u-boot源碼結構
在頂層目錄下有18個子目錄，分別存放和管理不同的源程序。這些目錄中所要存放的文件有其規則，可以分為3類。
第1類目錄與處理器體系結構或者開發板硬件直接相關；
第2類目錄是一些通用的函數或者驅動程序；
第3類目錄是u-boot的應用程序、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 平台依賴 存放開發板相關的目錄文件,每一套板子對應一個目錄。如RPXlite(mpc8xx)、
fsc100(arm_cortexa8)、sc520_cdp(x86) 等目錄，子目錄僅存放與開發板相關的c文件和配置文件，
不包含開發板CPU架構通用的實現文件
cpu 平台依賴 存放CPU相關的目錄文件，每一款CPU對應一個目錄。例如：mpc8xx、ppc4xx、
arm720t、arm_cortexa8、 xscale、i386等目錄
lib_XXX 平台依賴 存放對XXX體系結構通用的文件，主要用於實現XXX平台通用的函數，如軟件浮點
include 通用 頭文件和開發板配置文件，所有開發板的配置文件都在configs目錄下
common 通用 通用的多功能函數實現
lib_generic 通用 通用庫函數的實現
net 通用 與網絡協議棧相關的代碼，如bootp協議、tftp協議、rarp協議和nfs
fs 通用 存放支持的文件系統，如cramfs、ext2、fat、fdos、jffs2、reiserfs、ubifs、yaffs2文件系統
post 通用 存放上電自檢(Power On Self Test)程序
drivers 通用 通用的設備驅動程序，主要有串口、USB、mmc、以太網接口的驅動等
disk 通用 硬盤接口程序
rtc 通用 RTC實時時鍾的驅動程序
api 通用 平台無關的應用接口
examples 應用例程 一些獨立運行的應用程序的例子，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 開發使用文檔
View Code
.
|-- \
|-- 123.txt
|-- api
|-- board
|-- CHANGELOG
|-- CHANGELOG-before-U-Boot-1.1.5
|-- common
|-- config.mk
|-- COPYING
|-- cpu
|-- CREDITS
|-- disk
|-- doc
|-- drivers
|-- examples
|-- fs
|-- include
|-- lib_arm
|-- lib_avr32
|-- lib_blackfin
|-- libfdt
|-- lib_generic
|-- lib_i386
|-- lib_m68k
|-- lib_microblaze
|-- lib_mips
|-- lib_nios
|-- lib_nios2
|-- lib_ppc
|-- lib_sh
|-- lib_sparc
|-- MAINTAINERS
|-- MAKEALL
|-- Makefile
|-- mkconfig
|-- nand_spl
|-- net
|-- onenand_ipl
|-- post
|-- README
|-- rules.mk
|-- System.map
|-- tags
|-- tools
|-- u-boot
|-- u-boot.bin
|-- u-boot.lds
|-- u-boot.map
`-- u-boot.srec
29 directories, 20 filesmakefile簡要分析:
主目錄中的Makefile是對整個工程的編譯鏈接規則進行了描述。
子目錄中的Makfile主要是編譯一些源文件並進行歸檔，生成一些靜態庫。
Mkconfig是個腳本文件，負責對主目錄中makefile進行配置的文件。創建一些符號鏈接，並在include目錄下創建了兩個文件：config.mk和config.h。
config.mk包含了uboot運行的環境，定義了主目錄和子目錄makefile通用的變量,包括體系結構、處理器和板子。
Config.h中指明了板子相關的配置頭文件。
所有這些目錄的編譯連接都是由頂層目錄的makefile來確定的。
1) Makefile中定義了源碼及生成的目標文件存放的目錄,目標文件存放目錄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 := $(SRCTREE)/mkconfig
export MKCONFIG
在編譯 U－BOOT之前，先要執行
# make fsc100_config
fsc100_config是Makefile的一個目標，定義如下：
fsc100_config: unconfig
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm_cortexa8 fsc100 samsung s5pc1xx
unconfig:
@rm -f $(obj)include/config.h $(obj)include/config.mk \
$(obj)board/*/config.tmp $(obj)board/*/*/config.tmp \
$(obj)include/autoconf.mk $(obj)include/autoconf.mk.dep
%: %_config
$(MAKE)
顯然，執行# make fsc100_config時，先執行unconfig目標，注意不指定輸出目標時，obj，src變量均為空，unconfig下面的命令清理上一次執行make *_config時生成的頭文件和makefile的包含文件。主要是include/config.h 和include/config.mk文件。
然后才執行命令
@$(MKCONFIG) $(@:_config=) arm arm_cortexa8 fsc100 samsung s5pc1xx
MKCONFIG 是頂層目錄下的mkcofig腳本文件，后面五個是傳入的參數。
對於fsc100_config而言，mkconfig主要做三件事：
在include文件夾下建立相應的文件（夾）軟連接，
#如果是ARM體系將執行以下操作：
#ln -s asm-arm asm
#ln -s arch-s5pc1xx asm-arm/arch
#ln -s proc-armv asm-arm/proc
生成Makefile包含文件include/config.mk，內容很簡單，定義了四個變量：
ARCH = arm
CPU = arm_cortexa8
BOARD = fsc100
VENDOR = samsung
SOC = s5pc1xx
生成 include/config.h頭文件：
then
echo >> config.h
else
> config.h # Create new config file
fi
echo "/* Automatically generated - do not edit */" >>config.h
for i in ${TARGETS} ; do
echo "#define CONFIG_MK_${i} 1" >>config.h ;
done
cat << EOF >> config.h
#define CONFIG_BOARDDIR board/$BOARDDIR
#include <config_defaults.h>
#include <configs/$1.h>
#include <asm/config.h>
EOF
mkconfig腳本文件的執行至此結束，繼續分析Makefile剩下部分。
3）包含include/config.mk，其實也就相當於在 Makefile里定義了上面四個變量而已。
4) 指定交叉編譯器前綴：
# set default to nothing for native builds
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?=
endif
ifeq (arm,$(ARCH))#這里根據ARCH變量，指定編譯器前綴
CROSS_COMPILE ?= arm-cortex_a8-linux-gnueabi-
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則
# load other configuration
include $(TOPDIR)/config.mk
下面分析config.mk 的內容：
＠包含體系，開發板，CPU特定的規則文件：
ifdef ARCH #指定預編譯體系結構選項
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存基地址
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，調試選項DBGFLAGS，優化選項OPTFLAGS
預處理選項CPPFLAGS，C編譯器選項CFLAGS，連接選項LDFLAGS
LDFLAGS += -Bstatic -T $(obj)u-boot.lds $(PLATFORM_LDFLAGS)
ifneq ($(TEXT_BASE),)
LDFLAGS += -Ttext $(TEXT_BASE)
endif #指定了起始地址TEXT_BASE
＠指定編譯規則：
$(obj)%.s: %.S
$(CPP) $(AFLAGS) $(AFLAGS_$(@F)) $(AFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $<
$(obj)%.o: %.S
$(CC) $(AFLAGS) $(AFLAGS_$(@F)) $(AFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -cldf
$(obj)%.o: %.c
$(CC) $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c
$(obj)%.i: %.c
$(CPP) $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c
$(obj)%.s: %.c
$(CC) $(CFLAGS) $(CFLAGS_$(@F)) $(CFLAGS_$(BCURDIR)) -o $@ $< -c -S
回到頂層makefile文件：
6）U-boot需要的目標文件。
OBJS = cpu/$(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 := $(addprefix $(obj),$(LIBS))
.PHONY : $(LIBS)
根據上面的include/config.mk文件定義的ARCH、CPU、BOARD、SOC這些變量。硬件平台依賴的目錄文件可以根據這些定義來確定。fsc100平台相關目錄及對應生成的庫文件如下。
board/fsc100/ ：庫文件board/fsc100/libfsc100.a
cpu/arm_cortexa8/ ：庫文件cpu/arm_cortexa8/libarm_cortexa8.a
cpu/arm_cortexa8/s5pc1xx/ : 庫文件cpu/arm_cortexa8/s5pc1xx/libs5pc1xx.a
lib_arm/ : 庫文件lib_arm/libarm.a
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 $< $@
#這里生成的是U-boot 的ELF文件鏡像
GEN_UBOOT = \
UNDEF_SYM=`$(OBJDUMP) -x $(LIBBOARD) $(LIBS) | \
sed -n -e 's/.*\($(SYM_PREFIX)__u_boot_cmd_.*\)/-u\1/p'|sort|uniq`;\
cd $(LNDIR) && $(LD) $(LDFLAGS) $$UNDEF_SYM $(__OBJS) \
--start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
-Map u-boot.map -o u-boot
$(obj)u-boot: depend $(SUBDIRS) $(OBJS) $(LIBBOARD) $(LIBS) $(LDSCRIPT) $(obj)u-boot.lds$(GEN_UBOOT)
分析一下最關鍵的u-boot ELF文件鏡像的生成：
@依賴目標depend :生成各個子目錄的.depend文件，.depend列出每個目標文件的依賴文件。生成方法，調用每個子目錄的make _depend。
depend dep:
for dir in $(SUBDIRS) ; do $(MAKE) -C $$dir _depend ; done
@偽目標SUBDIRS: 執行tools ,examples ,post,post/cpu 子目錄下面的make文件。
SUBDIRS = tools \
examples/standalone \
examples/api
.PHONY : $(SUBDIRS)
$(SUBDIRS): depend
$(MAKE) -C $@ all
@依賴目標$(OBJS)，即cpu/start.o
$(OBJS): depend
$(MAKE) -C cpu/$(CPU) $(if $(REMOTE_BUILD),$@,$(notdir $@))
@依賴目標$(LIBBOARD)、$(LIBS)，這個目標太多，都是每個子目錄的庫文件*.a ，通過執行相應子目錄下的make來完成：
$(LIBBOARD): depend $(LIBS)
$(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
$(LIBS): depend $(SUBDIRS)
$(MAKE) -C $(dir $(subst $(obj),,$@))
@依賴目標$(LDSCRIPT)：
$(LDSCRIPT): depend
$(MAKE) -C $(dir $@) $(notdir $@)
@$(obj)u-boot.lds
u-boot.lds，定義了連接時各個目標文件是如何組織的。內容如下：
OUTPUT_FORMAT("elf32-littlearm", "elf32-littlearm", "elf32-littlearm")
OUTPUT_ARCH(arm)
ENTRY(_start)
SECTIONS
{
. = 0x00000000;
. = ALIGN(4);
.text :
{
cpu/arm_cortexa8/start.o (.text)
board/samsung/fsc100/lowlevel_init.o
board/samsung/fsc100/mem_setup.o
board/samsung/fsc100/nand_cp.o
*(.text)
}
. = ALIGN(4);
.rodata : { *(SORT_BY_ALIGNMENT(SORT_BY_NAME(.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-bootot
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 和連接時內存分配圖文件u-boot.map。
9)對於各子目錄的makefile文件，主要是生成*.o文件然后執行AR生成對應的庫文件。如lib_generic文件夾Makefile：
LIB = $(obj)libgeneric.a
COBJS-$(CONFIG_ADDR_MAP) += addr_map.o
COBJS-$(CONFIG_BZIP2) += bzlib.o
COBJS-$(CONFIG_BZIP2) += bzlib_crctable.o
COBJS-$(CONFIG_BZIP2) += bzlib_decompress.o
COBJS-$(CONFIG_BZIP2) += bzlib_randtable.o
COBJS-$(CONFIG_BZIP2) += bzlib_huffman.o
COBJS-$(CONFIG_USB_TTY) += circbuf.o
COBJS-y += crc16.o
COBJS-y += crc32.o
COBJS-y += ctype.o
COBJS-y += display_options.o
COBJS-y += div64.o
COBJS-$(CONFIG_GZIP) += gunzip.o
COBJS-$(CONFIG_LMB) += lmb.o
COBJS-y += ldiv.o
COBJS-$(CONFIG_MD5) += md5.o
COBJS-y += net_utils.o
COBJS-$(CONFIG_SHA1) += sha1.o
COBJS-$(CONFIG_SHA256) += sha256.o
COBJS-y += string.o
COBJS-y += strmhz.o
COBJS-y += time.o
COBJS-y += vsprintf.o
COBJS-$(CONFIG_ZLIB) += zlib.o
COBJS-$(CONFIG_RBTREE) += rbtree.o
COBJS := $(COBJS-y)
SRCS := $(COBJS:.o=.c)
OBJS := $(addprefix $(obj),$(COBJS))
$(LIB): $(obj).depend $(OBJS)
$(AR) $(ARFLAGS) $@ $(OBJS)
整個makefile剩下的內容全部是各種不同的開發板的*_config:目標的定義了。
概括起來，工程的編譯流程也就是通過執行執行一個make *_config傳入ARCH，CPU，BOARD，VENDOR，SOC參數，mkconfig根據參數將include頭文件夾相應的頭文件夾連接好，生成 config.h。然后執行make分別調用各子目錄的makefile 生成所有的obj文件和obj庫文件*.a. 最后連接所有目標文件，生成鏡像。不同格式的鏡像都是調用相應工具由elf鏡像直接或者間接生成的。