內(nèi)核Makefile

分析Makefile:找到第一個(gè)目標(biāo)文件和鏈接文件。

• 第一個(gè)目標(biāo)文件（一路跟蹤啟動(dòng)過(guò)程）
• 鏈接文件：它表示內(nèi)核應(yīng)該放在哪里，里面的代碼是如何排布的。

Linux內(nèi)核Makefile文件分類(lèi)

• 頂層Makefile:是所有Makefile文件的核心，從總體上控制著內(nèi)核的編譯，鏈接
• config：配置文件，在配置內(nèi)核時(shí)生成所有Makefile文件(包含頂層目錄及子目錄)都是根據(jù)config來(lái)決定使用哪些文件
• arch/$(ARCH)/Makefile:對(duì)應(yīng)體系結(jié)構(gòu)的Makefile，它用來(lái)決定哪些體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件與內(nèi)核的生成，并提供一些規(guī)則來(lái)生成特定格式的內(nèi)核映像
• scripts/Makefile.*:Makefile共用的通用規(guī)則，腳本等.
• kbuild Makefiles:各級(jí)目錄下的Makefiles，它們相對(duì)簡(jiǎn)單，被上一層Makefile調(diào)用來(lái)編譯當(dāng)前目錄下的文件

對(duì)于Makefile 的文檔在Documentationkbuild下的 makefiles.txt 對(duì)內(nèi)核的makefile 講的很透徹。

1.從子目錄Makefile看起

每個(gè)子目錄下都會(huì)有個(gè) Makefile 文件

obj-$(CONFIG_A2232) += ser_a2232.o generic_serial.o

• 若這個(gè)變量CONFIG_A2232 在配置文件中被定義成 y 時(shí)，則 ser_a2232.c 和generic_serial.c文件會(huì)編譯成 .o 文件。最后會(huì)鏈接到內(nèi)核中去。
• 若這個(gè)變量定義成 m 時(shí)，則 ser_a2232.c 和generic_serial.c 文件會(huì)編譯成.ko模塊文件。

2.架構(gòu)相關(guān)的 Makefile 。（arch/$(ARCH)/Makefile）

分析一個(gè) Makefile 時(shí)，從它的命令開(kāi)始分析。編譯內(nèi)核時(shí)是直接make 或 make uImage
從頂層Makefile 一直往下走時(shí)會(huì)涉及到所有的東西。

• 1.make uImage時(shí)這個(gè)目標(biāo) uImage 不在頂層的Makefile 中，在arch/arm/Makefile中定義了這個(gè)目標(biāo)。

我們是在頂層目錄make uImage的，則可知頂層 Makefile 會(huì)包含arch/arm/Makefile。
在頂層目錄的 Makefile 中搜索 “include”:

# srctree源碼樹(shù)，ARCH是arm
include $(srctree)/arch/$(ARCH)/Makefile

• 2.頂層的.config最終會(huì)生成include/linux/autoconf.h頭文件給源碼用，另一個(gè)是include/config/auto.config文件

# Read in config
-include include/config/auto.conf

• 可見(jiàn)配置文件也被包含到了頂層Makefile 中。
• 可見(jiàn)，配置文件，子目錄下的Makefile 都會(huì)被包含進(jìn)頂層的Makefile 中去。則重點(diǎn)分析頂層Makefile.

3.頂層目錄的 Makefile.

從make uImage 命令往下分析。

1.目標(biāo) uImage 定義在arch/arm/Makefile 中，找到uImage 目標(biāo)所在行，查看它相關(guān)的依賴(lài)。

# Convert bzImage to zImage
bzImage: zImage
BOOT_TARGETS	= zImage Image xipImage bootpImage uImage
$(BOOT_TARGETS): vmlinux
	$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@

可見(jiàn) uImage 依賴(lài)于 vmlinux.uImage 是一個(gè)頭部+真正的內(nèi)核。所以制作這個(gè)uImage 時(shí)需要編譯出真正的內(nèi)核。這
個(gè)真正的內(nèi)核顯然就是 vmlinux 。vmlinux 的依賴(lài)在頂層目錄的 Makefile 中。：
all: vmlinux

在頂層目錄直接輸入 make ，默認(rèn)就是執(zhí)行第一個(gè)目標(biāo)，"all"就是第一個(gè)目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)也
是依賴(lài)于 vmlinux 。即都是要先生成 vmlinux .

2.vmlinux的依賴(lài)：

頂層Makefile中

# Include targets which we want to
# execute if the rest of the kernel build went well.
vmlinux: scripts/link-vmlinux.sh $(vmlinux-deps) FORCE
ifdef CONFIG_HEADERS_CHECK
	$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/Makefile headers_check
endif
ifdef CONFIG_SAMPLES
	$(Q)$(MAKE) $(build)=samples
endif
ifdef CONFIG_BUILD_DOCSRC
	$(Q)$(MAKE) $(build)=Documentation
endif
ifdef CONFIG_GDB_SCRIPTS
	$(Q)ln -fsn `cd $(srctree) && /bin/pwd`/scripts/gdb/vmlinux-gdb.py
endif
	+$(call if_changed,link-vmlinux)

• scripts/link-vmlinux.sh:shell腳本
• $(vmlinux-deps)：vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)其中
  • $(KBUILD_LDS):鏈接腳本
  • $(KBUILD_VMLINUX_INIT):一些初始化代碼
  • $(KBUILD_VMLINUX_MAIN):一些主要代碼

3.分別分析這些變量：在頂層Makefile中

# Externally visible symbols (used by link-vmlinux.sh)
export KBUILD_VMLINUX_INIT := $(head-y) $(init-y)
export KBUILD_VMLINUX_MAIN := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
export KBUILD_LDS          := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds

• $(head-y):在頂層目錄的Makefile 中沒(méi)有定義，則會(huì)在架構(gòu)目錄下（arch/arm/Makefile）的Makefile 中。MMUEXT等于空，相當(dāng)于head-y=head.o

#Default value
head-y		:= arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o

• init-y在頂層 Makefile 中。

init-y		:= init/
init-y		:= $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))

• %/代表的是init/目錄下的所有文件。
• %/built-in.o 相當(dāng)于在 init/下的文件全部編譯成 built-in.o。這個(gè)函數(shù)的意思是：init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y)) = $(patsubst %/, %/built-in.o, init/) = init/built-in.o即 init-y 等于 init 目錄下所有涉及的那些文件，這些文件會(huì)被編譯成一個(gè)built-in.o。,也可以使用obj=$(dir:%.c=%.o)效果一樣的

vmlinux-main := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)

• core-y ：核心

core-y		:= usr/
core-y		+= kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/
 		     $(core-y) $(core-m) $(drivers-y) $(drivers-m) 

# core-y = usr/built-in.o
core-y		:= $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))

意思是最后

core-y = usr/built-in.o
+= kernel/built-in.o
+= mm/built-in.o
+= fs/built-in.o
+= ipc/built-in.o
+= security/built-in.o
+= crypto/built-in.o
+= block/built-in.o

就是將這些目錄（usr、kernel、mm、fs、ipc、security、crypto、block）下涉及的文件分別
編譯成built-in.o 不是所有文件，而是涉及到的文件。

• libs-y：庫(kù)

libs-y		:= lib/
		     $(net-y) $(net-m) $(libs-y) $(libs-m)))
libs-y1		:= $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))
libs-y2		:= $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
libs-y		:= $(libs-y1) $(libs-y2)

最后

libs-y = lib/lib.a
+= lib/built-in.o

• drivers-y：驅(qū)動(dòng)

drivers-y	:= drivers/ sound/ firmware/
		     $(core-y) $(core-m) $(drivers-y) $(drivers-m) 
drivers-y	:= $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))

意思是最后 drivers-y = drivers/built-in.o (將 drivers 目錄下所有涉及的文件編譯成
built-in.o 文件)
+= sound/built-in.o (將 sound 目錄下所有涉及的編譯成 built-in.o 文件)
+= firmware/built-in.o

• net-y：網(wǎng)絡(luò)

net-y		:= net/
		     $(net-y) $(net-m) $(libs-y) $(libs-m)))
net-y		:= $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))

意思是最后，將 net/目錄下的所有涉及到的文件編譯 built-in.o 這個(gè)文件。

從面的依賴(lài)文件展開(kāi)來(lái)看，源材料就是上面這一大堆東西。這些東西如何組合成一個(gè)內(nèi)核
（鏈接成在一塊），要看 vmlinux 如何編譯的。

4.vmlinux如何編譯
編譯時(shí)是通過(guò)這些命令來(lái)編譯的。這些命令最終會(huì)生成什么東西？可以通過(guò)這里一一分析下
去。這里涉及的腳本、函數(shù)太龐大了。沒(méi)精力去做。想知道上在的源材料如何編譯成內(nèi)核：
方法1：分析 Makefile .
方法2：直接編譯內(nèi)核?？淳幾g過(guò)程。
a.rm vmlinux 先刪除原來(lái)編譯得到的內(nèi)核。
b.make uImage V=1 (V=1 是更加詳細(xì)的列出那些命令。)
我們關(guān)心詳細(xì)命令的最后一條

arm-linux-ld -EL -p --no-undefined -X -o vmlinux （-o 這里生成 vmlinux 了）
-T arch/arm/kernel/vmlinux.lds 鏈接腳本

arch/arm/kernel/head.o
arch/arm/kernel/init_task.o
init/built-in.o

--start-group
usr/built-in.o
arch/arm/kernel/built-in.o
arch/arm/mm/built-in.o
arch/arm/common/built-in.o
arch/arm/mach-s3c2410/built-in.o
arch/arm/mach-s3c2400/built-in.o
arch/arm/mach-s3c2412/built-in.o
arch/arm/mach-s3c2440/built-in.o
arch/arm/mach-s3c2442/built-in.o
arch/arm/mach-s3c2443/built-in.o
arch/arm/nwfpe/built-in.o
arch/arm/plat-s3c24xx/built-in.o
kernel/built-in.o
mm/built-in.o
fs/built-in.o
ipc/built-in.o
security/built-in.o
crypto/built-in.o
block/built-in.o
arch/arm/lib/lib.a
lib/lib.a
arch/arm/lib/built-in.o
lib/built-in.o
drivers/built-in.o
sound/built-in.o
net/built-in.o
--end-group .tmp_kallsyms2.o

鏈接腳本：arch/arm/kernel/vmlinux.lds(決定內(nèi)核如何排布).
鏈接腳本vmlinux.lds 是由vmlinux.lds.S 文件生成的。

# arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S
. = (0xc0000000) + 0x0008000;

這里一開(kāi)始便指定了內(nèi)核放在哪里。這顯然是虛擬的地址。

.text.head : {
	_stext = .;
	_sinittext = .;
	*(.text.head)
}

一開(kāi)始是放“*”（指所有文件）的 “.text.head”段。

.init : { /*Init code and data*/
	*(.init.text)

再接著是放所有文件的“.init.text”段。這些所有文件排放在相應(yīng)的 “段” 中，排放的順序就是如下“鏈接腳本”后面“.o”文件的排布順序：首先放 head.o 的，等等。文件的順序由上面這些“.o”文件出現(xiàn)的順序?yàn)闇?zhǔn)。里面的代碼段等等其他段的排放由“vmlinux.lds”決定，首先放“.text.head”段，其次是“.init.text”段等依次往下排（參見(jiàn)“vmlinux.lds”內(nèi)容）。