[uboot] (第四章)uboot流程——uboot編譯流程
以下例子都以project X專案tiny210(s5pv210平臺,armv7架構)為例
建議先看《[project X] tiny210(s5pv210)上電啟動流程(BL0-BL2)》,根據例子瞭解一下上電之後的BL0\BL1\BL2階段,以及各個階段的執行位置,功能。 建議先看《[uboot] (第二章)uboot流程——uboot-spl編譯流程》,其編譯流程基本上是類似的。最大區別在於dtb的編譯。
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一、uboot編譯和生成檔案
0、說明
現在的uboot已經做得和kernel很像,最主要的一點是,uboot也使用了dtb的方法,將裝置樹和程式碼分離開來(當然可以通過巨集來控制)。 project-x/u-boot/configs/tiny210_defconfig
CONFIG_OF_CONTROL=y
// 用於表示是否使用了dtb的方式
CONFIG_OF_SEPARATE=y
// 是否將dtb和uboot分離表一
所以在uboot的編譯中,和spl的最大區別是還要編譯dtb。 (前面我們將的spl是沒有使用dtb的,當然好像也可以使用dtb,只是我沒有試過)。
1、編譯方法
在project X專案中,所有映象,包括uboot、kernel、rootfs都是放在build目錄下進行編譯的。具體去參考該專案build的Makefile的實現。 假設config已經配置完成,在build編譯命令如下:
make uboot
Makefile中對應的命令如下: project-x/build/Makefile
BUILD_DIR=$(shell pwd) OUT_DIR=$(BUILD_DIR)/out UBOOT_OUT_DIR=$(OUT_DIR)/u-boot UBOOT_DIR=$(BUILD_DIR)/../u-boot uboot: mkdir -p $(UBOOT_OUT_DIR) make -C $(UBOOT_DIR) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) KBUILD_OUTPUT=$(UBOOT_OUT_DIR) $(BOARD_NAME)_defconfig make -C $(UBOOT_DIR) CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) KBUILD_OUTPUT=$(UBOOT_OUT_DIR) ## -C $(UBOOT_DIR) 指定了要在../uboot,也就是uboot的程式碼根目錄下執行make ## CROSS_COMPILE=$(CROSS_COMPILE) 指定了交叉編譯器 ## KBUILD_OUTPUT=$(UBOOT_OUT_DIR) 指定了最終編譯的輸出目錄是build/out/u-boot.
最終,相當於進入了uboot目錄執行了make動作。
2、生成檔案
最終編譯完成之後,會在project-x/build/out/u-boot下生成如下檔案:
arch common dts include net tools u-boot.cfg u-boot.lds u-boot.srec
board disk examples lib scripts System.map u-boot u-boot.dtb u-boot.map u-boot.sym
cmd drivers fs Makefile source test u-boot.bin u-boot-dtb.bin u-boot-nodtb.bin
其中,arch、common、dts、include、board、drivers、fs等等目錄是對應程式碼的編譯目錄,各個目錄下都會生成相應的built.o,是由同目錄下的目標檔案連線而成。 重點說一下以下幾個檔案:
檔案 | 說明 |
---|---|
u-boot | 初步連結後得到的uboot檔案 |
u-boot-nodtb.bin | 在u-boot的基礎上,經過objcopy去除符號表資訊之後的可執行程式 |
u-boot.dtb | dtb檔案 |
u-boot-dtb.bin | 將u-boot-nodtb.bin和u-boot.dtb打包在一起的檔案 |
u-boot.bin | 在需要dtb的情況下,直接由u-boot-dtb.bin複製而來,也就是編譯u-boot的最終目標 |
u-boot.lds | uboot的連線指令碼 |
System.map | 連線之後的符號表檔案 |
u-boot.cfg | 由uboot配置生成的檔案 |
二、uboot編譯流程
1、編譯整體流程
根據一、2生成的檔案說明可知簡單流程如下: (1)各目錄下built-in.o的生成
原始檔、程式碼檔案編譯、彙編目標檔案同目錄目標檔案連線built-in目標檔案
(2)由所有built-in.o以u-boot.lds為連線指令碼通過連線來生成u-boot
built-in目標檔案以u-boot.lds為連線指令碼進行統一連線u-boot
(3)由u-boot生成u-boot-nodtb.bin
u-bootobjcopy動作去掉符號資訊表u-boot-nodtb.bin
(4)由生成uboot的dtb檔案
dts檔案dtc編譯、打包dtb檔案u-boot.dtb
(5)由u-boot-nodtb.bin和u-boot.dtb生成u-boot-dtb.bin
u-boot-nodtb.bin和u-boot.dtb追加整合兩個檔案u-boot-dtb.bin
(6)由u-boot-dtb.bin複製生成u-boot.bin
u-boot-dtb.bin複製u-boot.bin
2、具體編譯流程分析
我們直接從make uboot命令分析,也就是從uboot下的Makefile的依賴關係來分析整個編譯流程。 注意,這個分析順序和上述的整體編譯流程的順序是反著的。
- (1)入口分析 在project-x/u-boot/Makefile中
all: $(ALL-y)
ALL-y += u-boot.srec u-boot.bin u-boot.sym System.map u-boot.cfg binary_size_check
u-boot.bin就是我們的目標,所以後需要主要研究u-boot.bin的依賴關係。
- (2)u-boot.bin的依賴關係 在project-x/u-boot/Makefile中
ifeq ($(CONFIG_OF_SEPARATE),y)
## CONFIG_OF_SEPARATE用於定義是否有DTB並且是否是和uboot分開編譯的。
## tiny210是有定義這個巨集的,所以走的是上面這路
u-boot-dtb.bin: u-boot-nodtb.bin dts/dt.dtb FORCE
$(call if_changed,cat)
## 由u-boot-nodtb.bin和dts/dt.dtb連線在一起,先生成u-boot-dtb.bin
## $(call if_changed,cat)會呼叫到cmd_cat函式,具體實現我們不分析了
u-boot.bin: u-boot-dtb.bin FORCE
$(call if_changed,copy)
## 直接將u-boot-dtb.bin複製為u-boot.bin
## $(call if_changed,copy)會呼叫到cmd_copy函式,具體實現我們不分析了
else
u-boot.bin: u-boot-nodtb.bin FORCE
$(call if_changed,copy)
endif
對應於上述二、1(5)流程和上述二、1(6)流程。 後續有兩個依賴關係要分析,分別是u-boot-nodtb.bin和dts/dt.dtb。 u-boot-nodtb.bin依賴關係參考下述二、2(3)-2(6). dts/dt.dtb依賴關係參考下述二、2(7) 其中u-boot-nodtb.bin的依賴關係和SPL的相當類似,可以先參考一下《[uboot] (第二章)uboot流程——uboot-spl編譯流程》。
- (3)u-boot-nodtb.bin的依賴關係 在project-x/u-boot/Makefile中
u-boot-nodtb.bin: u-boot FORCE
$(call if_changed,objcopy)
$(call DO_STATIC_RELA,$<,[email protected],$(CONFIG_SYS_TEXT_BASE))
$(BOARD_SIZE_CHECK)
## $(call if_changed,objcopy)表示當依賴檔案發生變化時,將依賴檔案經過objcopy處理之後得到目標檔案。
## 也就是通過objcopy把u-boot的符號資訊以及一些無用資訊去掉之後,得到了u-boot-nodtb.bin。
如上述Makefile程式碼u-boot-nodtb.bin依賴於u-boot,並且由u-boot經過objcopy操作之後得到。 對應於上述二、1(3)流程.
- (4)u-boot的依賴關係 在project-x/u-boot/Makefile中
u-boot: $(u-boot-init) $(u-boot-main) u-boot.lds FORCE
$(call if_changed,u-boot__)
## $(call if_changed,u-boot__)來生成目標
## $(call if_changed,u-boot__)對應cmd_u-boot__命令
如上,u-boot依賴於$(u-boot-init) 、$(u-boot-main)和u-boot.lds,並且最終會呼叫cmd_u-boot__來生成u-boot。 cmd_u-boot__實現如下 project-x/u-boot/Makefile
cmd_u-boot__ ?= $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_u-boot) -o [email protected] \
-T u-boot.lds $(u-boot-init) \
--start-group $(u-boot-main) --end-group \
$(PLATFORM_LIBS) -Map u-boot.map
將cmd_u-boot__通過echo命令打印出來之後得到如下(拆分出來看的): project-x/u-boot/Makefile
/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/arm-none-linux-gnueabi-ld
-pie --gc-sections -Bstatic -Ttext 0x23E00000
-o u-boot
-T u-boot.lds
arch/arm/cpu/armv7/start.o
--start-group
arch/arm/cpu/built-in.o arch/arm/cpu/armv7/built-in.o arch/arm/lib/built-in.o arch/arm/mach-s5pc1xx/built-in.o board/samsung/common/built-in.o board/samsung/tiny210/built-in.o cmd/built-in.o common/built-in.o disk/built-in.o drivers/built-in.o drivers/dma/built-in.o drivers/gpio/built-in.o drivers/i2c/built-in.o drivers/mmc/built-in.o drivers/mtd/built-in.o drivers/mtd/onenand/built-in.o drivers/mtd/spi/built-in.o drivers/net/built-in.o drivers/net/phy/built-in.o drivers/pci/built-in.o drivers/power/built-in.o drivers/power/battery/built-in.o drivers/power/fuel_gauge/built-in.o drivers/power/mfd/built-in.o drivers/power/pmic/built-in.o drivers/power/regulator/built-in.o drivers/serial/built-in.o drivers/spi/built-in.o drivers/usb/common/built-in.o drivers/usb/dwc3/built-in.o drivers/usb/emul/built-in.o drivers/usb/eth/built-in.o drivers/usb/gadget/built-in.o drivers/usb/gadget/udc/built-in.o drivers/usb/host/built-in.o drivers/usb/musb-new/built-in.o drivers/usb/musb/built-in.o drivers/usb/phy/built-in.o drivers/usb/ulpi/built-in.o fs/built-in.o lib/built-in.o net/built-in.o test/built-in.o test/dm/built-in.o
--end-group
arch/arm/lib/eabi_compat.o
-L /project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.8.3 -lgcc
-Map u-boot.map
可以看出上述是一條連線命令,以u-boot.lds為連結指令碼,把$(u-boot-init) 、$(u-boot-main)的指定的目標檔案連線到u-boot中。 並且已經指定輸出檔案為u-boot,連線指令碼為u-boot.lds。 連線很重要的東西就是連線標識,也就是 $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_u-boot)的定義。 嘗試把$(LD) \$(LDFLAGS) \$(LDFLAGS_u-boot)) 打印出來,結果如下:
LD=~/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/arm-none-linux-gnueabi-ld
LDFLAGS=
LDFLAGS_u-boot=-pie --gc-sections -Bstatic -Ttext 0x23E00000
LDFLAGS_u-boot定義如下
LDFLAGS_u-boot += -pie
LDFLAGS_u-boot += $(LDFLAGS_FINAL)
ifneq ($(CONFIG_SYS_TEXT_BASE),)
LDFLAGS_u-boot += -Ttext $(CONFIG_SYS_TEXT_BASE)
endif
## 當指定CONFIG_SYS_TEXT_BASE時,會配置連線地址。在tiny210專案中,定義如下:
## ./include/configs/tiny210.h:52:#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x23E00000
## $(LDFLAGS_FINAL)在如下幾個地方定義了
## ./config.mk:19:LDFLAGS_FINAL :=
## ./config.mk:80:LDFLAGS_FINAL += -Bstatic
## ./arch/arm/config.mk:16:LDFLAGS_FINAL += --gc-sections
## 通過上述LDFLAGS_u-boot=-pie --gc-sections -Bstatic -Ttext 0x23E00000也就可以理解了
## 對應於上述二、1(2)流程。
對應於上述二、1(2)流程。 關於u-boot依賴的說明在(5)、(6)中繼續介紹
- (5)u-boot-init & u-boot-main依賴關係(程式碼是如何被編譯的) 先看一下這兩個值打印出來的
u-boot-init=arch/arm/cpu/armv7/start.o
u-boot-main= arch/arm/cpu/built-in.o arch/arm/cpu/armv7/built-in.o arch/arm/lib/built-in.o arch/arm/mach-s5pc1xx/built-in.o board/samsung/common/built-in.o board/samsung/tiny210/built-in.o cmd/built-in.o common/built-in.o disk/built-in.o drivers/built-in.o drivers/dma/built-in.o drivers/gpio/built-in.o drivers/i2c/built-in.o drivers/mmc/built-in.o drivers/mtd/built-in.o drivers/mtd/onenand/built-in.o drivers/mtd/spi/built-in.o drivers/net/built-in.o drivers/net/phy/built-in.o drivers/pci/built-in.o drivers/power/built-in.o drivers/power/battery/built-in.o drivers/power/fuel_gauge/built-in.o drivers/power/mfd/built-in.o drivers/power/pmic/built-in.o drivers/power/regulator/built-in.o drivers/serial/built-in.o drivers/spi/built-in.o drivers/usb/common/built-in.o drivers/usb/dwc3/built-in.o drivers/usb/emul/built-in.o drivers/usb/eth/built-in.o drivers/usb/gadget/built-in.o drivers/usb/gadget/udc/built-in.o drivers/usb/host/built-in.o drivers/usb/musb-new/built-in.o drivers/usb/musb/built-in.o drivers/usb/phy/built-in.o drivers/usb/ulpi/built-in.o fs/built-in.o lib/built-in.o net/built-in.o test/built-in.o test/dm/built-in.o
可以觀察到是一堆目標檔案的路徑。這些目標檔案最終都要被連線到u-boot中。 u-boot-init & u-boot-main的定義如下程式碼: project-x/u-boot/Makefile
u-boot-init := $(head-y)
## head-y定義在如下位置
## ./arch/arm/Makefile:73:head-y := arch/arm/cpu/$(CPU)/start.o
libs-y += lib/
libs-y += fs/
libs-y += net/
libs-y += disk/
libs-y += drivers/
libs-y += drivers/dma/
libs-y += drivers/gpio/
libs-y += drivers/i2c/
...
u-boot-dirs := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(libs-y))) tools examples
## 過濾出路徑之後,加上tools目錄和example目錄
libs-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
## 先加上字尾built-in.o
u-boot-main := $(libs-y)
那麼u-boot-init & u-boot-main是如何生成的呢? 需要看一下對應的依賴如下:
$(sort $(u-boot-init) $(u-boot-main)): $(u-boot-dirs) ;
## 也就是說$(u-boot-init) $(u-boot--main)依賴於$(u-boot-dirs)
## sort函式根據首字母進行排序並去除掉重複的。
##u-boot-dirs := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(libs-y))) tools examples
## $(filter %/, $(libs-y)過濾出'/'結尾的字串,注意,此時$(libs-y)的內容還沒有加上built-in.o檔案字尾
## patsubst去掉字串中最後的'/'的字元。
## 最後u-boot-dirs打印出來如下:
## u-boot-dirs=arch/arm/cpu arch/arm/cpu/armv7 arch/arm/lib arch/arm/mach-s5pc1xx board/samsung/common board/samsung/tiny210 cmd common disk drivers drivers/dma drivers/gpio drivers/i2c drivers/mmc drivers/mtd drivers/mtd/onenand drivers/mtd/spi drivers/net drivers/net/phy drivers/pci drivers/power drivers/power/battery drivers/power/fuel_gauge drivers/power/mfd drivers/power/pmic drivers/power/regulator drivers/serial drivers/spi drivers/usb/common drivers/usb/dwc3 drivers/usb/emul drivers/usb/eth drivers/usb/gadget drivers/usb/gadget/udc drivers/usb/host drivers/usb/musb-new drivers/usb/musb drivers/usb/phy drivers/usb/ulpi fs lib net test test/dm tools examples
u-boot-dirs依賴規則如下:
PHONY += $(u-boot-dirs)
$(u-boot-dirs): prepare scripts
$(Q)$(MAKE) $(build)[email protected]
## 依賴於prepare scripts
## prepare會導致prepare0、prepare1、prepare2、prepare3目標被執行,最終編譯了tools目錄下的東西,生成了一些工具
## 然後執行$(Q)$(MAKE) $(build)[email protected]
## 也就是會對每一個目標檔案依次執行make \$(build)=目標檔案
對每一個目標檔案依次執行make $(build)=目標檔案 $(build)定義如下: project-x/u-boot/scripts/Kbuild.include
build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj
以arch/arm/mach-s5pc1xx為例 “$(MAKE) $(build)[email protected]”展開後格式如下 make -f project-x/u-boot/scripts/Makefile.build obj=arch/arm/mach-s5pc1xx。
Makefile.build定義built-in.o、.lib以及目標檔案.o的生成規則。這個Makefile檔案生成了子目錄的.lib、built-in.o以及目標檔案.o。 Makefile.build第一個編譯目標是__build,如下
PHONY := __build
__build:
## 所以會直接編譯執行__build這個目標,其依賴如下
__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
$(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \
$(subdir-ym) $(always)
@:
## 和built-in.o相關的是依賴builtin-target。下面來看這個依賴。
builtin-target := $(obj)/built-in.o
## 以obj=arch/arm/mach-s5pc1xx為例,那麼builtin-target就是arch/arm/mach-s5pc1xx/built-in.o.
## 依賴關係如下:
$(builtin-target): $(obj-y) FORCE
$(call if_changed,link_o_target)
## $(call if_changed,link_o_target)將所有依賴連線到$(builtin-target),也就是相應的built-in.o中了。
## 具體實現可以檢視cmd_link_o_target的實現,這裡不詳細說明了。
## 那麼$(obj-y)是從哪裡來的呢?是從相應目錄下的Makefile中include得到的。
# The filename Kbuild has precedence over Makefile
kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))
kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
include $(kbuild-file)
## 當obj=arch/arm/mach-s5pc1xx時,得到對應的kbuild-file=u-boot/arch/arm/mach-s5pc1xx/Makefile
## 而在u-boot/arch/arm/mach-s5pc1xx/Makefile中定義了obj-y如下:
## obj-y = cache.o
## obj-y += reset.o
## obj-y += clock.o
## 對應obj-y對應一些目標檔案,由C檔案編譯而來,這裡就不說明了。
後面來看目標檔案的編譯流程 ./scripts/Makefile.build/scripts/Makefile.build
# Built-in and composite module parts
$(obj)/%.o: $(src)/%.c $(recordmcount_source) FORCE
$(call cmd,force_checksrc)
$(call if_changed_rule,cc_o_c)
## 呼叫cmd_cc_o_c對.c檔案進行編譯
## cmd_cc_o_c格式如下:
cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o [email protected] $<
## $(CC) $(c_flags)打印出來如下:
## CC=/home/disk3/xys/temp/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/arm-none-linux-gnueabi-gcc
## c_flags=-Wp,-MD,arch/arm/mach-s5pc1xx/.clock.o.d -nostdinc -isystem /home/disk3/xys/temp/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/../lib/gcc/arm-none-linux-gnueabi/4.8.3/include -Iinclude -I/home/disk3/xys/temp/project-x/u-boot/include -I/home/disk3/xys/temp/project-x/u-boot/arch/arm/include -include /home/disk3/xys/temp/project-x/u-boot/include/linux/kconfig.h -I/home/disk3/xys/temp/project-x/u-boot/arch/arm/mach-s5pc1xx -Iarch/arm/mach-s5pc1xx -D__KERNEL__ -D__UBOOT__ -Wall -Wstrict-prototypes -Wno-format-security -fno-builtin -ffreestanding -Os -fno-stack-protector -fno-delete-null-pointer-checks -g -fstack-usage -Wno-format-nonliteral -D__ARM__ -marm -mno-thumb-interwork -mabi=aapcs-linux -mword-relocations -fno-pic -mno-unaligned-access -ffunction-sections -fdata-sections -fno-common -ffixed-r9 -msoft-float -pipe -march=armv7-a -I/home/disk3/xys/temp/project-x/u-boot/arch/arm/mach-s5pc1xx/include -DKBUILD_STR(s)=#s -DKBUILD_BASENAME=KBUILD_STR(clock) -DKBUILD_MODNAME=KBUILD_STR(clock)
對應於上述二、1(1)流程。
- (6)u-boot.lds依賴關係 這裡主要是為了找到一個匹配的連線檔案。
u-boot.lds: $(LDSCRIPT) prepare FORCE
$(call if_changed_dep,cpp_lds)
ifndef LDSCRIPT
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/$(CPUDIR)/u-boot.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/arch/$(ARCH)/cpu/u-boot.lds
endif
endif
## 也就是說依次從board/板級目錄、cpudir目錄、arch/架構/cpu/目錄下去搜索u-boot.lds檔案。
## 例如,tiny210(s5vp210 armv7)最終會在./arch/arm/cpu/下搜尋到u-boot.lds
綜上,最終指定了project-X/u-boot/arch/arm/cpu/u-boot.lds作為連線指令碼。
- (7)dts/dt.dtb依賴關係 該依賴關係的主要目的是生成dtb檔案。 首先了解dts檔案被放在了arch/arm/dts裡面,並通過dts下的Makefile進行選擇。 Makefile如下(剪切出一部分) project-X/u-boot/arch/arm/dts/Makefile
dtb-$(CONFIG_S5PC110) += s5pc1xx-goni.dtb
dtb-$(CONFIG_EXYNOS5) += exynos5250-arndale.dtb \
exynos5250-snow.dtb \
exynos5250-spring.dtb \
exynos5250-smdk5250.dtb \
exynos5420-smdk5420.dtb \
exynos5420-peach-pit.dtb \
exynos5800-peach-pi.dtb \
exynos5422-odroidxu3.dtb
dtb-$(CONFIG_TARGET_TINY210) += \
s5pv210-tiny210.dtb
## 填充選擇dtb-y
targets += $(dtb-y)
# Add any required device tree compiler flags here
DTC_FLAGS +=
## 用於新增DTC編譯選項
PHONY += dtbs
dtbs: $(addprefix $(obj)/, $(dtb-y))
@:
## 偽目標,其依賴為$(dtb-y)加上了源路徑,如下
## arch/arm/dts/s5pc1xx-goni.dtb
## arch/arm/dts/s5pv210-tiny210.dtb
## 後續會使用到這個偽目標
接下來看一下dts/dt.dtb的依賴關係
dtbs dts/dt.dtb: checkdtc u-boot
$(Q)$(MAKE) $(build)=dts dtbs
## checkdtc依賴用於檢查dtc的版本
## u-boot一旦發生變化那麼就重新編譯一遍dtb
## 重點關注命令 $(Q)$(MAKE) $(build)=dts dtbs
## 展開來就是make -f ~/project-x/u-boot/scripts/Makefile.build obj=dts dtbs
## 我們相當於值在/scripts/Makefile.build下執行了目標dtbs
在scripts/Makefile.build中dtbs的目標定義在哪裡呢 project-X/u-boot/scripts/Makefile.build
kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
include $(kbuild-file)
## 把對應的Makefile路徑包含了進去,也就是arch/arm/dts/Makefile
## 如前面所說,arch/arm/dts/Makefile中定義了dtbs的目標
## dtbs: $(addprefix $(obj)/, $(dtb-y))
## @:
## 這裡我們就找到對應的依賴關係了,依賴就是$(obj)/, $(dtb-y),舉個例子就是arch/arm/dts/s5pv210-tiny210.dtb
include scripts/Makefile.lib
## 包含了scripts/Makefile.lib,在編譯dts的時候會用到
接下來就是$(obj)/, $(dtb-y)的依賴關係了 project-X/u-boot/scripts/Makefile.lib
$(obj)/%.dtb: $(src)/%.dts FORCE
$(call if_changed_dep,dtc)
## 使用了萬用字元的方式
## 這樣就通過dtc對dts編譯生成了dtb檔案
對應於上述二、1(4)流程。
三、一些重點定義
- 1、連線標誌 在二、2(4)中說明。 連線命令在cmd_u-boot__中,如下
cmd_u-boot__ ?= $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_u-boot) -o [email protected] \
-T u-boot.lds $(u-boot-init) \
--start-group $(u-boot-main) --end-group \
$(PLATFORM_LIBS) -Map u-boot.map
連線標識如下:
LD=~/project-x/build/arm-none-linux-gnueabi-4.8/bin/arm-none-linux-gnueabi-ld
LDFLAGS=
LDFLAGS_u-boot=-pie --gc-sections -Bstatic -Ttext 0x23E00000
LDFLAGS_u-boot定義如下
LDFLAGS_u-boot += -pie
LDFLAGS_u-boot += $(LDFLAGS_FINAL)
ifneq ($(CONFIG_SYS_TEXT_BASE),)
LDFLAGS_u-boot += -Ttext $(CONFIG_SYS_TEXT_BASE)
endif
‘-o’指定了輸出檔案是u-boot,’-T’是指定了連線指令碼是當前目錄下的u-boot.lds, -Ttext指定了連線地址是CONFIG_SYS_TEXT_BASE。
- 2、連線地址 在二、2(4)中說明。 CONFIG_SYS_TEXT_BASE指定了u-boot.bin的連線地址。這個地址也就是uboot的起始執行地址。 對於tiny210,其定義如下(可以進行修改) /include/configs/tiny210.h
#define CONFIG_SYS_TEXT_BASE 0x23E00000
- 3、連線指令碼 在二、2(6)中說明。 u-boot/arch/arm/cpu/u-boot.lds
u-boot.lds: $(LDSCRIPT) prepare FORCE
$(call if_changed_dep,cpp_lds)
ifndef LDSCRIPT
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/board/$(BOARDDIR)/u-boot.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/$(CPUDIR)/u-boot.lds
endif
ifeq ($(wildcard $(LDSCRIPT)),)
LDSCRIPT := $(srctree)/arch/$(ARCH)/cpu/u-boot.lds
endif
endif
綜上,最終指定了project-X/u-boot/arch/arm/cpu/u-boot.lds作為連線指令碼。
四、uboot連結指令碼說明
1、連線指令碼整體分析
相對比較簡單,直接看連線指令碼的內容project-x/u-boot/arch/arm/cpu/u-boot.lds 前面有一篇分析連線指令碼的文章了《[kernel 啟動流程] 前篇——vmlinux.lds分析》,可以參考一下。 參考如下,只提取了一部分:
ENTRY(_start)
//定義了地址為_start的地址,所以我們分析程式碼就是從這個函式開始分析的!!!
. = 0x00000000;
//以下定義文字段
. = ALIGN(4);
.text :
{
__image_copy_start = .;
//定義__image_copy_start這個標號地址為當前地址
*(.vectors)
//所有目標檔案的vectors段,也就是中斷向量表連線到這裡來
CPUDIR/start.o (.text*)
//start.o檔案的.text段連結到這裡來
*(.text*)
//所有目標檔案的.text段連結到這裡來
}
//以下定義只讀資料段
. = ALIGN(4);
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.rodata*))) }
//以下定義資料段
. = ALIGN(4);
.data : {
*(.data*)
//所有目標檔案的.data段連結到這裡來
}
. = ALIGN(4);
//以下定義u_boot_list段,具體功能未知
. = ALIGN(4);
.u_boot_list : {
KEEP(*(SORT(.u_boot_list*)));
}
. = ALIGN(4);
.image_copy_end :
{
*(.__image_copy_end)
}
//定義__image_copy_end符號的地址為當前地址
//從__image_copy_start 到__image_copy_end的區間,包含了程式碼段和資料段。
.rel_dyn_start :
{
*(.__rel_dyn_start)
}
//定義__rel_dyn_start 符號的地址為當前地址,後續在程式碼中會使用到
.rel.dyn : {
*(.rel*)
}
.rel_dyn_end :
{
*(.__rel_dyn_end)
}
//定義__rel_dyn_end 符號的地址為當前地址,後續在程式碼中會使用到
//從__rel_dyn_start 到__rel_dyn_end 的區間,應該是在程式碼重定向的過程中會使用到,後續遇到再說明。
.end :
{
*(.__end)
}
_image_binary_end = .;
//定義_image_binary_end 符號的地址為當前地址
// 以下定義堆疊段
.bss_start __rel_dyn_start (OVERLAY) : {
KEEP(*(.__bss_start));
__bss_base = .;
}
.bss __bss_base (OVERLAY) : {
*(.bss*)
. = ALIGN(4);
__bss_limit = .;
}
.bss_end __bss_limit (OVERLAY) : {
KEEP(*(.__bss_end));
}
}
2、以下以.vectors段做說明,
.vectors是uboot連結指令碼第一個連結的段,也就是_start被連結進來的部分,也負責連結異常中斷向量表 先看一下程式碼project-x/u-boot/arch/arm/lib/vectors.S
.globl _start
.section ".vectors", "ax"
@@ 定義在.vectors段中
_start:
b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
.globl _undefined_instruction
.globl _software_interrupt
.globl _prefetch_abort
.globl _data_abort
.globl _not_used
.globl _irq
.globl _fiq
@@ 定義了異常中斷向量表
通過“arm-none-linux-gnueabi-objdump -D u-boot > uboot_objdump.txt”進行反編譯之後,得到了如下指令
23e00000 <__image_copy_start>:
23e00000: ea0000be b 23e00300 <reset>
23e00004: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e00020 <_undefined_instruction>
23e00008: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e00024 <_software_interrupt>
23e0000c: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e00028 <_prefetch_abort>
23e00010: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e0002c <_data_abort>
23e00014: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e00030 <_not_used>
23e00018: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e00034 <_irq>
23e0001c: e59ff014 ldr pc, [pc, #20] ; 23e00038 <_fiq>
// 可以看出以下是異常終端向量表
23e00020 <_undefined_instruction>:
23e00020: 23e00060 mvncs r0, #96 ; 0x60
// 其中,23e00020存放的是未定義指令處理函式的地址,也就是23e00060
// 以下以此類推
23e00024 <_software_interrupt>:
23e00024: 23e000c0 mvncs r0, #192 ; 0xc0
23e00028 <_prefetch_abort>:
23e00028: 23e00120 mvncs r0, #8
23e0002c <_data_abort>:
23e0002c: 23e00180 mvncs r0, #32
23e00030 <_not_used>:
23e00030: 23e001e0 mvncs r0, #56 ; 0x38
23e00034 <_irq>:
23e00034: 23e00240 mvncs r0, #4
23e00038 <_fiq>:
23e00038: 23e002a0 mvncs r0, #10
23e0003c: deadbeef cdple 14, 10, cr11, cr13, cr15, {7}
3、符號表中需要注意的符號
前面我們說過了在tiny210中把連線地址設定為0x23e00000。 project-x/build/out/u-boot/spl/u-boot.map
Linker script and memory map
Address of section .text set to 0x23e00000
.text 0x23e00000 0x29b28
*(.__image_copy_start)
.__image_copy_start
0x23e00000 0x0 arch/arm/lib/built-in.o
0x23e00000 __image_copy_start
*(.vectors)
.vectors 0x23e00000 0x300 arch/arm/lib/built-in.o
0x23e00000 _start
0x23e00020 _undefined_instruction
0x23e00024 _software_interrupt
0x23e00028 _prefetch_abort
0x23e0002c _data_abort
0x23e00030 _not_used
0x23e00034 _irq
0x23e00038 _fiq
0x23e00040 IRQ_STACK_START_IN
*(.__image_copy_end)
.__image_copy_end
0x23e36b78 0x0 arch/arm/lib/built-in.o
*(.__rel_dyn_start)
.__rel_dyn_start
0x23e36b78 0x0 arch/arm/lib/built-in.o
*(.__rel_dyn_end)
.__rel_dyn_end
0x23e3cbb8 0x0 arch/arm/lib/built-in.o
0x23e3cbb8 _image_binary_end = .
*(.__bss_start)
.__bss_start 0x23e36b78 0x0 arch/arm/lib/built-in.o
0x23e36b78 __bss_start
.__bss_end 0x23e6b514 0x0 arch/arm/lib/built-in.o
0x23e6b514 __bss_end
重點關注 * __image_copy_start & __image_copy_end 界定了程式碼空間的位置,用於重定向程式碼的時候使用,在uboot relocate的過程中,需要把這部分拷貝到uboot的新的地址空間中,後續在新地址空間中執行。 具體可以參考《[uboot] (番外篇)uboot relocation介紹》。 * _start 在u-boot-spl.lds中ENTRY(_start),也就規定了程式碼的入口函式是_start。所以後續分析程式碼的時候就是從這裡開始分析。 * __rel_dyn_start & __rel_dyn_end 由連結器生成,存放了絕對地址符號的label的地址,用於修改uboot relocate過程中修改絕對地址符號的label的值。 具體可以參考《[uboot] (番外篇)uboot relocation介紹》。 * _image_binary_end
綜上,u-boot的編譯就完成了。