Welcome 微信登录

首页 / 操作系统 / Linux / Android _ UBOOT分析

1 U-BOOT中的DDR初始化
设置参数:/uboot/include/configs/smdk6410.h实际操作:/uboot/cpu/s3c6410/cpu_init.s
2 源代码组织
对于ARM而言,主要的目录如下:board                 平台依赖 存放电路板相关的目录文件,每一套板子对 应一个目录。如ARMEasy6410 (arm1176) cpu                   平台依赖 存放CPU相关的目录文件,每一款CPU对应一个目录,例如:arm920t、 xscale、s3c64xx等目录
lib_arm            平台依赖 存放对ARM体系结构通用的文件,主要用于实现ARM平台通用的函数,如软件浮点。common           通用 通用的多功能函数实现,如环境,命令,控制台相关的函数实现。include             通用 头文件和开发板配置文件,所有开发板的配置文件都在configs目录下lib_generic      通用 通用库函数的实现net                   通用 存放网络协议的程序drivers            通用 通用的设备驱动程序,主要有以太网接口的驱动,nand驱动。
.......
makefile简要分析
所有这些目录的编译连接都是由顶层目录的makefile来确定的。在执行make之前,先要执行make $(board)_config 对工程进行配置,以确定特定于目标板的各个子目录和头文件。$(board)_config:是makefile 中的一个伪目标,它传入指定的CPU,ARCH,BOARD,SOC参数去执行mkconfig脚本。这个脚本的主要功能在于连接目标板平台相关的头文件夹,生成config.h文件包含板子的配置头文件。使得makefile能根据目标板的这些参数去编译正确的平台相关的子目录。★解析:在编译U-BOOT之前,先要执行# make ARMEasy6410_sd_configARMEasy6410_sd_config是Makefile的一个目标,定义如下:ARMEasy6410_sd_config : unconfig@$(MKCONFIG) ARMEasy6410 arm s3c64xx ARMEasy6410 samsung s3c6410 SD ram128 unconfig::@rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk $(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp 显然,执行# make ARMEasy6410_sd_config时,先执行unconfig目标,注意不指定输出目标时,obj,src变量均为空,unconfig下面的命令清理上一次执行make *_config时生成的头文件和makefile的包含文件。主要是include/config.h 和include/config.mk文件。 然后才执行命令@$(MKCONFIG) ARMEasy6410 arm s3c64xx ARMEasy6410 samsung s3c6410 SD ram128MKCONFIG 是顶层目录下的mkcofig脚本文件,后面五个是传入的参数。对于ARMEasy6410_sd_config而言,mkconfig主要做三件事:@1在include文件夹下建立相应的文件(夹)软连接,#如果是ARM体系将执行以下操作:#ln -s asm-armasm #ln -sarch-s3c24x0asm-arm/arch #ln -s proc-armv asm-arm/proc@2生成Makefile包含文件include/config.mk,内容很简单,定义了四个变量:ARCH = armCPU = s3c64xxBOARD = ARMEasy6410VENDOR = samsungSOC = s3c6410@3生成include/config.h头文件:/* Automatically generated - do not edit */ #define ARMEasy6410_BOOT_MEDIA_SD#define ARMEasy6410_BOOT_RAM128#include  mkconfig脚本文件的执行至此结束,继续分析Makefile剩下部分。 ★包含include/config.mk,其实也就相当于在Makefile里定义了上面四个变量而已。★指定交叉编译器前缀:ifeq ($(ARCH),arm) #这里根据ARCH变量,指定编译器前缀。CROSS_COMPILE = arm-linux-endif★包含config.mk:#包含顶层目录下的config.mk,这个文件里面主要定义了交叉编译器及选项和编译规则# load other configurationinclude $(TOPDIR)/config.mk分析config.mk的内容:@包含体系,开发板,CPU特定的规则文件:ifdef ARCH #指定预编译体系结构选项 sinclude $(TOPDIR)/$(ARCH)_config.mk # include architecture dependend rules endif ifdef CPU #定义编译时对齐,浮点等选项 sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/config.mk # includeCPU specific rules endif ifdef SOC #没有这个文件 sinclude $(TOPDIR)/cpu/$(CPU)/$(SOC)/config.mk # includeSoC specific rules endif ifdef BOARD #指定特定板子的镜像连接时的内存基地址,重要! sinclude $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/config.mk # include board specific rules endif @定义交叉编译链工具 # 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@定义AR选项ARFLAGS,调试选项DBGFLAGS,优化选项OPTFLAGS预处理选项CPPFLAGS,C编译器选项CFLAGS,连接选项LDFLAGSLDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS) #指定了起始地址TEXT_BASE@指定编译规则:$(obj)%.s: %.S
$(CPP) $(AFLAGS) -o $@ $<
$(obj)%.o: %.S
$(CC) $(AFLAGS) -c -o $@ $<
$(obj)%.o: %.c
$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<回到顶层makefile文件:★U-boot需要的目标文件。OBJS  = cpu/$(CPU)/start.o # 顺序很重要,start.o必须放第一位★需要的库文件: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)★最终生成的各种镜像文件: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 $< $@ #这里生成的是U-boot 的ELF文件镜像$(obj)u-boot:depend version $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT) UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBS) |sed-n -e """"""""""""""""""""""""""""""""s/.*(__u_boot_cmd_.*)/-u1/p""""""""""""""""""""""""""""""""|sort|uniq`;cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) --Map u-boot.map -o u-boot分析一下最关键的u-boot ELF文件镜像的生成:  @依赖目标depend :生成各个子目录的.depend文件,.depend列出每个目标文件的依赖文件。生成方法,调用每个子目录的make _depend。depend dep:  for dir in $(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $$dir _depend ; done@依赖目标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)@伪目标SUBDIRS: 执行tools ,examples ,post,postcpu 子目录下面的make文件。SUBDIRS = tools examples post post/cpu .PHONY : $(SUBDIRS) $(SUBDIRS): $(MAKE) -C $@ all @依赖目标$(OBJS),即cpu/start.o $(OBJS): $(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))@依赖目标$(LIBS),这个目标太多,都是每个子目录的库文件*.a ,通过执行相应子目录下的make来完成:$(LIBS):
  $(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@)) @依赖目标$(LDSCRIPT):LDSCRIPT := $(TOPDIR)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds
LDFLAGS += -Bstatic -T $(LDSCRIPT) -Ttext $(TEXT_BASE) $(PLATFORM_LDFLAGS)对于ARMeasy6410,LDSCRIPT即连接脚本文件是oardsamsungARMEasy6410/u-boot.lds,定义了连接时各个目标文件是如何组织的。内容如下: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*/cpu/s3c64xx/start.o (.text) /*start.o为首*/cpu/s3c64xx/s3c6410/cpu_init.o (.text)cpu/s3c64xx/onenand_cp.o (.text)cpu/s3c64xx/nand_cp.o (.text)cpu/s3c64xx/movi.o (.text)*(.text)lib_arm/div0.o}. = 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);.mmudata : { *(.mmudata) }. = ALIGN(4);__bss_start = .;.bss : { *(.bss) }_end = .;} @执行连接命令: cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) -Map u-boot.map -o u-boot其实就是把start.o和各个子目录makefile生成的库文件按照LDFLAGS连接在一起,生成ELF文件u-boot 和连接时内存分配图文件u-boot.map。对于各子目录的makefile文件,主要是生成*.o文件然后执行AR生成对应的库文件。如lib_generic文件夹Makefile:LIB = $(obj)libgeneric.aCOBJS = 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.oSRCS:= $(COBJS:.o=.c) OBJS := $(addprefix $(obj),$(COBJS))$(LIB): $(obj).depend $(OBJS) #项层Makefile执行make libgeneric.a$(AR) $(ARFLAGS) $@ $(OBJS) 整个makefile剩下的内容全部是各种不同的开发板的*_config:目标的定义了。 概括起来,工程的编译流程也就是通过执行一个make *_config传入ARCH,CPU,BOARD,SOC参数,mkconfig根据参数将include头文件夹相应的头文件夹连接好,生成config.h。然后执行make分别调用各子目录的makefile 生成所有的obj文件和obj库文件*.a.  最后连接所有目标文件,生成镜像。不同格式的镜像都是调用相应工具由elf镜像直接或者间接生成的。然后再连接所有目标文件(库)生成最终的u-boot.bin。