内核Makefile
分析Makefile:找到第一个目标文件和链接文件。
- 第一个目标文件(一路跟踪启动过程)
- 链接文件:它表示内核应该放在哪里,里面的代码是如何排布的。
Linux内核Makefile文件分类
- 顶层Makefile:是所有Makefile文件的核心,从总体上控制着内核的编译,链接
- config:配置文件,在配置内核时生成所有Makefile文件(包含顶层目录及子目录)都是根据config来决定使用哪些文件
- arch/$(ARCH)/Makefile:对应体系结构的Makefile,它用来决定哪些体系结构相关的文件与内核的生成,并提供一些规则来生成特定格式的内核映像
- scripts/Makefile.*:Makefile共用的通用规则,脚本等.
- kbuild Makefiles:各级目录下的Makefiles,它们相对简单,被上一层Makefile调用来编译当前目录下的文件
对于Makefile 的文档在Documentationkbuild
下的 makefiles.txt 对内核的makefile 讲的很透彻。
1.从子目录Makefile看起
每个子目录下都会有个 Makefile 文件
obj-$(CONFIG_A2232) += ser_a2232.o generic_serial.o
- 若这个变量CONFIG_A2232 在配置文件中被定义成 y 时,则 ser_a2232.c 和generic_serial.c文件会编译成 .o 文件。最后会链接到内核中去。
- 若这个变量定义成 m 时,则 ser_a2232.c 和generic_serial.c 文件会编译成
.ko
模块文件。
2.架构相关的 Makefile 。(arch/$(ARCH)/Makefile)
分析一个 Makefile 时,从它的命令开始分析。编译内核时是直接make
或 make uImage
从顶层Makefile 一直往下走时会涉及到所有的东西。
- 1.
make uImage
时这个目标 uImage 不在顶层的Makefile 中,在arch/arm/Makefile
中定义了这个目标。
我们是在顶层目录make uImage
的,则可知顶层 Makefile 会包含arch/arm/Makefile
。
在顶层目录的 Makefile 中搜索 “include”:
# srctree源码树,ARCH是arm
include $(srctree)/arch/$(ARCH)/Makefile
- 2.顶层的
.config
最终会生成include/linux/autoconf.h
头文件给源码用,另一个是include/config/auto.config
文件
# Read in config
-include include/config/auto.conf
- 可见配置文件也被包含到了顶层Makefile 中。
- 可见,配置文件,子目录下的Makefile 都会被包含进顶层的Makefile 中去。则重点分析顶层Makefile.
3.顶层目录的 Makefile.
从make uImage
命令往下分析。
1.目标 uImage 定义在arch/arm/Makefile
中,找到uImage 目标所在行,查看它相关的依赖。
# Convert bzImage to zImage
bzImage: zImage
BOOT_TARGETS = zImage Image xipImage bootpImage uImage
$(BOOT_TARGETS): vmlinux
$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
可见 uImage 依赖于 vmlinux.uImage
是一个头部+真正的内核。所以制作这个uImage 时需要编译出真正的内核。这
个真正的内核显然就是 vmlinux 。vmlinux 的依赖在顶层目录的 Makefile 中。:
all: vmlinux
在顶层目录直接输入 make ,默认就是执行第一个目标,"all"就是第一个目标。这个目标也
是依赖于 vmlinux 。即都是要先生成 vmlinux .
2.vmlinux的依赖:
顶层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脚本$(vmlinux-deps)
:vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
其中$(KBUILD_LDS)
:链接脚本$(KBUILD_VMLINUX_INIT)
:一些初始化代码$(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
:一些主要代码
3.分别分析这些变量:在顶层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
$(head-y)
:在顶层目录的Makefile 中没有定义,则会在架构目录下(arch/arm/Makefile
)的Makefile 中。MMUEXT等于空,相当于head-y=head.o
#Default value
head-y := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o
init-y
在顶层 Makefile 中。
init-y := init/
init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
%/
代表的是init/
目录下的所有文件。%/built-in.o
相当于在init/
下的文件全部编译成built-in.o
。这个函数的意思是:init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y)) = $(patsubst %/, %/built-in.o, init/) = init/built-in.o
即 init-y 等于 init 目录下所有涉及的那些文件,这些文件会被编译成一个built-in.o
。,也可以使用obj=$(dir:%.c=%.o)
效果一样的
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
就是将这些目录(usr、kernel、mm、fs、ipc、security、crypto、block)下涉及的文件分别
编译成built-in.o 不是所有文件,而是涉及到的文件。
- libs-y:库
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:驱动
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
(将 drivers 目录下所有涉及的文件编译成
built-in.o
文件)
+= sound/built-in.o (将 sound 目录下所有涉及的编译成 built-in.o 文件)
+= firmware/built-in.o
- net-y:网络
net-y := net/
$(net-y) $(net-m) $(libs-y) $(libs-m)))
net-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))
意思是最后,将 net/目录下的所有涉及到的文件编译 built-in.o 这个文件。
从面的依赖文件展开来看,源材料就是上面这一大堆东西。这些东西如何组合成一个内核
(链接成在一块),要看 vmlinux 如何编译的。
4.vmlinux如何编译
编译时是通过这些命令来编译的。这些命令最终会生成什么东西?可以通过这里一一分析下
去。这里涉及的脚本、函数太庞大了。没精力去做。想知道上在的源材料如何编译成内核:
方法1:分析 Makefile .
方法2:直接编译内核。看编译过程。
a.rm vmlinux 先删除原来编译得到的内核。
b.make uImage V=1
(V=1 是更加详细的列出那些命令。)
我们关心详细命令的最后一条
arm-linux-ld -EL -p --no-undefined -X -o vmlinux (-o 这里生成 vmlinux 了)
-T arch/arm/kernel/vmlinux.lds 链接脚本
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
链接脚本:arch/arm/kernel/vmlinux.lds
(决定内核如何排布).
链接脚本vmlinux.lds 是由vmlinux.lds.S 文件生成的。
# arch/arm/kernel/vmlinux.lds.S
. = (0xc0000000) + 0x0008000;
这里一开始便指定了内核放在哪里。这显然是虚拟的地址。
.text.head : {
_stext = .;
_sinittext = .;
*(.text.head)
}
一开始是放“*”(指所有文件)的 “.text.head”段。
.init : { /*Init code and data*/
*(.init.text)
再接着是放所有文件的“.init.text”段。这些所有文件排放在相应的 “段” 中,排放的顺序就是如下“链接脚本”后面“.o”文件的排布顺序:首先放 head.o 的,等等。文件的顺序由上面这些“.o”文件出现的顺序为准。里面的代码段等等其他段的排放由“vmlinux.lds”决定,首先放“.text.head”段,其次是“.init.text”段等依次往下排(参见“vmlinux.lds”内容)。
本文摘自 :https://www.cnblogs.com/