TI OMAP平台BSP学习笔记之 - UBOOT(1)

1. Bootloader 和 TI Uboot

    Bootloader的一种，用来引导系统，通常HLOS如LINUX，WINDOWS等系统的镜像保存在硬盘、EMMC等介质中，Bootloader的主要功能是为这些系统准备硬件环境，然后将HLOS系统加载到RAM中，最后把HLOS给运行起来。通常在IC、特别是嵌入式IC复位后，它会跳转到片内ROM去运行特定的固化代码（也可能是上电后从特定的地址运行，这时需要在该地址上放上可执行的器件，如NORFLASH），在固化代码中做基本的硬件初始化之后它要决定下一步的运行，即从哪里拿到镜像，在哪里运行；通常来讲下一步要运行的镜像保存在flash当中，有些IC可能内置动态RAM，有些则可能不具备(需要外部的RAM)，因此Uboot将bootloader过程分为两个SPL和Uboot两个部分，SPL是可选的(Secondary Program Loader)，便于开发者自己选择。对于TI板子(AM57xx)，它的启动过程是 片内ROM -> SPL(TI改成MLO) -> UBOOT -> HLOS(Linux，Android等)。

2. 编译

    首先介绍UBOOT的编译，最新的UBOOT采用和Kernel类似的Kbuild编译系统，它是基于make的一套编译系统。编译方法首先make config，然后make target，即我们常说的先配置再编译。对于make系统来讲，两个编译命令运行的位置一样(UBOOT根目录)，所以它们的入口文件的入口都是顶层Makefile文件，在顶层Makefile中会处理环境，变量，引入Kbuild的其它模块，定义UBOOT的libs和依赖，最后根据编译的对象生成不同的结果；对于config来说，需要收集config文件和KCONFIG文件，生成.config.h文件等，最终的目的是将我们定义的config引入到源文件(.h文件)和编译target的mk文件中(.mk)，后面将会分析到；而对于编译target来说，由于前面编译config的时候已经引入了不同的编译控制变量(如宏控)，所以编译的结果也是不同的，如编译哪个平台、哪些源文件等等。通常我们在移植工作中的编译部分的工作也遵循这个思路。

    在TI SDK中使能SPL，所以编译时会编译出2个镜像，一个是SPL(u-boot-spl-dtb.bin)，会重新处理成MLO镜像；另一个是u-boot的镜像。对于SPL，它的编译入口会从顶层Makefile跳转到子Makefile中 scripts/Makefile.spl，原理类似，都是lib- -> libs- -> buildin.o -> image，期间会使用script中定义的基本函数或者变量，我们先列出后面用到的几个以便后面查阅。

build变量通过scripts/Kbuild.include引入：

###
# Shorthand for $(Q)$(MAKE) -f scripts/Makefile.build obj=
# Usage:
# $(Q)$(MAKE) $(build)=dir
build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj

    TODO: add more details if any。

2.2 config编译

  依赖关系如下， 比如编译am57xx_evm_config时，匹配的是%config，%是Makefile中的通配符。

config: scripts_basic outputmakefile FORCE
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

%config: scripts_basic outputmakefile FORCE
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

     config编译依赖依赖scripts_basic，还有outputmakefile。结合上一节中的几个变量定义，scripts_basic的编译命令变成：

$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj=scripts/basic，指定了makefile文件和obj，由于没有指定目标，所以默认的目标是Makefile.build中第一个目标__build:

# Basic helpers built in scripts/
PHONY += scripts_basic
scripts_basic:
	$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic
	$(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcount

    这个__build目标为

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

回到开头查看Makefile.build文件，需要首先包含一些脚本：

1. 如果include/config/auto.conf存在，则包含之。编译config时这个文件不存在，但在后面编译uboot的时候需要包含该文件，其中定义了宏控。
2. $(prefix)/include/autoconf.mk如果存在，则包含之。关于prefix的赋值几个if的解释如下，首先赋值tpl，如果obj的路径以tpl开始(这里是scripts/basic，为否)则第一个if不成立，此时prefix为tpl，同理prefix也可能为spl和.；此时src是去除了前缀的路径名。所以这里是包含scripts/basic/include/autoconf.mk
3. 包含scripts/Makefile.uncmd_spl，该文件和spl有关，该文件通过宏控CONFIG_SPL_BUILD来控制，所以对uboot来讲，没有定义该宏控，问题也不大。
4. 包含scripts/Kbuild.include，该文件中定义了很多基础函数。
5. 如果$(src)/Kbuild存在，则包含之； 如果不存在则包含$(src)/Makefile， 关于$(src)请看第2点。这里因为obj=scripts/basic，所以查找的是该目录下的这两个文件。

# 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

...
# Read auto.conf if it exists, otherwise ignore
# Modified for U-Boot
-include include/config/auto.conf
-include $(prefix)/include/autoconf.mk
include scripts/Makefile.uncmd_spl

include scripts/Kbuild.include

# For backward compatibility check that these variables do not change
save-cflags := $(CFLAGS)

# 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)

在script/basic/Makefile文件，定义了fixdep目标并加入到always

hostprogs-y	:= fixdep
always		:= $(hostprogs-y)

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

    再次回到Makfefile.build, 增加一些编译的flag，包含Makefile.lib。这个makefile.lib的作用就是收集-y，-m变量；我们在Makefile.build中定义这些变量并将其都设置为空，同时在该