imx6ull-系统移植篇4——U-Boot 工程目录分析

前言

我们使用正点原子imx6ull开发板，分析一遍 uboot的启动流程源码，搞清楚uboot 的启动流程，以后就可以移植 uboot 到自己的开发板上了。

但是U-Boot源码那么庞大，从哪开始呢？先让我们来分析一下U-Boot 源码的工程目录吧。

U-Boot 工程目录

我们在分析 uboot 源码之前，一定要先在 Ubuntu 中编译一下 uboot 源码，因为编译过程会生成一些文件，而生成的这些恰恰是分析uboot 源码不可或缺的文件。

编译后的 uboot 源码文件如下：

以下是U-Boot源码目录结构的详细分析，按功能分类说明：

​​核心功能目录​

1. ​​arch/ ​​“架构相关代码，按CPU架构分类（如arm/、x86/）。包含启动流程、中断处理、时钟初始化等底层代码。例如：arm/cpu/armv7/start.S：ARMv7架构的启动汇编代码。
2. ​​board/​​：开发板专属支持代码，按厂商/型号分类（如freescale/mx6ullevk/）。包含板级初始化、内存布局、GPIO配置等。
3. ​​drivers/​​：设备驱动代码，涵盖串口、MMC、USB、网卡等硬件驱动。例如：drivers/mmc/mmc.c：MMC/SD卡驱动核心逻辑。
4. ​​cmd/​​：命令行命令实现，每个文件对应一个命令（如bootm.c实现bootm命令）。命令通过U_BOOT_CMD宏注册。
5. ​​common/​​：通用功能代码，如环境变量处理（env_*.c）、启动逻辑（bootm.c）、命令行解析等。
6. ​​include/​​：全局头文件，包括架构头文件（asm/）、配置宏（configs/）、协议定义（如linux/bitops.h）。

构建与配置

1. ​configs/ 预置的配置文件（如mx6ull_alientek_emmc_defconfig），通过make xxx_defconfig生成.con​​fig。
2. ​​scripts/​​ 构建脚本和工具，如mkimage（生成镜像）、dtc（设备树编译）、Kconfig解析脚本。
3. ​​Kconfig / Makefile​​顶层构建规则。Kconfig定义配置选项（通过make menuconfig修改），Makefile控制编译流程。
4. ​​.config​​ 当前编译配置缓存文件，由make xxx_defconfig生成，决定功能模块的编译开关。

辅助功能目录

1. dts/​​ 设备树源文件（.dts）和编译工具，描述硬件拓扑结构，替代旧版的硬编码配置。
2. ​​fs/​​ 文件系统支持（FAT、EXT4、JFFS2等），用于从存储设备加载内核或数据。
3. ​​net/ ​​网络协议栈（TFTP、NFS、Ping等）及网络驱动（如eth.c）。
4. ​​lib/​​ 通用库函数（字符串操作、CRC校验、压缩算法等）。
5. ​​test/ ​​单元测试代码，验证核心功能（如cmd_ut测试命令行）。

文档与许可

1. doc/​​ 使用文档（如README.distro说明启动流程）、API参考。
2. ​​Licenses/​​ 开源许可证文本（GPL、BSD等），合规性检查时使用。

生成文件说明

• u-boot：编译出来的 ELF 格式的 uboot 镜像文件。

• u-boot.bin：编译出来的二进制格式的 uboot 可执行镜像文件。u-boot.cfg： uboot 的另外一种配置文件。

• u-boot.imx： u-boot.bin 添加头部信息以后的文件， NXP 的 CPU 专用文件。u-boot.lds：链接脚本。
• u-boot.map： uboot 映射文件，通过查看此文件可以知道某个函数被链接到了哪个地址上
• u-boot.srec： S-Record 格式的镜像文件。
• u-boot.sym： uboot 符号文件。
• u-boot-nodtb.bin：和 u-boot.bin 一样， u-boot.bin 就是 u-boot-nodtb.bin 的复制文件。

• ​​System.map​​：符号地址映射表，用于调试。

​关键文件示例​

• MAINTAINERS​​：维护者列表，标注模块负责人。

• ​​README​​：项目概述和编译指南。

• ​​mx6ull_alientek_emmc.sh​​：针对特定开发板的烧写脚本。

关键文件分析

arch文件夹

I.MX6ULL 使用的 Cortex-A7 内核， Cortex-A7 属于 armv7，所以我们要关心“armv7”这个文件夹。

cpu 文件夹里面有个名为“uboot.lds”的链接脚本文件，这个就是 ARM 芯片所使用的 u-boot 链接脚本文件：

board 文件夹

borad 文件夹里面有个名为“freescale”的文件夹，再找mx6ullevk 文件夹，mx6ullevk是 NXP官方的I.MX6ULL 开发板，正点原子的ALPHA开发板就是在这个基础上开发的。

configs 文件夹

下图里这6 个文件就是正点原子 I.MX6U-ALPHA 开发板所对应的 uboot 默认配置文件。

我们只关心 mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig 和 mx6ull_14x14_ddr256_nand_defconfig这两个文件，分别是正点原子 I.MX6ULL EMMC 核心板和 NAND 核心板的配置文件。

使用“make xxx_defconfig”命令即可配置 uboot，比如：

make mx6ull_14x14_ddr512_emmc_defconfig

makefile文件

这个是顶层 Makefile 文件， Makefile 是支持嵌套的，也就是顶层 Makefile 可以调用子目录中的 Makefile 文件。

大项目里，各个功能模块的源代码都是分开的，各自存放在各自的目录中。每个功能模块目录下都有一个 Makefile，这个 Makefile 只处理本模块的编译链接工作

uboot 源码根目录下的 Makefile 是顶层 Makefile，他会调用其它的模块的 Makefile 文件，比如 drivers/adc/Makefile。

.config 文件

uboot 配置文件，使用命令“make xxx_defconfig”配置 uboot 以后就会自动生成。

.config 文件中都是以“CONFIG_”开始的配置项，这些配置项就是 Makefile 中的变量，因此后面都跟有相应的值， uboot 的顶层 Makefile 或子 Makefile 会调用这些变量值。

在.config 中会有大量的变量值为‘y’，这些为‘y’的变量一般用于控制某项功能是否使能，比如：

CONFIG_CMD_BOOTM=y

相当于通过“CONFIG_CMD_BOOTD=y”来使能 bootm 这个命令，进而编译 cmd/bootm.c 这个文件，这个文件实现了命令 bootm。在 uboot 和 Linux 内核中都是采用这种方法来选择使能某个功能，编译对应的源码文件。

README

README 文件描述了 uboot 的详细信息，包括 uboot 该如何编译、 uboot 中各文件夹的含义、相应的命令等等。

大家空了的时候可以详细地阅读此文件，可以进一步增加对 uboot 的认识。