS) -o $@ $
回到頂層makefile文件：
6）U-boot需要的目標(biāo)文件。
OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o #
順序很重要，start.o必須放第一位
7）需要的庫文件：
LIBS  =
lib_generic/libgeneric.a
LIBS += board/$(BOARDDIR)/lib$(BOARD).a
LIBS +=
cpu/$(CPU)/lib$(CPU).a
ifdef SOC
LIBS +=
cpu/$(CPU)/$(SOC)/lib$(SOC).a
endif
LIBS +=
lib_$(ARCH)/lib$(ARCH).a
LIBS += fs/cramfs/libcramfs.a fs/fat/libfat.a
fs/fdos/libfdos.a fs/jffs2/libjffs2.a \
fs/reiserfs/libreiserfs.a
fs/ext2/libext2fs.a
LIBS += net/libnet.a
LIBS += disk/libdisk.a
LIBS +=
rtc/librtc.a
LIBS += dtt/libdtt.a
LIBS += drivers/libdrivers.a
LIBS +=
drivers/nand/libnand.a
LIBS += drivers/nand_legacy/libnand_legacy.a
LIBS
+= drivers/sk98lin/libsk98lin.a
LIBS += post/libpost.a
post/cpu/libcpu.a
LIBS += common/libcommon.a
LIBS +=
$(BOARDLIBS)
LIBS := $(addprefix
$(obj),$(LIBS))
.PHONY : $(LIBS)
根據(jù)上面的include/config.mk文件定義的ARCH、CPU、BOARD、SOC這些變量。硬件平臺依賴的目錄文件可以根據(jù)這些定義來確定。SMDK2410平臺相關(guān)目錄及對應(yīng)生成的庫文件如下。
   
board/smdk2410/        ：庫文件board/smdk2410/libsmdk2410.a
   
cpu/arm920t/              ：庫文件cpu/arm920t/libarm920t.a
   
cpu/arm920t/s3c24x0/ :  庫文件cpu/arm920t/s3c24x0/libs3c24x0.a
   
lib_arm/                     : 庫文件lib_arm/libarm.a
    include/asm-arm/      
:下面兩個是頭文件。
    include/configs/smdk2410.h
8）最終生成的各種鏡像文件：
ALL = $(obj)u-boot.srec
$(obj)u-boot.bin $(obj)System.map $(U_BOOT_NAND)
all:  $(ALL)
$(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 $
分析一下最關(guān)鍵的u-boot
ELF文件鏡像的生成：
           @依賴目標(biāo)depend
:生成各個子目錄的.depend文件，.depend列出每個目標(biāo)文件的依賴文件。生成方法，調(diào)用每個子目錄的make
_depend。
depend dep:
  for dir in
$(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $$dir _depend ; done
@依賴目標(biāo)version：生成版本信息到版本文件VERSION_FILE中。
version:
  @echo -n "#define
U_BOOT_VERSION \"U-Boot " > $(VERSION_FILE); \
  echo -n
"$(U_BOOT_VERSION)" >> $(VERSION_FILE); \
  echo -n $(shell
$(CONFIG_SHELL) $(TOPDIR)/tools/setlocalversion \
    $(TOPDIR)) >>
$(VERSION_FILE); \
  echo "\"" >>
$(VERSION_FILE)
@偽目標(biāo)SUBDIRS: 執(zhí)行tools ,examples ,post,post\cpu
子目錄下面的make文件。
SUBDIRS = tools \
   examples
\
   post \
   post/cpu
.PHONY : $(SUBDIRS)
$(SUBDIRS):
  $(MAKE) -C $@
all
@依賴目標(biāo)$(OBJS)，即cpu/start.o
$(OBJS):
  $(MAKE) -C
cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir
$@))
@依賴目標(biāo)$(LIBS)，這個目標(biāo)太多，都是每個子目錄的庫文件*.a
，通過執(zhí)行相應(yīng)子目錄下的make來完成：
$(LIBS):
  $(MAKE) -C $(dir
$(subst $(obj),,$@))
@依賴目標(biāo)$(LDSCRIPT)：
LDSCRIPT :=
$(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds
LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE)
$(PLATFORM_LDFLAGS)
對于smdk2410,LDSCRIPT即連接腳本文件是board/smdk2410/u-boot.lds，定義了連接時各個目標(biāo)文件是如何組織的。內(nèi)容如下：
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm",
"elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
/*OUTPUT_FORMAT("elf32-arm",
"elf32-arm",
"elf32-arm")*/
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. =
0x00000000;
. =
ALIGN(4);
.text    :/*.text的基地址由LDFLAGS中-Ttext
$(TEXT_BASE)指定*/
{                      /*smdk2410指定的基地址為0x33f80000*/
   
cpu/arm920t/start.o (.text)         /*start.o為首*/
   
*(.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 = .;
}
@執(zhí)行連接命令：
cd $(LNDIR) && $(LD)
$(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \
   --start-group $(__LIBS) --end-group
$(PLATFORM_LIBS) \
   -Map u-boot.map -o
u-boot
其實就是把start.o和各個子目錄makefile生成的庫文件按照LDFLAGS連接在一起，生成ELF文件u-boot
和連接時內(nèi)存分配圖文件u-boot.map。
9)對于各子目錄的makefile文件，主要是生成*.o文件然后執(zhí)行AR生成對應(yīng)的庫文件。如lib_generic文件夾Makefile：
LIB =
$(obj)libgeneric.a
COBJS = bzlib.o bzlib_crctable.o
bzlib_decompress.o \
   bzlib_randtable.o bzlib_huffman.o \
   crc32.o
ctype.o display_options.o ldiv.o \
   string.o vsprintf.o
zlib.o

• SRCS  :=
  $(COBJS:.o=.c)

OBJS := $(addprefix $(obj),$(COBJS))
$(LIB): $(obj).depend $(OBJS)
#項層Makefile執(zhí)行make libgeneric.a
$(AR) $(ARFLAGS) $@
$(OBJS)
整個makefile剩下的內(nèi)容全部是各種不同的開發(fā)板的*_config:目標(biāo)的定義了。
概括起來，工程的編譯流程也就是通過執(zhí)行執(zhí)行一個make
*_config傳入ARCH，CPU，BOARD，SOC參數(shù)，mkconfig根據(jù)參數(shù)將include頭文件夾相應(yīng)的頭文件夾連接好，生成config.h。然后執(zhí)行make分別調(diào)用各子目錄的makefile
生成所有的obj文件和obj庫文件*.a.  
最后連接所有目標(biāo)文件，生成鏡像。不同格式的鏡像都是調(diào)用相應(yīng)工具由elf鏡像直接或者間接生成的。
               
               
               
               
               

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