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系统移植（八）u-boot源码解析（未整理）

news 来源：原创 2024/9/23 5:25:19

文章目录

  • 一、分析make <board_name>_defconfig执行过程
    • （一）
      • 1. 1. 分析Makefile文件，分析Makefile文件的规则中目标为"<board_name>_defconfig",
    • （二）
    • （三）
  • 二、分析make menuconfig执行过程
  • 三、以GPIO驱动为例分析如何通过图形化界面方式实现驱动的编译
    • （一）GPIO的驱动在u-boot源码的drivers/gpio目录下
    • （二）打开drivers/gpio目录下的Makefile文件，找到以下内容
  • 四、make all执行过程详解
    • （一）通过执行make V=1 all命令，获取make all执行过程的详解介绍
  • 五、

一、分析make <board_name>_defconfig执行过程

（一）

1. 1. 分析Makefile文件，分析Makefile文件的规则中目标为"<board_name>_defconfig",

打开u-boot源码目录下的Makefile,搜索“%config”字符串，得到以下结果563 %config: scripts_basic outputmakefile FORCEecho $(Q)echo $(MAKE)echo $(build)564     $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@解析以上命令：
$@ : 目标
$^ : 所有的依赖
$< : 第一个依赖Q = @			---> 取消命令在终端的回显
MAKE = make		---> make命令
build = -f ./scripts/Makefile.build obj以下命令展开之后的结果：@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig stm32mp15_trusted_defconfig解析以上命令的含义：make 		---> 执行make命令-f ./scripts/Makefile.build 	---> 使用file文件作为Makefile文件obj=scripts/kconfig 		---> 执行make命令时，给obj变量赋值stm32mp15_trusted_defconfig   ---> make命令对应的目标

  1. 打开u-boot源码目录下的./scripts/Makefile.build，查找“config”目标，
    没有找到对应的目标，通过include包含了其它目录下的Makefile文件，得到以下信息
    55 kbuild-dir := $(if ( f i l t e r / (filter /%, (filter/(src)), ( s r c ) , (src), (src),(srctree)/$(src))
    56 kbuild-file := $(if $(wildcard ( k b u i l d − d i r ) / K b u i l d ) , (kbuild-dir)/Kbuild), (kbuild−dir)/Kbuild),(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
    57 include $(kbuild-file)

    以上命令展开之后的结果：include scripts/kconfig/Makefile

  2. 打开u-boot源码中的scripts/kconfig/Makefile文件，搜索“%_defconfig”字符串，
    得到以下结果：
    109 %_defconfig: $(obj)/conf
    110 ( Q ) (Q) (Q)< ( s i l e n t ) − − d e f c o n f i g = a r c h / (silent) --defconfig=arch/ (silent)−−defconfig=arch/(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)

    解析以上命令，将命令前边的$(Q)删除，然后重新执行make stm32mp15_trusted_defconfig
    命令，然后查看终端回显的结果，如下所示：
    scripts/kconfig/conf --defconfig=arch/…/configs/stm32mp15_trusted_defconfig Kconfig

    解析以上命令：
    scripts/kconfig/conf —> 使用file命令查看conf文件可知conf是一个
    —> ELF格式的可执行文件。
    —> conf程序通过命令行传参的方式，使用argc和argv获取对应的参数
    –defconfig=arch/…/configs/stm32mp15_trusted_defconfig
    —> config可执行程序的第一个参数
    —> arch/…/configs/目录下存放的是板子的默认的配置文件
    Kconfig
    —> config可执行程序的第二个参数
    —> u-boot源码目录下的Kconfig文件

    以上命令最终执行的效果：
    conf程序解析arch/…/configs/目录下stm32mp15_trusted_defconfig
    和u-boot源码目录下的Kconfig文件，最终在u-boot源码目录下生成.config配置文件，
    .config文件给Makefile文件使用，Makefile文件根据.config文件中的信息最终
    决定了u-boot源码中的哪些文件被编译，哪些文件不被编译。

  • 注：
  • file命令可以查看文件性质

（二）

（三）

二、分析make menuconfig执行过程

  1. 分析Makefile文件，分析Makefile文件的规则中目标为"menuconfig",
    打开u-boot源码目录下的Makefile,搜索“%config”字符串，得到以下结果
    563 %config: scripts_basic outputmakefile FORCE
    echo $(Q)
    echo $(MAKE)
    echo $(build)
    564 ( Q ) (Q) (Q)(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

    解析以上命令：
    $@ : 目标
    $^ : 所有的依赖
    $< : 第一个依赖

    Q = @ —> 取消命令在终端的回显
    MAKE = make —> make命令
    build = -f ./scripts/Makefile.build obj

    以下命令展开之后的结果：
    @make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig menuconfig

    解析以上命令的含义：
    make —> 执行make命令
    -f ./scripts/Makefile.build —> 使用file文件作为Makefile文件
    obj=scripts/kconfig —> 执行make命令时，给obj变量赋值
    menuconfig —> make命令对应的目标

  2. 打开u-boot源码目录下的./scripts/Makefile.build，查找“menuconfig”目标，
    没有找到对应的目标，通过include包含了其它目录下的Makefile文件，得到以下信息
    55 kbuild-dir := $(if ( f i l t e r / (filter /%, (filter/(src)), ( s r c ) , (src), (src),(srctree)/$(src))
    56 kbuild-file := $(if $(wildcard ( k b u i l d − d i r ) / K b u i l d ) , (kbuild-dir)/Kbuild), (kbuild−dir)/Kbuild),(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
    57 include $(kbuild-file)

    以上命令展开之后的结果：include scripts/kconfig/Makefile

  3. 打开u-boot源码中的scripts/kconfig/Makefile文件，搜索“menuconfig”字符串，
    得到以下结果：
    34 menuconfig: $(obj)/mconf
    35 $< $(silent) $(Kconfig)

    以上命令展开之后的结果为，执行make menuconfig命令
    scripts/kconfig/mconf Kconfig

    解析以上命令的作用：
    scripts/kconfig/mconf —> 使用file命令查看mconf程序的属性可知，
    —> mconf是一个ELF格式的可执行文件，
    Kconfig —> mconf可执行程序的第一个参数
    —> u-boot源码目录下的Kconfig文件

     mconf程序解析Kconfig文件中的信息，最终调用图形化界面的库，生成图形化的配置界面。

  4. 打开u-boot源码目录下的Kconfig文件，解析Kconfig文件中的信息。
    主菜单：类似于windows软件的菜单栏
    可以包含子菜单和菜单选项
    菜单：类似于windows软件中子菜单
    可以包含下一级的菜单或菜单选项
    菜单选项：菜单选项只能被选择或者不选择

    4.1 mainmenu 关键字
    作用：修饰主菜单
    格式：mainmenu “主菜单的名字”

    4.2 menu…endmenu 关键字
    作用：修饰菜单
    格式：
    menu “菜单的名字”
    // 1. 可以包含下一级的菜单
    // 2. 包含一个菜单选项
    endmenu

    4.3 bool 关键字
    作用：修饰菜单选项，修饰的菜单选项有两种状态[*]或[ ]
    格式：
    bool “菜单选项的名字”

    4.4 default 关键字
    作用：对应的菜单选项的默认的状态
    格式：default y|n

    4.5 help关键字
    作用：修饰帮助信息
    格式：
    help
    帮助信息的字符串

     可以通过：shift + ? 获取菜单选项对应的帮助信息。

    4.6 config关键字
    作用：修饰配置选项的
    格式：
    config 配置选项的名字
    |—> 1. 一般配置选项的名字的每个字符都要大写
    |—> 2. 多个单词之间使用“_”隔开

    当config修饰的配置选项对应的菜单选项配置为[*]时，
    此时“CONFIG_配置选项的名字 = y” 被写到.config文件中

    当config修饰的配置选项对应的菜单选项配置为[ ]时，
    此时“# CONFIG_配置选项的名字 is not set” 被写到.config文件中

    因此通过make menuconfig进行图形化界面配置时，最终修改的是.config文件中的配置信息。

    .config文件中的信息给Makefile文件使用，Makefile文件根据.config文件中的信息，
    决定u-boot中的源码哪些被编译，哪些不被编译。

    Makefile文件编译u-boot的伪代码：

    u-boot.stm32:u-boot.bin

    u-boot.bin:u-boot.elf
    objcopy -O binary u-boot.elf u-boot.bin

    u-boot.elf:$(obj-y)
    ld 命令，将.o文件链接生成.elf文件

    obj-y += 1.o
    obj- ( C O N F I G ∗ ∗ ∗ ∗ ) + = ∗ ∗ ∗ ∗ 2. o o b j − (CONFIG_****) += ****2.o obj- (CONFIG∗​∗∗∗)+=∗∗∗∗2.oobj−(CONFIG_    ) += 3.o
    …
    obj-$(CONFIG_    ) += ****n.o
    |—> CONFIG对应的变量在.config文件中定义。

    .o:.c
    gcc -c ****.c -o ****.o

    4.8 source关键字
    作用：包含下一级目录下的Kconfig文件
    格式：
    source “Kconfig文件名及对应的路径”

三、以GPIO驱动为例分析如何通过图形化界面方式实现驱动的编译

（一）GPIO的驱动在u-boot源码的drivers/gpio目录下

stm32_gpio.c

（二）打开drivers/gpio目录下的Makefile文件，找到以下内容

在这里插入图片描述

1》GPIO的驱动在u-boot源码的drivers/gpio目录下

stm32_gpio.c

2》打开drivers/gpio目录下的Makefile文件，找到以下内容

 54 obj-$(CONFIG_STM32_GPIO)    += stm32_gpio.o |---> 这个变量在.config文件中进行定义|---> 如果这个变量被定义为y，则stm32_gpio.c就会被编译

3》打开drivers/gpio/目录下的Kconfig文件，得到以下内容

  5 menu "GPIO Support"......
359 config STM32_GPIO  
360     bool "ST STM32 GPIO driver"
361     depends on DM_GPIO && (ARCH_STM32 || ARCH_STM32MP)
362     default y
363     help
364       Device model driver support for STM32 GPIO controller. It should be
365       usable on many stm32 families like stm32f4/f7/h7 and stm32mp1.
366       Tested on STM32F7.......
498 endmenu

4》打开drivers/目录下的Kconfig文件，得到以下内容

1 menu “Device Drivers”
45 source “drivers/gpio/Kconfig”
151 endmenu
5》打开u-boot源码目录下的Kconfig文件，得到以下内容

476 source "drivers/Kconfig"

6》配置GPIO驱动对应的菜单选项配置为[*]或[ ] ，然后查看.config文件中的信息

Device Drivers ---->GPIO Support ---->[*] ST STM32 GPIO driver|---> 配置为[*]或者[ ] 然后查看.config中CONFIG_STM32_GPIO变量定义

四、make all执行过程详解

（一）通过执行make V=1 all命令，获取make all执行过程的详解介绍

ld命令将各个目录下的.o文件先链接生成build-in.o文件
|
arm-linux-gnueabihf-ld.bfd -Ttext 0xC0100000 -o u-boot -T u-boot.lds
arch/arm/cpu/armv7/start.o --whole-archive arch/arm/cpu/built-in.o
arch/arm/cpu/armv7/built-in.o arch/arm/lib/built-in.o
arch/arm/mach-stm32mp/built-in.o board/st/common/built-in.o
board/st/stm32mp1/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/net/built-in.o
drivers/net/phy/built-in.o drivers/power/built-in.o
drivers/power/battery/built-in.o drivers/power/domain/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/cdns3/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/mtu3/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 env/built-in.o fs/built-in.o
lib/built-in.o net/built-in.o --no-whole-archive
arch/arm/lib/eabi_compat.o arch/arm/lib/lib.a -Map u-boot.map; true
将各个目录下的build-in.o文件链接生成u-boot文件
|
arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary u-boot u-boot-nodtb.bin
objcopy命令格式化拷贝将u-boot(ELF格式文件)格式化拷贝生成u-boot-nodtb.bin
|
make -f ./scripts/Makefile.build obj=dts dtbs
make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/dts dtbs
编译设备树文件，得到dts/dt.dtb
|
cat u-boot-nodtb.bin dts/dt.dtb > u-boot-dtb.bin
将dts/dt.dtb文件追加到u-boot-nodtb.bin文件结尾，得到u-boot-dtb.bin文件
|
cp u-boot-dtb.bin u-boot.bin
|
./tools/mkimage -T stm32image -a 0xC0100000 -e 0xC0100000 -d u-boot.bin u-boot.stm32 > u-boot.stm32.log && cat u-boot.stm32.log

mkimage : 可以通过man mkimage获取命令的帮助信息，生成镜像文件
-T stm32image ：设置镜像文件的类型
-a 0xC0100000 ：设置加载地址
-e 0xC0100000 ：设置程序入口地址
-d u-boot.bin ：镜像对应的数据文件
u-boot.stm32 ：mkimage命令给u-boot.bin文件添加对应的数据头，得到u-boot.stm32镜像文件

u-boot.stm32.log ：将mkimage命令执行的输出结果重定向到u-boot.stm32.log
&& cat u-boot.stm32.log ：将u-boot.stm32.log 文件中的内容在终端进行回显。

五、

在这里插入图片描述

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