u-boot vscode

uboot 流程分析

配置 uboot 的 vscode 工程以及流程分析

Posted by Jerry Chen on April 27, 2021

配置 uboot 的 vscode 工程

准备工作

  1. 对 uboot 进行一次编译；
  2. 在 vscode 的 remote-wsl 的状态下打开 u-boot-2020.07 目录；

屏蔽多余目录

  1. 在工程根目录新建 .vscode 目录

  2. 在 .vscode 目录中新建 “settings.json” 文件

    files.exclude 排除左侧目录中的显示；

    search.exclude 排除搜索结果中的显示，和 files.exclude 基本相同；

    ** 表示任意层级目录的通配，* 表示通配，[0-9] 表示单字符在 0-9，[^abc] 表示单字符但不是 abc 中的任意一个；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84

    {
    "files.exclude": {
        "**/.git": true,
        "**/.svn": true,
        "**/.hg": true,
        "**/CVS": true,
        "**/.DS_Store": true,
   
        "**/.gitignore": true,
        "**/*.o": true,
        "**/*.su": true,
        "**/*.cmd": true,
        "Licenses": true,
        ".git*": true,
        ".stamp*": true,
        "*.yml": true,
        // 排除 arch/* 无关目录得到 arch/arm
        "arch/{arc,m68k,microblaze,mips,nds32,nios2,powerpc,riscv,sandbox,sh,x86,xtensa}": true,
        // 排除 arch/arm/mach* 无关目录得到 arch/arm/mach-sunxi
        "arch/arm/mach-[^s]*": true,
        "arch/arm/mach-s[^u]*": true,
        "arch/arm/mach-su[^n]*": true,
        //"arch/arm/mach*": true,
        // 排除 arch/arm/cpu/* 无关目录得到 arch/arm/cpu/arm926ejs
        "arch/arm/cpu/{arm11,arm720t,arm920t,arm946es,arm1136,arm1176,armv7,armv7m,armv8,pxa,sa1100}": true,
        // 排除 arch/arm/dts/* 无关文件得到 arch/arm/dts/sunxi*
        "arch/arm/dts/[^.iMs]*": true,
        "arch/arm/dts/i[^n]*": true,
        "arch/arm/dts/M[^a]*": true,
        "arch/arm/dts/s[^u]*": true,
        "arch/arm/dts/su[^n]*": true,
        "arch/arm/dts/sun[^i]*": true,
        // 排除 arch/arm/include/asm 无关目录
        "arch/arm/include/asm/{arch-am33xx,arch-armada*,arch-aspeed,arch-[b-r]*,arch-s[^u]*,arch-[t-z]*}": true,
        // 排除 board/* 无关目录得到 board/sunxi
        "board/[^s]*": true,
        "board/s[^u]*": true,
        "board/s[^u][^n]*": true,
        // 排除 configs/* 无关目录得到 configs/sunxi*
        "configs/[^s]*": true,
        "configs/s[^u]*": true,
        "configs/s[^u][^n]*": true
    },
    "search.exclude": {
        "**/node_modules": true,
        "**/bower_components": true,
        "**/*.code-search": true,
   
        "**/.gitignore": true,
        "**/*.o": true,
        "**/*.su": true,
        "**/*.cmd": true,
        "Licenses": true,
        ".git*": true,
        ".stamp*": true,
        "*.yml": true,
        // 排除 arch/* 无关目录得到 arch/arm
        "arch/{arc,m68k,microblaze,mips,nds32,nios2,powerpc,riscv,sandbox,sh,x86,xtensa}": true,
        // 排除 arch/arm/mach* 无关目录得到 arch/arm/mach-sunxi
        "arch/arm/mach-[^s]*": true,
        "arch/arm/mach-s[^u]*": true,
        "arch/arm/mach-su[^n]*": true,
        //"arch/arm/mach*": true,
        // 排除 arch/arm/cpu/* 无关目录得到 arch/arm/cpu/arm926ejs
        "arch/arm/cpu/{arm11,arm720t,arm920t,arm946es,arm1136,arm1176,armv7,armv7m,armv8,pxa,sa1100}": true,
        // 排除 arch/arm/dts/* 无关文件得到 arch/arm/dts/sunxi*
        "arch/arm/dts/[^.iMs]*": true,
        "arch/arm/dts/i[^n]*": true,
        "arch/arm/dts/M[^a]*": true,
        "arch/arm/dts/s[^u]*": true,
        "arch/arm/dts/su[^n]*": true,
        "arch/arm/dts/sun[^i]*": true,
        // 排除 arch/arm/include/asm 无关目录
        "arch/arm/include/asm/{arch-am33xx,arch-armada*,arch-aspeed,arch-[b-r]*,arch-s[^u]*,arch-[t-z]*}": true,
        // 排除 board/* 无关目录得到 board/sunxi
        "board/[^s]*": true,
        "board/s[^u]*": true,
        "board/s[^u][^n]*": true,
        // 排除 configs/* 无关目录得到 configs/sunxi*
        "configs/[^s]*": true,
        "configs/s[^u]*": true,
        "configs/s[^u][^n]*": true
    }
}

uboot 顶层 Makefile 调用流程

初步走读

  • 确定 uboot 编译工具；
  • 确定顶层 Makefile 导入到子 Makefile 中的变量；
  • 确定部分引入的子 Makefile 文件；

  1. 一般情况下，编译 uboot 的指令是：

    调用 make 后，工具会去解析当前目录下的 Makefile；

    1

    make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-

  2. 顶层 Makefile 如下：

    • 设置编译器

      HOSTARCH 由 uname -m 的结果经过转换后得到；

      如果目标 ARCH 的值和主机 ARCH 相等会直接使用主机编译器；

      如果 CROSS_COMPILE 没有设置也会使用主机编译器；

      1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

      # set default to nothing for native builds
ifeq ($(HOSTARCH),$(ARCH))
CROSS_COMPILE ?=
endif
     
# Make variables (CC, etc...)
AS  = $(CROSS_COMPILE)as
ifneq ($(shell $(CROSS_COMPILE)ld.bfd -v 2> /dev/null),)
LD  = $(CROSS_COMPILE)ld.bfd
else
LD  = $(CROSS_COMPILE)ld
endif
CC  = $(CROSS_COMPILE)gcc
CPP  = $(CC) -E
AR  = $(CROSS_COMPILE)ar
NM  = $(CROSS_COMPILE)nm
LDR  = $(CROSS_COMPILE)ldr
STRIP  = $(CROSS_COMPILE)strip
OBJCOPY  = $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP  = $(CROSS_COMPILE)objdump

    • 引入文件

      从 scripts/Kbuild.include 文件引入封装好的定义：

      1
2
3

      # We need some generic definitions (do not try to remake the file).
scripts/Kbuild.include: ;
include scripts/Kbuild.include

      引入 config.mk、arch/$(ARCH)/Makefile 文件：

      1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

      ifneq ($(wildcard $(KCONFIG_CONFIG)),)
ifneq ($(wildcard include/config/auto.conf),)
autoconf_is_old := $(shell find . -path ./$(KCONFIG_CONFIG) -newer \
      include/config/auto.conf)
ifeq ($(autoconf_is_old),)
include config.mk
include arch/$(ARCH)/Makefile
endif
endif
endif

    • 从 .config 文件引入环境变量

      .config 文件经 make xxx_defconfig 生成；

      1
2

      KCONFIG_CONFIG ?= .config
export KCONFIG_CONFIG

    • 导出给子 Makefile 使用

      其中，ARCH CPU BOARD VENDOR SOC CPUDIR BOARDDIR 这些变量没有直接在顶层 Makefile 中定义，而是在工程根目录下的 config.mk 中定义的。

      此外，还有如 KBUILD_KCONFIG 的变量也没有在顶层 Makefile 中定义，可能是需要调用 make 时传入；

      1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32

      export HOST_ARCH
export LC_COLLATE LC_NUMERIC
export quiet Q KBUILD_VERBOSE
export srctree objtree VPATH
export KCONFIG_CONFIG
export size_check
export KBUILD_MODULES KBUILD_BUILTIN
export KBUILD_CHECKSRC KBUILD_SRC KBUILD_EXTMOD
export VERSION PATCHLEVEL SUBLEVEL UBOOTRELEASE UBOOTVERSION
export ARCH CPU BOARD VENDOR SOC CPUDIR BOARDDIR
export CONFIG_SHELL HOSTCC KBUILD_HOSTCFLAGS CROSS_COMPILE AS LD CC
export CPP AR NM LDR STRIP OBJCOPY OBJDUMP KBUILD_HOSTLDFLAGS KBUILD_HOSTLDLIBS
export MAKE LEX YACC AWK PERL PYTHON PYTHON2 PYTHON3
export HOSTCXX KBUILD_HOSTCXXFLAGS CHECK CHECKFLAGS DTC DTC_FLAGS
export KBUILD_CPPFLAGS NOSTDINC_FLAGS UBOOTINCLUDE OBJCOPYFLAGS KBUILD_LDFLAGS
export KBUILD_CFLAGS KBUILD_AFLAGS
export CC_VERSION_TEXT
export MODVERDIR
export RCS_FIND_IGNORE
export RCS_TAR_IGNORE
export KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG
export EFI_LDS  # Filename of EFI link script in arch/$(ARCH)/lib
export EFI_CRT0  # Filename of EFI CRT0 in arch/$(ARCH)/lib
export EFI_RELOC # Filename of EFU relocation code in arch/$(ARCH)/lib
export CFLAGS_EFI # Compiler flags to add when building EFI app
export CFLAGS_NON_EFI # Compiler flags to remove when building EFI app
export EFI_TARGET # binutils target if EFI is natively supported
export PLATFORM_LIBS
export PLATFORM_LIBGCC
tools-only: export TOOLS_ONLY=y
tools-all: export HOST_TOOLS_ALL=y
cross_tools: export CROSS_BUILD_TOOLS=y

    • 包含自动创建的头文件（里面是一些宏定义）

      version_autogenerated.h 保存版本号；

      timestamp_autogenerated.h 保存时间戳；

      1
2
3
4

      version_h := include/generated/version_autogenerated.h
timestamp_h := include/generated/timestamp_autogenerated.h
defaultenv_h := include/generated/defaultenv_autogenerated.h
dt_h := include/generated/dt.h

      我编译后的 include/generated/version_autogenerated.h 如下：

      1
2
3
4

      #define PLAIN_VERSION "2020.07"
#define U_BOOT_VERSION "U-Boot " PLAIN_VERSION
#define CC_VERSION_STRING "arm-buildroot-linux-gnueabi-gcc.br_real (Buildroot -g1fae138) 8.4.0"
#define LD_VERSION_STRING "GNU ld (GNU Binutils) 2.32"

      我编译后的 include/generated/timestamp_autogenerated.h 如下：

      1
2
3
4
5

      #define U_BOOT_DATE "Apr 22 2021"
#define U_BOOT_TIME "10:54:49"
#define U_BOOT_TZ "+0800"
#define U_BOOT_DMI_DATE "04/22/2021"
#define U_BOOT_BUILD_DATE 0x20210422

  3. 工程根目录下的 config.mk：

    • 该文件中设置了 ARCH CPU BOARD VENDOR SOC CPUDIR BOARDDIR 这些变量；
    • 形如 CONFIG_SYS_ARCH 的变量来自于工程根目录下的 .config 文件，在顶层 Makefile 中有调用该文件并导出到环境变量的操作；
    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33

    ARCH := $(CONFIG_SYS_ARCH:"%"=%)
CPU := $(CONFIG_SYS_CPU:"%"=%)
ifdef CONFIG_SPL_BUILD
ifdef CONFIG_ARCH_TEGRA
CPU := arm720t
endif
endif
BOARD := $(CONFIG_SYS_BOARD:"%"=%)
ifneq ($(CONFIG_SYS_VENDOR),)
VENDOR := $(CONFIG_SYS_VENDOR:"%"=%)
endif
ifneq ($(CONFIG_SYS_SOC),)
SOC := $(CONFIG_SYS_SOC:"%"=%)
endif
   
CPUDIR=arch/$(ARCH)/cpu$(if $(CPU),/$(CPU),)
   
sinclude $(srctree)/arch/$(ARCH)/config.mk	# include architecture dependend rules
sinclude $(srctree)/$(CPUDIR)/config.mk		# include  CPU	specific rules
   
ifdef	SOC
sinclude $(srctree)/$(CPUDIR)/$(SOC)/config.mk	# include  SoC	specific rules
endif
ifneq ($(BOARD),)
ifdef	VENDOR
BOARDDIR = $(VENDOR)/$(BOARD)
else
BOARDDIR = $(BOARD)
endif
endif
ifdef	BOARD
sinclude $(srctree)/board/$(BOARDDIR)/config.mk	# include board specific rules
endif

    引入了如下文件：

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

    sinclude $(srctree)/arch/$(ARCH)/config.mk
sinclude $(srctree)/$(CPUDIR)/config.mk
   
ifdef SOC
sinclude $(srctree)/$(CPUDIR)/$(SOC)/config.mk
endif
   
ifdef BOARD
sinclude $(srctree)/board/$(BOARDDIR)/config.mk
endif

    引入文件的翻译如下：

    1
2
3
4

    sinclude ./arch/arm/config.mk
sinclude ./arch/arm/cpu/config.mk
sinclude ./arch/arm/cpu/sunxi/config.mk
sinclude ./board/sunxi/config.mk

make xxx_defconfig 过程

按照步骤剥析如下：

  1. 调用 make xxx_defconfig 会调用顶层 Makefile

  2. 顶层 Makefile

    Makefile 命令前加 @ 表示该命令执行但不打印；

    $(Q) 在顶层赋值 @ 或空；

    Makefile 中 $(MAKE) 是 make 工具中预置环境变量，存放 make 工具的路径；

    $(srctree) 在顶层赋值 . 或 $(KBUILD_SRC)；

    $(build) 变量在 scripts/Kbuild.include 中声明，值为 -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj；

    特别注意：$(build)=scripts/kconfig 执行时定义了变量 obj=scripts/kconfig；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

    scripts_basic:
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic
	$(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcount
   
outputmakefile:
ifneq ($(KBUILD_SRC),)
	$(Q)ln -fsn $(srctree) source
	$(Q)$(CONFIG_SHELL) $(srctree)/scripts/mkmakefile \
	$(srctree) $(objtree) $(VERSION) $(PATCHLEVEL)
endif
   
%config: scripts_basic outputmakefile FORCE
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

    上面可以翻译为：

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

    scripts_basic:
	@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic
	@rm -f . tmp_quiet_recordmcount
   
# KBUILD_SRC 通过 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux- KBUILD_SRC=xxx 传入
# 如果指定了 KBUILD_SRC，将调用 KBUILD_SRC 目录中的脚本在当前目录中生成一个 Makefile
# 事实上一般不会指定 KBUILD_SRC
outputmakefile:
ifneq ($(KBUILD_SRC),)
	# 为当前目录建立一个 source 的符号链接（-f 强制，-s 软链接，-n 链接视为目录）
	@ln -fsn $(KBUILD_SRC) source
	@/bin/bash $(KBUILD_SRC)/scripts/mkmakefile $(KBUILD_SRC) . 2020 07
endif
   
# FORCE 没有构建命令
%config: scripts_basic outputmakefile FORCE
	@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig

  3. scripts/Makefile.build（也是 Makefile 文件）

    • scripts/Makefile.build 中的 include 机制：

      @make -f ./scripts/Makefile.build obj=xxxxx 执行时会给 obj 赋值；

      scripts/Makefile.build 对 obj 进行处理和判断后，最终包含了 obj 目录下的 Makefile 文件；

      $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj)) 的意思是把 obj 中所有满足 $(prefix)/xxx 的字符串全部变为 xxx；

      $(if condition,a,b) 的意思是 condition 为 true 时结果为 a，condition 为 false 时结果为 b；

      1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

      # Modified for U-Boot
prefix := tpl
src := $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj))
ifeq ($(obj),$(src))
prefix := spl
src := $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj))
ifeq ($(obj),$(src))
prefix := .
endif
endif
     
# 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)

    • 调用 scripts_basic 的过程（@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic）：

      由传参可知 obj 为 scripts/basic，包含代码翻译为：

      1
2
3
4
5
6
7
8

      # scripts/basic 和 /scripts/basic 相等时 kbuild-dir 取 scripts/basic，反之取 ./scripts/basic
kbuild-dir := $(if $(filter /%,scripts/basic),scripts/basic,./scripts/basic)
     
# ./scripts/basic/Kbuild 存在时 kbuild-file 取 ./scripts/basic/Kbuild，反之取 ./scripts/basic/Makefile
kbuild-file := $(if $(wildcard ./scripts/basic/Kbuild),./scripts/basic/Kbuild,./scripts/basic/Makefile)
     
# 包含 ./scripts/basic/Makefile，等同把目标内容拷贝到这里
include ./scripts/basic/Makefile

      在 ./scripts/basic/Makefile 中会给 always 赋值为 fixdep：

      1
2
3
4
5

      hostprogs-y := fixdep
always  := $(hostprogs-y)
     
# fixdep is needed to compile other host programs
$(addprefix $(obj)/,$(filter-out fixdep,$(always))): $(obj)/fixdep

      再回到 scripts/Makefile.build 中，因为 make 时没有传入 target，故会去执行 ./scripts/Makefile.build 中的第一个 target——__build；

      值得注意的是 ./scripts/Makefile.build 中有两个 __build 的 target，make 处理时会合并 target 的依赖项，并以后面出现的 target 操作为准；

      1
2
3
4
5
6
7

      PHONY := __build
__build:
     
__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
	 $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \
	 $(subdir-ym) $(always)
	@:

      加个打印可知 __build 的 5 个依赖项只有 always 非空，也就是最终生成了 ./scripts/basic/fixdep 文件；

    • 调用 %config 的过程（@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig）：

      由传参可知 obj 为 scripts/kconfig，包含代码翻译为：

      1
2
3
4
5
6
7
8

      # scripts/kconfig 和 /scripts/kconfig 相等时 kbuild-dir 取 scripts/kconfig，反之取 ./scripts/kconfig
kbuild-dir := $(if $(filter /%,scripts/kconfig),scripts/kconfig,./scripts/kconfig)
     
# ./scripts/kconfig/Kbuild 存在时 kbuild-file 取 ./scripts/kconfig/Kbuild，反之取 ./scripts/kconfig/Makefile
kbuild-file := $(if $(wildcard ./scripts/kconfig/Kbuild),./scripts/kconfig/Kbuild,./scripts/kconfig/Makefile)
     
# 包含 ./scripts/kconfig/Makefile，等同把目标内容拷贝到这里
include ./scripts/kconfig/Makefile

      在 ./scripts/kconfig/Makefile 可以找到目标 target——xxx_defconfig；

  4. scripts/kconfig/Makefile：

    首先是生成 conf 执行程序：

    1
2
3
4

    # conf:   Used for defconfig, oldconfig and related targets
# object files used by all kconfig flavours
conf-objs := conf.o  zconf.tab.o
hostprogs-y := conf

    接着调用 conf 处理 xxx_defconfig：

    KBUILD_KCONFIG 顶层无定义，故这里值为 Kconfig；

    obj 顶层定义值为 .；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

    #  Set SRCARCH to .. fake this Makefile.
SRCARCH := ..
   
ifdef KBUILD_KCONFIG
Kconfig := $(KBUILD_KCONFIG)
else
Kconfig := Kconfig
endif
   
ifeq ($(quiet),silent_)
silent := -s
endif
   
%_defconfig: $(obj)/conf
	$(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)
   
# Added for U-Boot (backward compatibility)
%_config: %_defconfig
	@:

    上面的重要处理部分可翻译为：

    也就是先生成 make xxx_defconfig 的依赖项 ./conf（scripts/kconfig/conf）；

    然后当前目录下的 conf 解析 xxx_defconfig 和工程根目录下 Kconfig 生成 .config；

    1
2

    %_defconfig: ./conf
	@./conf -s --defconfig=arch/../configs/xxx_defconfig Kconfig

最终，可以得到 make xxx_defconfig 的执行流程图如下：

make menuconfig 过程

  1. 调用 make menuconfig 会调用顶层 Makefile

  2. 顶层 Makefile

    Makefile 命令前加 @ 表示该命令执行但不打印；

    $(Q) 在顶层赋值 @ 或空；

    Makefile 中 $(MAKE) 是 make 工具中预置环境变量，存放 make 工具的路径；

    $(srctree) 在顶层赋值 . 或 $(KBUILD_SRC)；

    $(build) 变量在 scripts/Kbuild.include 中声明，值为 -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj；

    特别注意：$(build)=scripts/kconfig 执行时定义了变量 obj=scripts/kconfig；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

    scripts_basic:
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic
	$(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcount
   
outputmakefile:
ifneq ($(KBUILD_SRC),)
	$(Q)ln -fsn $(srctree) source
	$(Q)$(CONFIG_SHELL) $(srctree)/scripts/mkmakefile \
	$(srctree) $(objtree) $(VERSION) $(PATCHLEVEL)
endif
   	
%config: scripts_basic outputmakefile FORCE
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

    上面可以翻译为：

    KBUILD_SRC 为空，故 outputmakefile 没有实际执行的内容；

    FORCE 也没有构建命令；

    1
2
3
4
5
6

    scripts_basic:
	@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic
	@rm -f . tmp_quiet_recordmcount
   
%config: scripts_basic
	@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig menuconfig

  3. scripts/Makefile.build（也是 Makefile 文件）

    • scripts/Makefile.build 中的 include 机制：

      对该机制的分析在 make xxx_defconfig 过程中有写过，这里不赘述；

      @make -f ./scripts/Makefile.build obj=xxxxx 执行时会给 obj 赋值；

      scripts/Makefile.build 对 obj 进行处理和判断后，最终包含了 obj 目录下的 Makefile 文件；

    • 调用 scripts_basic 最终生成了 ./scripts/basic/fixdep 文件，这里也不赘述；

    • 调用 %config 最终包含了 ./scripts/kconfig/Makefile（实际调用这个文件中的 menuconfig）；

  4. scripts/kconfig/Makefile：

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

    # mconf: Used for the menuconfig target based on lxdialog
hostprogs-y += mconf
lxdialog := checklist.o inputbox.o menubox.o textbox.o util.o yesno.o
mconf-objs := mconf.o zconf.tab.o $(addprefix lxdialog/, $(lxdialog))
   
HOSTLDLIBS_mconf = $(shell . $(obj)/.mconf-cfg && echo $$libs)
$(foreach f, mconf.o $(lxdialog), \
	 $(eval HOSTCFLAGS_$f = $$(shell . $(obj)/.mconf-cfg && echo $$$$cflags)))
   
$(obj)/mconf.o: $(obj)/.mconf-cfg
$(addprefix $(obj)/lxdialog/, $(lxdialog)): $(obj)/.mconf-cfg
   
# check if necessary packages are available, and configure build flags
define filechk_conf_cfg
	$(CONFIG_SHELL) $<
endef
   
$(obj)/.%conf-cfg: $(src)/%conf-cfg.sh FORCE
	$(call filechk,conf_cfg)
   
menuconfig: $(obj)/mconf
	$< $(silent) $(Kconfig)
    • 首先调用了 scripts/kconfig/mconf-cfg.sh；
    • 接着在 scripts/kconfig 目录生成了 mconf 工具；
    • 最后执行了 scripts/kconfig/mconf -s Kconfig（Kconfig 来自工程根目录）；

分析至此，在存在 mconf 的情况下，手动执行 scripts/kconfig/mconf -s Kconfig 的结果如下：

make 过程

通过编译输出信息进行分析

  1. 输入如下命令进行编译

    uboot 的编译器（GCC）版本不能低于 6.0；

    此处编译使用 buildroot 内部下载的交叉编译器；

    1

    make ARCH=arm CROSS_COMPILE=/home/jerry/vscode/mgp_r/buildroot-mangopi-r/output/host/bin/arm-buildroot-linux-gnueabi- V=1 > build.log

  2. 编译完成后，在 build.log 中搜索 “-o u-boot”

    可知链接器 ld.bfd 根据 u-boot.lds 上的规则将 *.o 链接生成了 u-boot，其中符号地址等信息存储在了 u-boot.map 文件；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47

    arm-buildroot-linux-gnueabi-ld.bfd -pie --gc-sections -Bstatic --no-dynamic-linker -Ttext 0x81700000 \
-o u-boot -T u-boot.lds \
arch/arm/cpu/arm926ejs/start.o \
--start-group \
arch/arm/cpu/built-in.o \
arch/arm/cpu/arm926ejs/built-in.o \
arch/arm/lib/built-in.o \
arch/arm/mach-sunxi/built-in.o \
board/sunxi/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/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 \
--end-group \
arch/arm/lib/eabi_compat.o \
arch/arm/lib/lib.a \
-Map u-boot.map

    接着使用 objcopy 拷贝 u-boot 中的特定段内容生成了 u-boot-nodtb.bin；

    -j section_name 表示只将由 section_name 指定的 section 拷贝到输出文件；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

    arm-buildroot-linux-gnueabi-objcopy --gap-fill=0xff \
-j .text \
-j .secure_text \
-j .secure_data \
-j .rodata \
-j .hash \
-j .data \
-j .got \
-j .got.plt \
-j .u_boot_list \
-j .rel.dyn \
-j .binman_sym_table \
-j .text_rest \
-j .dtb.init.rodata \
-O binary u-boot u-boot-nodtb.bin

  3. 再看下 dtb 文件的生成

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34

    mkdir -p arch/arm/dts/ ; 
   
# .suniv-f1c100s-generic.dtb.pre.tmp 内容为 suniv-f1c100s-generic.dts + '#include "sunxi-u-boot.dtsi"'（尾行）
(cat arch/arm/dts/suniv-f1c100s-generic.dts; echo '#include "sunxi-u-boot.dtsi"') > arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.pre.tmp; 
   
# 生成预处理文件 .suniv-f1c100s-generic.dtb.d.pre.tmp
arm-buildroot-linux-gnueabi-gcc -E -Wp,-MD,arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.d.pre.tmp \
-nostdinc \
-I./arch/arm/dts \
-I./arch/arm/dts/include \
-Iinclude \
-I./include \
-I./arch/arm/include \
-include ./include/linux/kconfig.h \
-D__ASSEMBLY__ \
-undef -D__DTS__ \
-x assembler-with-cpp \
-o arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.dts.tmp arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.pre.tmp ; 
   
# 生成预处理文件 .suniv-f1c100s-generic.dtb.d.dtc.tmp
# 生成设备树文件 arch/arm/dts/suniv-f1c100s-generic.dtb
./scripts/dtc/dtc -O dtb \
-o arch/arm/dts/suniv-f1c100s-generic.dtb \
-b 0 -i arch/arm/dts/ \
-Wno-unit_address_vs_reg -Wno-unit_address_format -Wno-avoid_unnecessary_addr_size -Wno-alias_paths -Wno-graph_child_address -Wno-graph_port -Wno-unique_unit_address -Wno-simple_bus_reg -Wno-pci_device_reg -Wno-pci_bridge -Wno-pci_device_bus_num   -Wno-unit_address_vs_reg -Wno-unit_address_format -Wno-avoid_unnecessary_addr_size -Wno-alias_paths -Wno-graph_child_address -Wno-graph_port -Wno-unique_unit_address -Wno-simple_bus_reg -Wno-pci_device_reg -Wno-pci_bridge -Wno-pci_device_bus_num \
-d arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.d.dtc.tmp arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.dts.tmp \
|| \
(echo "Check arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.pre.tmp for errors" && false) ; 
   
# 合并生成的两个预处理文件
cat arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.d.pre.tmp arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.d.dtc.tmp > arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.d ; 
   
# 替换预处理文件中的关键字
sed -i "s:arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.pre.tmp:arch/arm/dts/suniv-f1c100s-generic.dts:" arch/arm/dts/.suniv-f1c100s-generic.dtb.d

  4. 生成 u-boot.bin

    u-boot.bin 是我们最终需要的二进制文件；

    1
2
3
4
5
6
7
8

    # 读取 suniv-f1c100s-generic.dtb 存放到 dts/dt.dtb
cat arch/arm/dts/suniv-f1c100s-generic.dtb > dts/dt.dtb
   
# 将 u-boot-nodtb.bin 和 dts/dt.dtb 拼接成 u-boot-dtb.bin
cat u-boot-nodtb.bin dts/dt.dtb > u-boot-dtb.bin
   
# 拷贝 u-boot-dtb.bin 为 u-boot.bin
cp u-boot-dtb.bin u-boot.bin
通过 Makefile 进行分析

  1. make 时没有指定 target，这样会默认执行 Makefile 中第一个 target；

    最终执行了 all 这个 target；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

    PHONY := _all
_all:
      
# but instead _all depend on modules
PHONY += all
ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
_all: all
else
_all: modules
endif

  2. target 为 all 的 Makefile 代码段

    可以看到编译依赖 ALL-y（生成项）；

    中间部分都是判断 .config 中的配置打印警告信息；

    最后调用了一个检查配置的脚本；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62

    all:		$(ALL-y)
ifeq ($(CONFIG_DEPRECATED),y)
	$(warning "You have deprecated configuration options enabled in your .config! Please check your configuration.")
ifeq ($(CONFIG_SPI),y)
ifneq ($(CONFIG_DM_SPI)$(CONFIG_OF_CONTROL),yy)
	$(warning "The relevant config item with associated code will remove in v2019.07 release.")
endif
endif
endif
ifneq ($(CONFIG_DM),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
ifeq ($(CONFIG_MMC),y)
ifneq ($(CONFIG_DM_MMC)$(CONFIG_OF_CONTROL)$(CONFIG_BLK),yyy)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifeq ($(CONFIG_USB),y)
ifneq ($(CONFIG_DM_USB)$(CONFIG_OF_CONTROL)$(CONFIG_BLK),yyy)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifeq ($(CONFIG_MVSATA_IDE),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
ifeq ($(CONFIG_LIBATA),y)
ifneq ($(CONFIG_AHCI),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifeq ($(CONFIG_PCI),y)
ifneq ($(CONFIG_DM_PCI),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifneq ($(CONFIG_LCD)$(CONFIG_VIDEO),)
ifneq ($(CONFIG_DM_VIDEO),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifeq ($(CONFIG_OF_EMBED),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
ifeq ($(CONFIG_SPI_FLASH),y)
ifneq ($(CONFIG_DM_SPI_FLASH)$(CONFIG_OF_CONTROL),yy)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifneq ($(CONFIG_WATCHDOG)$(CONFIG_HW_WATCHDOG),)
ifneq ($(CONFIG_WDT),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
ifneq ($(CONFIG_NET),)
ifneq ($(CONFIG_DM_ETH),y)
	@echo >&2 "===================== WARNING ======================"
endif
endif
	@# Check that this build does not use CONFIG options that we do not
	@# know about unless they are in Kconfig. All the existing CONFIG
	@# options are whitelisted, so new ones should not be added.
	$(call cmd,cfgcheck,u-boot.cfg)

  3. target 为 ALL-y 的 Makefile 代码段

    • 生成主要文件：u-boot.srec、u-boot.bin、u-boot.sym、System.map、binary_size_check；
    • 生成厂商相关文件：u-boot-sunxi-with-spl.bin、u-boot-tegra.bin、u-boot-nodtb-tegra.bin、init_sp_bss_offset_check、u-boot-with-dtb.bin、u-boot-rockchip.bin；
    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

    # Always append ALL so that arch config.mk's can add custom ones
ALL-y += u-boot.srec u-boot.bin u-boot.sym System.map binary_size_check
      
# Build a combined spl + u-boot image for sunxi
ifeq ($(CONFIG_ARCH_SUNXI)$(CONFIG_SPL),yy)
ALL-y += u-boot-sunxi-with-spl.bin
endif
      
# enable combined SPL/u-boot/dtb rules for tegra
ifeq ($(CONFIG_ARCH_TEGRA)$(CONFIG_SPL),yy)
ALL-y += u-boot-tegra.bin u-boot-nodtb-tegra.bin
endif
      
# Add optional build target if defined in board/cpu/soc headers
ifneq ($(CONFIG_BUILD_TARGET),)
ALL-y += $(CONFIG_BUILD_TARGET:"%"=%)
endif
      
ifeq ($(CONFIG_INIT_SP_RELATIVE)$(CONFIG_OF_SEPARATE),yy)
ALL-y += init_sp_bss_offset_check
endif
      
ifeq ($(CONFIG_MPC85xx)$(CONFIG_OF_SEPARATE),yy)
ALL-y += u-boot-with-dtb.bin
endif
      
ifeq ($(CONFIG_ARCH_ROCKCHIP)$(CONFIG_SPL),yy)
ALL-y += u-boot-rockchip.bin
endif

  4. target 为 u-boot.bin 的 Makefile 代码段

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

    ifeq ($(CONFIG_MULTI_DTB_FIT),y)
# 存在 dtb 容器（lzo、gz 压缩包）的情况
u-boot.bin: u-boot-fit-dtb.bin FORCE
	$(call if_changed,copy)
      
else ifeq ($(CONFIG_OF_SEPARATE),y)
# 存在单个 dtb（dts/dt.dtb）的情况
u-boot.bin: u-boot-dtb.bin FORCE
	$(call if_changed,copy)
      
else
# 没有适用 dtb 的情况
u-boot.bin: u-boot-nodtb.bin FORCE
	$(call if_changed,copy)
      
endif

    给上面的三种情况均加上打印，接着再编译一次：

    编译命令：make ARCH=arm CROSS_COMPILE=/home/jerry/vscode/mgp_r/buildroot-mangopi-r/output/host/bin/arm-buildroot-linux-gnueabi-；

    1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

    u-boot.bin: u-boot-fit-dtb.bin FORCE
+	@echo "u-boot.bin: u-boot-fit-dtb.bin FORCE"
	$(call if_changed,copy)
      
u-boot.bin: u-boot-dtb.bin FORCE
+	@echo "u-boot.bin: u-boot-dtb.bin FORCE"
	$(call if_changed,copy)
      
u-boot.bin: u-boot-nodtb.bin FORCE
+	@echo "u-boot.bin: u-boot-nodtb.bin FORCE"
	$(call if_changed,copy)

    查询 .config 文件得知其中存在 “CONFIG_OF_SEPARATE=y”，从编译打印结果上也证实了编译流程属于情况二；

  5. 待补充；

CATALOG
    FEATURED TAGS
    准备工作 零基础 驱动 系统编程 应用 设备树 WSL2 docker QEMU VSCode led驱动 网络通信 gdb libuv mosquitto 图床 烧写系统 BOA服务器 CMake Git LVGL Linux MQTT Ubuntu WSLg docker-desktop git nlohmann/json pugixml rust simpleini spdlog u-boot yaml-cpp
    FRIENDS