【转载】altera soceds 工具编译preloader与uboot过程分析

wyzhou

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原文链接：https://blog.csdn.net/benjorsun/article/details/80332491

在开发altera soc cyclone v以及其它的soc时，我们需要先使用quartus 及其它组件qsys构建工程，然后soceds根据生成硬件配置文件handoff，生成uboot的头文件及相关配置，最后编译成我们需要的preloader及其及uboot。在使用bsp-editor生成相关文件后，在handoff与generated文件夹可以看到许多头文件与C语言文件，这些文件是用来更新uboot中相关文件的，主要涉及到系统配置，IO复用，DDR初始化等。下面从makefile入手，分析uboot的生成，更新，配置与编译流程。

    在使用bsp-editor后，在工程的目录softeware下生成generated，spl_bsp及顶层makefile文件。我们在编译时，会执行：

    make //生成preloader-mkimage.bin

    make uboot  //生成uboot.bin

    makefile主要是由一些有依赖关系构成的指令，这些指令来完成一些任务。当我们执行make时，通常是执行第一个目标，从文件中我们可以看到这个目标是：

.PHONY: all

all: spl mkpimage-spl

这就是第一个目标all，从名字上我们也可以看出这个目标是生成spl程序的。这个程序是个伪目标，依赖于后面的spl与mkpimage-spl两个目标的执行，就是说这个all的就是执行spl mkpimage-spl两个目标，那么先来看spl这个目标。

.PHONY: spl

spl: $(PRELOADER.BINARY)

spl依赖与PRELOADER.BINARY。继续往下递归找PRELOADER.BINARY。

$(PRELOADER.BINARY): $(CONFIG)

        $(MAKE) $(MAKE_ARGS) -C $(PRELOADER_SRC_DIR) spl/u-boot-spl.bin

这个目标是要做事情的make的。但是它还依赖config这个目标，再次往下递归：

.PHONY: config
config: $(CONFIG)


$(CONFIG): $(UPDATE_SRC) $(UNTAR_SRC) $(PATCH_APPLY)
        $(MAKE) $(MAKE_ARGS) -C $(PRELOADER_SRC_DIR) $(SOCFPGA_BOARD_CONFIG)

        $(stamp)

这个目标依赖与UPDATE_SRC UNTAR_SRC PATCH_APPLY三个目标，这时就不再往下递归了，这三个目标可以看makefile源文件，就是解压uboot源文件，把handoff generated文件夹下的相应文件拷贝到uboot-socfpga/board/altera/socfpga与下面sdram子目录，最后执行补丁程序。主要来看CONFIG目标，就是执行uboot的config程序，make XXX_config。

关于这个config是最具神秘色彩的，下面大体分析一下这个config到底做了些什么事。

要知道make socfpga_config到底做了什么，需要打开uboot-socfpga目标下的顶层makefile。找到下面这一段：

%_config::        unconfig

        @$(MKCONFIG) -A $(@:_config=)

后面这件事的unconfig的事不细说，也就是执行一些清理工作。接下来的是执行目录下面一个mkconfig的脚本。

@$(MKCONFIG) -A $(@:_config=)等价于mkconfig -A socfpga_cyclone5，注意这里是去掉config的，这是@:_config=的作用，写到这里真觉得应该好好补补makefile与shell编程了。

这一句就是级脚本mkconfig传递两个参数-A与socfpga_cyclone5_config。关于mkconfig的工作可以参考这篇博客：

https://blog.csdn.net/xiaolongwoaini99/article/details/79094753

if [ \( $# -eq 2 \) -a \( "$1" = "-A" \) ] ; then
        # Automatic mode
        line=`egrep -i "^[[:space:]]*${2}[[:space:]]" boards.cfg` || {
                echo "make: *** No rule to make target \`$2_config'.  Stop." >&2
                exit 1
        }



        set ${line}

$# -eq 2及$1="-A"是说是传入参数个数为2，每一个参数是-A。从配置文件boards.cfg中查找$2，也就是socfpga_cyclone5的一行，取出来入在变量line中。如图所示：

从上面看也就是想取出target arch cpu board_name vendor soc等变量,这个我们可以使用echo进行一次跟踪，在mkconfig中加入一句echo ${line},显示结果如下：

而set ${line}的作用就是将line设置到环境变量，我们可以显示一下set的值：

这时$1=socfpga_cyclone5 $2=arm $3=armv7 ....

下面的就不再一一分析了，其它就是设备环境变量：

arch=arm

cpu=armv7

soc=socfpga_cyclone5

vendor=altera

.....

这些变量可以用来找到相应目录，比如board目录通过是boards/vendor/boardname构成，这就是通过上面的环境变量来构建的。接下来就是生成一个config.h文件，如下代码：

echo "#define CONFIG_SYS_ARCH  \"${arch}\""  >> config.h
echo "#define CONFIG_SYS_CPU   \"${cpu}\""   >> config.h
echo "#define CONFIG_SYS_BOARD \"${board}\"" >> config.h


[ "${vendor}" ] && echo "#define CONFIG_SYS_VENDOR \"${vendor}\"" >> config.h


[ "${soc}"    ] && echo "#define CONFIG_SYS_SOC    \"${soc}\""    >> config.h


cat << EOF >> config.h
#define CONFIG_BOARDDIR board/$BOARDDIR
#include <config_cmd_defaults.h>
#include <config_defaults.h>
#include <configs/${CONFIG_NAME}.h>
#include <asm/config.h>
#include <config_fallbacks.h>
#include <config_uncmd_spl.h>

EOF

这样也就生成了配置文件，config流程也就结束了。再往后递归一步，也就是我们当前在执行make spl。那么他依赖config，config完成后，它会执行：

.PHONY: spl
spl: $(PRELOADER.BINARY)


$(PRELOADER.BINARY): $(CONFIG)

        $(MAKE) $(MAKE_ARGS) -C $(PRELOADER_SRC_DIR) spl/u-boot-spl.bin

也就是说执行make spl/u-boot-spl.bin

再看uboot目录下顶层文件Makefile，中有如下定义：

$(obj)spl/u-boot-spl.bin:        $(SUBDIR_TOOLS) depend

                $(MAKE) -C spl all

该目标是进入spl目录，执行all目标。打开spl makefile。

ALL-y        += $(obj)u-boot-spl.bin

ifdef CONFIG_SAMSUNG
ALL-y        += $(obj)$(BOARD)-spl.bin
endif


all:        $(ALL-y)


ifdef CONFIG_SAMSUNG
$(obj)$(BOARD)-spl.bin: $(obj)u-boot-spl.bin
        $(OBJTREE)/tools/mk$(BOARD)spl \
                $(obj)u-boot-spl.bin $(obj)$(BOARD)-spl.bin
endif


$(obj)u-boot-spl.bin:        $(obj)u-boot-spl
        $(OBJCOPY) $(OBJCFLAGS) -O binary $< $@


GEN_UBOOT = \
        cd $(obj) && $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_$(@F)) $(__START) \
                --start-group $(__LIBS) --end-group $(PLATFORM_LIBS) \
                -Map u-boot-spl.map -o u-boot-spl


$(obj)u-boot-spl:        depend $(START) $(LIBS) $(obj)u-boot-spl.lds

        $(GEN_UBOOT)

这里对spl所依赖的文件进行了编译，并生成u-boot-spl文件。

到此顶层文件的

.PHONY: all

all: spl mkpimage-spl
中的spl目标执行完成，还有就是mkpimage-spl目标。这个就使用mkpimage工具将u-boot-spl转成preloader-mkimage.bin文件。

接下来make uboot的过程同上分析。preloader与uboot所依赖的目标是不一样的，在个别文件上会有不同。这个以后有机会分析，也可以参考这个博客：

https://blog.csdn.net/linuxarmsummary/article/details/44836293