uboot的编译及配置浅析

U-Boot的源码是通过GCC和Makefile组织编译的。顶层目录下的Makefile首先可以设置开发板的定义，然后递归地调用各级子目录下的Makefile，最后把编译过的程序链接成U-Boot映像。

1．顶层目录下的Makefile

它负责U-Boot整体配置编译。按照配置的顺序阅读其中关键的几行。

每一种开发板在Makefile都需要有板子配置的定义。例如smdk2410开发板的定义如下。

smdk2410_config : unconfig

@./mkconfig $(@:_config=) arm arm920t smdk2410 NULL s3c24x0

执行配置U-Boot的命令make smdk2410_config，通过./mkconfig脚本生成include/config.

mk的配置文件。文件内容正是根据Makefile对开发板的配置生成的。

ARCH = arm

CPU = arm920t

BOARD = smdk2410

SOC = s3c24x0

上面的include/config.mk文件定义了ARCH、CPU、BOARD、SOC这些变量。这样硬件平台依赖的目录文件可以根据这些定义来确定。SMDK2410平台相关目录如下。

board/smdk2410/

cpu/arm920t/

cpu/arm920t/s3c24x0/

lib_arm/

include/asm-arm/

include/configs/smdk2410.h

再回到顶层目录的Makefile文件开始的部分，其中下列几行包含了这些变量的定义。

# load ARCH, BOARD, and CPU configuration

include include/config.mk

export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC

Makefile的编译选项和规则在顶层目录的config.mk文件中定义。各种体系结构通用的规则直接在这个文件中定义。通过ARCH、CPU、BOARD、SOC等变量为不同硬件平台定义不同选项。不同体系结构的规则分别包含在ppc_config.mk、arm_config.mk、mips_config.mk等文件中。

顶层目录的Makefile中还要定义交叉编译器，以及编译U-Boot所依赖的目标文件。

ifeq ($(ARCH),arm)

CROSS_COMPILE = arm-linux- //交叉编译器的前缀

#endif

export CROSS_COMPILE

…

# U-Boot objects....order is important (i.e. start must be first)

OBJS = cpu/$(CPU)/start.o //处理器相关的目标文件

…

LIBS = lib_generic/libgeneric.a //定义依赖的目录，每个目录下先把目标文件连接成*.a文件。

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

…

然后还有U-Boot映像编译的依赖关系。

ALL = u-boot.srec u-boot.bin System.map

all: $(ALL)

u-boot.srec: u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O srec $< $@

u-boot.bin: u-boot

$(OBJCOPY) ${OBJCFLAGS} -O binary $< $@

……

u-boot: depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBS) $(LDSCRIPT)

UNDEF_SYM='$(OBJDUMP) -x $(LIBS) \

|sed -n -e 's/.*\(__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\

$(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(OBJS) \

--start-group $(LIBS) $(PLATFORM_LIBS) --end-group \

-Map u-boot.map -o u-boot

Makefile缺省的编译目标为all，包括u-boot.srec、u-boot.bin、System.map。u-boot.srec和u-boot.bin又依赖于U-Boot。U-Boot就是通过ld命令按照u-boot.map地址表把目标文件组装成u-boot。

其他Makefile内容就不再详细分析了，上述代码分析应该可以为阅读代码提供了一个线索。

2．开发板配置头文件

除了编译过程Makefile以外，还要在程序中为开发板定义配置选项或者参数。这个头文件是include/configs/<board_name>.h。<board_name>用相应的BOARD定义代替。

这个头文件中主要定义了两类变量。

一类是选项，前缀是CONFIG_，用来选择处理器、设备接口、命令、属性等。例如：

#define CONFIG_ARM920T 1

#define CONFIG_DRIVER_CS8900 1

另一类是参数，前缀是CFG_，用来定义总线频率、串口波特率、Flash地址等参数。例如：

#define CFG_FLASH_BASE 0x00000000

#define CFG_PROMPT "=>"

3．编译结果

根据对Makefile的分析，编译分为2步。第1步配置，例如：make smdk2410_config；第2步编译，执行make就可以了。

编译完成后，可以得到U-Boot各种格式的映像文件和符号表，如表6.3所示。

表6.3 U-Boot编译生成的映像文件

文 件 名 称	说 明	文 件 名 称	说 明
System.map	U-Boot映像的符号表	u-boot.bin	U-Boot映像原始的二进制格式
u-boot	U-Boot映像的ELF格式	u-boot.srec	U-Boot映像的S-Record格式

U-Boot的3种映像格式都可以烧写到Flash中，但需要看加载器能否识别这些格式。一般u-boot.bin最为常用，直接按照二进制格式下载，并且按照绝对地址烧写到Flash中就可以了。U-Boot和u-boot.srec格式映像都自带定位信息。

4．U-Boot工具

在tools目录下还有些U-Boot的工具。这些工具有的也经常用到。表6.4说明了几种工具的用途。

表6.4 U-Boot的工具

工 具 名 称	说 明	工 具 名 称	说 明
bmp_logo	制作标记的位图结构体	img2srec	转换SREC格式映像
envcrc	校验u-boot内部嵌入的环境变量	mkimage	转换U-Boot格式映像
gen_eth_addr	生成以太网接口MAC地址	updater	U-Boot自动更新升级工具

这些工具都有源代码，可以参考改写其他工具。其中mkimage是很常用的一个工具，Linux内核映像和ramdisk文件系统映像都可以转换成U-Boot的格式。