东道网站建设,做阿里巴巴跟网站哪个更好,家具网站案例,企业网站的开发公司目录前602行分析make xxx_defconfig 过程Makefile.build 脚本分析make 过程built-in.o 文件编译生成过程make zImage 过程前几章我们重点讲解了如何移植uboot 到I.MX6U-ALPHA 开发板上#xff0c;从本章开始我们就开始学习如何移植Linux 内核。同uboot 一样#xff0c;在具体…
目录前602行分析make xxx_defconfig 过程Makefile.build 脚本分析make 过程built-in.o 文件编译生成过程make zImage 过程前几章我们重点讲解了如何移植uboot 到I.MX6U-ALPHA 开发板上从本章开始我们就开始学习如何移植Linux 内核。同uboot 一样在具体移植之前我们先来学习一下Linux 内核的顶层Makefile 文件因为顶层Makefile 控制着Linux 内核的编译流程。
前602行分析
Linux 的顶层Makefile 和uboot 的顶层Makefile 非常相似因为uboot 参考了Linux前602行几乎一样所以前面部分我们大致看一下就行了。
1、版本号 顶层Makefile 一开始就是Linux 内核的版本号如下所示
1 VERSION 4
2 PATCHLEVEL 1
3 SUBLEVEL 15
4 EXTRAVERSION 可以看出Linux 内核版本号为4.1.15。
2、MAKEFLAGS 变量 MAKEFLAGS 变量设置如下所示
16 MAKEFLAGS -rR --include-dir$(CURDIR)3、命令输出 Linux 编译的时候也可以通过“V1”来输出完整的命令这个和uboot 一样相关代码如下所示
69 ifeq ($(origin V), command line)
70 KBUILD_VERBOSE $(V)
71 endif
72 ifndef KBUILD_VERBOSE
73 KBUILD_VERBOSE 0
74 endif
75
76 ifeq ($(KBUILD_VERBOSE),1)
77 quiet
78 Q
79 else
80 quietquiet_
81 Q
82 endif4、静默输出 Linux 编译的时候使用“make -s”就可实现静默编译编译的时候就不会打印任何的信息同uboot 一样相关代码如下
87 ifneq ($(filter 4.%,$(MAKE_VERSION)),) # make-4
88 ifneq ($(filter %s ,$(firstword x$(MAKEFLAGS))),)
89 quietsilent_
90 endif
91 else # make-3.8x
92 ifneq ($(filter s% -s%,$(MAKEFLAGS)),)
93 quietsilent_
94 endif
95 endif
96
97 export quiet Q KBUILD_VERBOSE5、设置编译结果输出目录 Linux 编译的时候使用“Oxxx”即可将编译产生的过程文件输出到指定的目录中相关代码如下
116 ifeq ($(KBUILD_SRC),)
117
118 # OK, Make called in directory where kernel src resides
119 # Do we want to locate output files in a separate directory?
120 ifeq ($(origin O), command line)
121 KBUILD_OUTPUT : $(O)
122 endif6、代码检查 Linux 也支持代码检查使用命令“make C1”使能代码检查检查那些需要重新编译的文件。“make C2”用于检查所有的源码文件顶层Makefile 中的代码如下
172 ifeq ($(origin C), command line)
173 KBUILD_CHECKSRC $(C)
174 endif
175 ifndef KBUILD_CHECKSRC
176 KBUILD_CHECKSRC 0
177 endif7、模块编译 Linux 允许单独编译某个模块使用命令“make Mdir”即可旧语法“make SUBDIRSdir”也是支持的。顶层Makefile 中的代码如下
179 # Use make Mdir to specify directory of external module to build
180 # Old syntax make ... SUBDIRS$PWD is still supported
181 # Setting the environment variable KBUILD_EXTMOD take precedence
182 ifdef SUBDIRS
183 KBUILD_EXTMOD ? $(SUBDIRS)
184 endif
185
186 ifeq ($(origin M), command line)
187 KBUILD_EXTMOD : $(M)
188 endif
189
190 # If building an external module we do not care about the all: rule
191 # but instead _all depend on modules
192 PHONY all
193 ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
194 _all: all
195 else
196 _all: modules
197 endif
198
199 ifeq ($(KBUILD_SRC),)
200 # building in the source tree
201 srctree : .
202 else
203 ifeq ($(KBUILD_SRC)/,$(dir $(CURDIR)))
204 # building in a subdirectory of the source tree
205 srctree : ..
206 else
207 srctree : $(KBUILD_SRC)
208 endif
209 endif
210 objtree : .
211 src : $(srctree)
212 obj : $(objtree)
213
214 VPATH : $(srctree)$(if $(KBUILD_EXTMOD),:$(KBUILD_EXTMOD))
215
216 export srctree objtree VPATH外部模块编译过程和uboot 也一样最终导出srctree、objtree 和VPATH 这三个变量的值其中srctree.也就是当前目录objtree 同样为“.”。
8、设置目标架构和交叉编译器
同uboot 一样Linux 编译的时候需要设置目标板架构ARCH 和交叉编译器CROSS_COMPILE在顶层Makefile 中代码如下
252 ARCH ? $(SUBARCH)
253 CROSS_COMPILE ? $(CONFIG_CROSS_COMPILE:%%)为了方便一般直接修改顶层Makefile 中的ARCH 和CROSS_COMPILE直接将其设置为对应的架构和编译器比如本教程将ARCH 设置为为armCROSS_COMPILE 设置为arm-linux-gnueabihf-如下所示
252 ARCH ? arm
253 CROSS_COMPILE ? arm-linux-gnueabihf-设置好以后我们就可以使用如下命令编译Linux 了
make xxx_defconfig //使用默认配置文件配置Linux
make menuconfig //启动图形化配置界面
make -j16 //编译Linux9、调用scripts/Kbuild.include 文件
同uboot 一样Linux 顶层Makefile 也会调用文件scripts/Kbuild.include顶层Makefile 相应代码如下
348 # We need some generic definitions (do not try to remake the file).
349 scripts/Kbuild.include: ;
350 include scripts/Kbuild.include10、交叉编译工具变量设置 顶层Makefile 中其他和交叉编译器有关的变量设置如下
353 AS $(CROSS_COMPILE)as
354 LD $(CROSS_COMPILE)ld
355 CC $(CROSS_COMPILE)gcc
356 CPP $(CC) -E
357 AR $(CROSS_COMPILE)ar
358 NM $(CROSS_COMPILE)nm
359 STRIP $(CROSS_COMPILE)strip
360 OBJCOPY $(CROSS_COMPILE)objcopy
361 OBJDUMP $(CROSS_COMPILE)objdump
LA、LD、CC 等这些都是交叉编译器所使用的工具。
11、头文件路径变量
顶层Makefile 定义了两个变量保存头文件路径USERINCLUDE 和LINUXINCLUDE相关代码如下
381 USERINCLUDE : \
382 -I$(srctree)/arch/$(hdr-arch)/include/uapi \
383 -Iarch/$(hdr-arch)/include/generated/uapi \
384 -I$(srctree)/include/uapi \
385 -Iinclude/generated/uapi \
386 -include $(srctree)/include/linux/kconfig.h
387
388 # Use LINUXINCLUDE when you must reference the include/ directory.
389 # Needed to be compatible with the O option
390 LINUXINCLUDE : \
391 -I$(srctree)/arch/$(hdr-arch)/include \
392 -Iarch/$(hdr-arch)/include/generated/uapi \
393 -Iarch/$(hdr-arch)/include/generated \
394 $(if $(KBUILD_SRC), -I$(srctree)/include) \
395 -Iinclude \
396 $(USERINCLUDE)第381~386 行是USERINCLUDE 是UAPI 相关的头文件路径第390~396 行是LINUXINCLUDE 是Linux 内核源码的头文件路径。重点来看一下LINUXINCLUDE其中 srctree.hdr-archarmKBUILD_SRC 为空因此将USERINCLUDE 和LINUXINCLUDE 展开以后为
USERINCLUDE : \
-I./arch/arm/include/uapi \
-Iarch/arm/include/generated/uapi \
-I./include/uapi \
-Iinclude/generated/uapi \
-include ./include/linux/kconfig.h
LINUXINCLUDE : \
-I./arch/arm/include \
-Iarch/arm/include/generated/uapi \
-Iarch/arm/include/generated \
-Iinclude \
-I./arch/arm/include/uapi \
-Iarch/arm/include/generated/uapi \
-I./include/uapi \
-Iinclude/generated/uapi \
-include ./include/linux/kconfig.h12、导出变量
顶层Makefile 会导出很多变量给子Makefile 使用导出的这些变量如下
417 export VERSION PATCHLEVEL SUBLEVEL KERNELRELEASE KERNELVERSION
418 export ARCH SRCARCH CONFIG_SHELL HOSTCC HOSTCFLAGS CROSS_COMPILE AS LD CC
419 export CPP AR NM STRIP OBJCOPY OBJDUMP
420 export MAKE AWK GENKSYMS INSTALLKERNEL PERL PYTHON UTS_MACHINE
421 export HOSTCXX HOSTCXXFLAGS LDFLAGS_MODULE CHECK CHECKFLAGS
422
423 export KBUILD_CPPFLAGS NOSTDINC_FLAGS LINUXINCLUDE OBJCOPYFLAGS LDFLAGS
424 export KBUILD_CFLAGS CFLAGS_KERNEL CFLAGS_MODULE CFLAGS_GCOV CFLAGS_KASAN
425 export KBUILD_AFLAGS AFLAGS_KERNEL AFLAGS_MODULE
426 export KBUILD_AFLAGS_MODULE KBUILD_CFLAGS_MODULE KBUILD_LDFLAGS_MODULE
427 export KBUILD_AFLAGS_KERNEL KBUILD_CFLAGS_KERNEL
428 export KBUILD_ARFLAGSmake xxx_defconfig 过程
第一次编译Linux 之前都要使用“make xxx_defconfig”先配置Linux 内核在顶层Makefile中有“%config”这个目标如下所示
490 config-targets : 0
491 mixed-targets : 0
492 dot-config : 1
493
494 ifneq ($(filter $(no-dot-config-targets), $(MAKECMDGOALS)),)
495 ifeq ($(filter-out $(no-dot-config-targets), $(MAKECMDGOALS)),)
496 dot-config : 0
497 endif
498 endif
499
500 ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
501 ifneq ($(filter config %config,$(MAKECMDGOALS)),)
502 config-targets : 1
503 ifneq ($(words $(MAKECMDGOALS)),1)
504 mixed-targets : 1
505 endif
506 endif
507 endif
508
509 ifeq ($(mixed-targets),1)
510 #
511 # Were called with mixed targets (*config and build targets).
512 # Handle them one by one.
513
514 PHONY $(MAKECMDGOALS) __build_one_by_one
515
516 $(filter-out __build_one_by_one, $(MAKECMDGOALS)): __build_one_by_one
517 :
518
519 __build_one_by_one:
520 $(Q)set -e; \
521 for i in $(MAKECMDGOALS); do \
522 $(MAKE) -f $(srctree)/Makefile $$i; \
523 done
524
525 else
526 ifeq ($(config-targets),1)
527 #
528 # *config targets only - make sure prerequisites are updated, and
529 # descend in scripts/kconfig to make the *config target
530
531 # Read arch specific Makefile to set KBUILD_DEFCONFIG as needed.
532 # KBUILD_DEFCONFIG may point out an alternative default
533 # configuration used for make defconfig
534 include arch/$(SRCARCH)/Makefile
535 export KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG
536
537 config: scripts_basic outputmakefile FORCE
538 $(Q)$(MAKE) $(build)scripts/kconfig $
539
540 %config: scripts_basic outputmakefile FORCE
541 $(Q)$(MAKE) $(build)scripts/kconfig $
542
543 else
563 endif # KBUILD_EXTMOD
......
第490~507 行和uboot 一样都是设置定义变量config-targets、mixed-targets 和dot-config 的值最终这三个变量的值为
config-targets 1
mixed-targets 0
dot-config 1因为config-targets1因此第534 行~541 行成立。第534 行引用arch/arm/Makefile 这个文件这个文件很重要因为zImage、uImage 等这些文件就是由arch/arm/Makefile 来生成的。
第535 行导出变量KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG。
第537 行没有目标与之匹配因此不执行。
第540 行“make xxx_defconfig”与目标“%config”匹配因此执行。“%config”依赖scripts_basic、outputmakefile 和FORCE“%config”真正有意义的依赖就只有scripts_basicscripts_basic 的规则如下
448 scripts_basic:
449 $(Q)$(MAKE) $(build)scripts/basic
450 $(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcountbuild 定义在文件scripts/Kbuild.include 中值为build : -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj因此将示例代码35.5.1.2 展开就是
scripts_basic:
make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/basic //也可以没有视配置而定
rm -f . tmp_quiet_recordmcount //也可以没有
接着回到示例代码35.5.1.1 的目标“%config”处内容如下
%config: scripts_basic outputmakefile FORCE$(Q)$(MAKE) $(build)scripts/kconfig $将命令展开就是
make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/kconfig xxx_defconfigMakefile.build 脚本分析
从上一小节可知“make xxx_defconfig“配置Linux 的时候如下两行命令会执行脚本 scripts/Makefile.build
make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/basic
make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/kconfig xxx_defconfig我们依次来分析一下
1、scripts_basic 目标对应的命令
scripts_basic 目标对应的命令为make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/basic。打开文件scripts/Makefile.build有如下代码
41 # The filename Kbuild has precedence over Makefile
42 kbuild-dir : $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))
43 kbuild-file : $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
44 include $(kbuild-file)将kbuild-dir 展开后为
kbuild-dir./scripts/basic将kbuild-file 展开后为
kbuild-file ./scripts/basic/Makefile最后将59 行展开即
include ./scripts/basic/Makefile继续分析scripts/Makefile.build如下代码
94 __build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
95 $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \
96 $(subdir-ym) $(always)
97 :__build 是默认目标因为命令“make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/basic”没有指 定目标所以会使用到默认目标__build。在顶层Makefile 中KBUILD_BUILTIN 为1 KBUILD_MODULES 为空因此展开后目标__build 为
__build:$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)
:可以看出目标__build 有5 个依赖builtin-target、lib-target、extra-y、subdir-ym 和always。 这5 个依赖的具体内容如下
builtin-target
lib-target
extra-y
subdir-ym
always scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c只有always 有效因此__build 最终为
__build: scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c
:__build 依赖于scripts/basic/fixdep 和scripts/basic/bin2c所以要先将scripts/basic/fixdep 和scripts/basic/bin2c.c 这两个文件编译成fixdep 和bin2c。
综上所述scripts_basic 目标的作用就是编译出scripts/basic/fixdep 和scripts/basic/bin2c 这两个软件。
2、%config 目标对应的命令 %config 目标对应的命令为make -f ./scripts/Makefile.build objscripts/kconfig xxx_defconfig此命令会使用到的各个变量值如下
src scripts/kconfig
kbuild-dir ./scripts/kconfig
kbuild-file ./scripts/kconfig/Makefile
include ./scripts/kconfig/Makefile可以看出Makefile.build 会读取scripts/kconfig/Makefile 中的内容此文件有如下所示内容
113 %_defconfig: $(obj)/conf
114 $(Q)$ $(silent) --defconfigarch/$(SRCARCH)/configs/$ $(Kconfig)目标%_defconfig 与xxx_defconfig 匹配所以会执行这条规则将其展开就是
%_defconfig: scripts/kconfig/confscripts/kconfig/conf --defconfigarch/arm/configs/%_defconfig Kconfig%_defconfig 依赖scripts/kconfig/conf所以会编译scripts/kconfig/conf.c 生成conf 这个软件。此软件就会将%_defconfig 中的配置输出到.config 文件中最终生成Linux kernel 根目录下的.config 文件。
make 过程
使用命令“make xxx_defconfig”配置好Linux 内核以后就可以使用“make”或者“make all”命令进行编译。顶层Makefile 有如下代码
125 PHONY : _all
126 _all:
......
192 PHONY all
193 ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
194 _all: all
195 else
196 _all: modules
197 endif
......
608 all: vmlinux第126 行_all 是默认目标如果使用命令“make”编译Linux 的话此目标就会被匹配。 第193 行如果KBUILD_EXTMOD 为空的话194 行的代码成立。 第194 行默认目标_all 依赖all。 第608 行目标all 依赖vmlinux所以接下来的重点就是vmlinux 顶层Makefile 中有如下代码
904 # Externally visible symbols (used by link-vmlinux.sh)
905 export KBUILD_VMLINUX_INIT : $(head-y) $(init-y)
906 export KBUILD_VMLINUX_MAIN : $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
907 export KBUILD_LDS : arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds
908 export LDFLAGS_vmlinux
909 # used by scripts/pacmage/Makefile
910 export KBUILD_ALLDIRS : $(sort $(filter-out arch/%,$(vmlinux-alldirs)) arch Documentation include samples scripts tools virt)
911
912 vmlinux-deps : $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
913
914 # Final link of vmlinux
915 cmd_link-vmlinux $(CONFIG_SHELL) $ $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux)
916 quiet_cmd_link-vmlinux LINK $
917
918 # Include targets which we want to
919 # execute if the rest of the kernel build went well.
920 vmlinux: scripts/link-vmlinux.sh $(vmlinux-deps) FORCE
921 ifdef CONFIG_HEADERS_CHECK
922 $(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/Makefile headers_check
923 endif
924 ifdef CONFIG_SAMPLES
925 $(Q)$(MAKE) $(build)samples
926 endif
927 ifdef CONFIG_BUILD_DOCSRC
928 $(Q)$(MAKE) $(build)Documentation
929 endif
930 ifdef CONFIG_GDB_SCRIPTS
931 $(Q)ln -fsn cd $(srctree) /bin/pwd/scripts/gdb/vmlinux-gdb.py
932 endif
933 $(call if_changed,link-vmlinux)从第920 行可以看出目标vmlinux 依赖scripts/link-vmlinux.sh $(vmlinux-deps) FORCE。第912 行定义了vmlinux-deps值为 vmlinux-deps $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
第905 行KBUILD_VMLINUX_INIT $(head-y) $(init-y)。
第906 行KBUILD_VMLINUX_MAIN $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)。
第907 行KBUILD_LDS arch/ $ (SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds其中SRCARCHarm因此KBUILD_LDS arch/arm/kernel/vmlinux.lds。
综上所述vmlinux 的依赖为scripts/link-vmlinux.sh、$ (head-y) 、$ (init-y)、$ (core-y) 、$ (libs-y) 、$ (drivers-y) 、$ (net-y)、arch/arm/kernel/vmlinux.lds 和FORCE。
第933 行的命令用于链接生成vmlinux。
重点来看一下$ (head-y) 、$ (init-y)、$ (core-y) 、$ (libs-y) 、$ (drivers-y) 和$ (net-y)这六个变量的值。
1、head-y head-y 定义在文件arch/arm/Makefile 中内容如下
135 head-y : arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o当不使能MMU 的话MMUEXT-nommu如果使能MMU 的话为空因此head-y 最终的值为
head-y arch/arm/kernel/head.o2、init-y、drivers-y 和net-y 在顶层Makefile 中有如下代码
558 init-y : init/
559 drivers-y : drivers/ sound/ firmware/
560 net-y : net/
......
896 init-y : $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
898 drivers-y : $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))
899 net-y : $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))从示例代码35.5.3.4 可知init-y、libs-y、drivers-y 和net-y 最终的值为
init-y init/built-in.o
drivers-y drivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o
net-y net/built-in.o3、libs-y
libs-y 基本和init-y 一样在顶层Makefile 中存在如下代码
561 libs-y : lib/
......
900 libs-y1 : $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))
901 libs-y2 : $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
902 libs-y : $(libs-y1) $(libs-y2)根据示例代码35.5.3.5 可知libs-y 应该等于“lib.a built-in.o”这个只正确了一部分因为 在arch/arm/Makefile 中会向libs-y 中追加一些值代码如下
286 libs-y : arch/arm/lib/ $(libs-y)arch/arm/Makefile 将libs-y 的值改为了arch/arm/lib $(libs-y)展开以后为
libs-y arch/arm/lib lib/因此根据示例代码35.5.3.5 的第900~902 行可知libs-y 最终应该为
libs-y arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o4、core-y core-y 和init-y 也一样在顶层Makefile 中有如下代码
532 core-y : usr/
......
887 core-y kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/但是在arch/arm/Makefile 中会对core-y 进行追加代码如下
269 core-$(CONFIG_FPE_NWFPE) arch/arm/nwfpe/
270 core-$(CONFIG_FPE_FASTFPE) $(FASTFPE_OBJ)
271 core-$(CONFIG_VFP) arch/arm/vfp/
272 core-$(CONFIG_XEN) arch/arm/xen/
273 core-$(CONFIG_KVM_ARM_HOST) arch/arm/kvm/
274 core-$(CONFIG_VDSO) arch/arm/vdso/
275
276 # If we have a machine-specific directory, then include it in the build.
277 core-y arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/
278 core-y arch/arm/probes/
279 core-y arch/arm/net/
280 core-y arch/arm/crypto/
281 core-y arch/arm/firmware/
282 core-y $(machdirs) $(platdirs)第269~274 行根据不同的配置向core-y 追加不同的值比如使能VFP 的话就会在.config中有CONFIG_VFPy 这一行那么core-y 就会追加“arch/arm/vfp/”。 第277~282 行就是对core-y 直接追加的值。 在顶层Makefile 中有如下一行
897 core-y : $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))经过上述代码的转换最终core-y 的值为
core-y usr/built-in.o arch/arm/vfp/built-in.o \arch/arm/vdso/built-in.o arch/arm/kernel/built-in.o \arch/arm/mm/built-in.o arch/arm/common/built-in.o \arch/arm/probes/built-in.o arch/arm/net/built-in.o \arch/arm/crypto/built-in.o arch/arm/firmware/built-in.o \arch/arm/mach-imx/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关于head-y 、init-y、core-y 、libs-y 、drivers-y 和net-y 这6 个变量就讲解到这里。这些变量都是一些built-in.o 或.a 等文件这个和uboot 一样都是将相应目录中的源码文件进行编译然后在各自目录下生成built-in.o 文件有些生成了.a 库文件。最终将这些built-in.o 和.a 文件进行链接即可形成ELF 格式的可执行文件也就是vmlinux但是链接是需要链接脚本的vmlinux 的依赖arch/arm/kernel/vmlinux.lds 就是整个Linux 的链接脚本。
示例代码35.5.3.2 第933 行的命令“(callifchanged,link−vmlinux)”表示将(call if_changed,link-vmlinux) ”表示将(callifchanged,link−vmlinux)”表示将(call if_changed,link-vmlinux)的结果作为最终生成vmlinux 的命令前面的“”表示该命令结果不可忽略。$(call if_changed,link-vmlinux)是调用函数if_changedlink-vmlinux 是函数if_changed 的参数函数if_changed 定义在文件scripts/Kbuild.include 中如下所示
247 if_changed $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check)), \
248 set -e; \
249 $(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \
250 printf %s\n cmd_$ : $(make-cmd) $(dot-target).cmd)any-prereq 用于检查依赖文件是否有变化如果依赖文件有变化那么any-prereq 就不为空否则就为空。arg-check 用于检查参数是否有变化如果没有变化那么arg-check 就为空。 第248 行“set -e”告诉bash如果任何语句的执行结果不为true(也就是执行出错)的话就直接退出。 第249 行$ (echo-cmd)用于打印命令执行过程比如在链接vmlinux 的时候就会输出“LINK vmlinux”。$ (cmd_$ (1))中的$ (1)表示参数也就是link-vmlinux因此$ (cmd_$(1))表示执行cmd_link-vmlinux 的内容。cmd_link-vmlinux 在顶层Makefile 中有如下所示定义
914 # Final link of vmlinux
915 cmd_link-vmlinux $(CONFIG_SHELL) $ $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux)
916 quiet_cmd_link-vmlinux LINK $第915 行就是cmd_link-vmlinux 的值其中CONFIG_SHELL/bin/bash$表示目标vmlinux的第一个依赖文件根据示例代码35.5.3.2 可知这个文件为scripts/link-vmlinux.sh。LD arm-linux-gnueabihf-ld -ELLDFLAGS 为空。LDFLAGS_vmlinux 的值由顶层Makefile 和arch/arm/Makefile 这两个文件共同决定最终LDFLAGS_vmlinux-p --no-undefined -X --pic-veneer --build-id。因此cmd_link-vmlinux 最终的值为
cmd_link-vmlinux /bin/bash scripts/link-vmlinux.sh arm-linux-gnueabihf-ld -EL -p --no-undefined -X --pic-veneer --build-idcmd_link-vmlinux 会调用scripts/link-vmlinux.sh 这个脚本来链接出vmlinux在link-vmlinux.sh 中有如下所示代码
51 vmlinux_link()
52 {
53 local lds${objtree}/${KBUILD_LDS}
54
55 if [ ${SRCARCH} ! um ]; then
56 ${LD} ${LDFLAGS} ${LDFLAGS_vmlinux} -o ${2} \
57 -T ${lds} ${KBUILD_VMLINUX_INIT} \
58 --start-group ${KBUILD_VMLINUX_MAIN} --end-group ${1}
59 else
60 ${CC} ${CFLAGS_vmlinux} -o ${2} \
61 -Wl,-T,${lds} ${KBUILD_VMLINUX_INIT} \
62 -Wl,--start-group \
63 ${KBUILD_VMLINUX_MAIN} \
64 -Wl,--end-group \
65 -lutil ${1}
66 rm -f linux
67 fi
68 }
......
216 info LD vmlinux
217 vmlinux_link ${kallsymso} vmlinuxvmliux_link 就是最终链接出vmlinux 的函数第55 行判断SRCARCH 是否等于“um”如果不相等的话就执行56~58 行的代码。因为SRCARCHarm因此条件成立执行56~58 行的代码。这三行代码就应该很熟悉了就是普通的链接操作连接脚本为lds ./arch/arm/kernel/vmlinux.lds 需要链接的文件由变量KBUILD_VMLINUX_INIT 和KBUILD_VMLINUX_MAIN 来决定这两个变量在示例代码35.5.3.2 中已经讲解过了。
第217 行调用vmlinux_link 函数来链接出vmlinux。
使用命令“make V1”编译Linux会有如图35.5.3.1 所示的编译信息 至此我们基本理清了make 的过程重点就是将各个子目录下的built-in.o、.a 等文件链接在一起最终生成vmlinux 这个ELF 格式的可执行文件。链接脚本为arch/arm/kernel/vmlinux.lds链接过程是由shell 脚本scripts/link-vmlinux.s 来完成的。接下来的问题就是这些子目录下的built-in.o、.a 等文件又是如何编译出来的呢
built-in.o 文件编译生成过程
根据示例代码35.5.3.2 第920 行可知vmliux 依赖vmlinux-deps而vmlinux-deps $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)KBUILD_LDS是链接脚本这里不考虑剩下的KBUILD_VMLINUX_INIT 和KBUILD_VMLINUX_MAIN 就是各个子目录下的built-in.o、.a 等文件。最终vmlinux-deps 的值如下 除了arch/arm/kernel/vmlinux.lds 以外其他都是要编译链接生成的。在顶层Makefile 中有如下代码
937 $(sort $(vmlinux-deps)): $(vmlinux-dirs) ;sort 是排序函数用于对vmlinux-deps 的字符串列表进行排序并且去掉重复的单词。可以看出vmlinux-deps 依赖vmlinux-dirsvmlinux-dirs 也定义在顶层Makefile 中定义如下
889 vmlinux-dirs : $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(init-y) $(init-m) \
890 $(core-y) $(core-m) $(drivers-y) $(drivers-m) \
891 $(net-y) $(net-m) $(libs-y) $(libs-m)))
vmlinux-dirs 看名字就知道和目录有关此变量保存着生成vmlinux 所需源码文件的目录值如下 在顶层Makefile 中有如下代码
946 $(vmlinux-dirs): prepare scripts
947 $(Q)$(MAKE) $(build)$目标vmlinux-dirs 依赖prepare 和scripts这两个依赖不去浪费时间了重点看一下第947行的命令。build 前面已经说了值为“-f ./scripts/Makefile.build obj”因此将947 行的命令展开就是 make -f ./scripts/Makefile.build obj$$表示目标文件也就是vmlinux-dirs 的值将vmlinux-dirs 中的这些目录全部带入到命令中结果如下 make -f ./scripts/Makefile.build objinitmake -f ./scripts/Makefile.build objusrmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/vfpmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/vdsomake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/kernelmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/mmmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/commonmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/probesmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/netmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/cryptomake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/firmwaremake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/mach-imxmake -f ./scripts/Makefile.build objkernelmake -f ./scripts/Makefile.build objmmmake -f ./scripts/Makefile.build objfsmake -f ./scripts/Makefile.build objipcmake -f ./scripts/Makefile.build objsecuritymake -f ./scripts/Makefile.build objcryptomake -f ./scripts/Makefile.build objblockmake -f ./scripts/Makefile.build objdriversmake -f ./scripts/Makefile.build objsoundmake -f ./scripts/Makefile.build objfirmwaremake -f ./scripts/Makefile.build objnetmake -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/libmake -f ./scripts/Makefile.build objlib
这些命令运行过程其实都是一样的我们就以“ make -f ./scripts/Makefile.build objinit”这个命令为例讲解一下详细的运行过程。这里又要用到Makefile.build 这个脚本了此脚本默认目标为__build这个在35.5.2 小节已经讲过了我们再来看一下__build 目标对应的规则如下
94 __build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
95 $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \
96 $(subdir-ym) $(always)
97 :
当只编译Linux 内核镜像文件也就是使用“make zImage ”编译的时候 KBUILD_BUILTIN1KBUILD_MODULES 为空。“make”命令是会编译所有的东西包括Linux内核镜像文件和一些模块文件。如果只编译Linux 内核镜像的话__build 目标简化为
__build: $(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)
:重点来看一下builtin-target 这个依赖builtin-target 同样定义在文件scripts/Makefile.build中定义如下
86 ifneq ($(strip $(obj-y) $(obj-m) $(obj-) $(subdir-m) $(lib-target)),)
87 builtin-target : $(obj)/built-in.o
88 endif第87 行就是builtin-target 变量的值为“$(obj)/built-in.o”这就是这些built-in.o 的来源了。 要生成built-in.o要求obj-y、obj-m、obj-、subdir-m 和lib-target 这些变量不能全部为空。最后一个问题built-in.o 是怎么生成的在文件scripts/Makefile.build 中有如下代码
325 #
326 # Rule to compile a set of .o files into one .o file
327 #
328 ifdef builtin-target
329 quiet_cmd_link_o_target LD $
330 # If the list of objects to link is empty, just create an empty built-in.o
331 cmd_link_o_target $(if $(strip $(obj-y)),\
332 $(LD) $(ld_flags) -r -o $ $(filter $(obj-y), $^) \
333 $(cmd_secanalysis),\
334 rm -f $; $(AR) rcs$(KBUILD_ARFLAGS) $)
335
336 $(builtin-target): $(obj-y) FORCE
337 $(call if_changed,link_o_target)
338
339 targets $(builtin-target)
340 endif # builtin-target
第336 行的目标就是builtin-target依赖为obj-y命令为“KaTeX parse error: Double subscript at position 24: …_changed,link_o_̲target)”也就是调用函…(1)所对应的命令($(1)就是函数的第1 个参数)在这里就是调用 cmd_link_o_target 所对应的命令也就是第331~334 行的命令。cmd_link_o_target 就是使用LD将某个目录下的所有.o 文件链接在一起最终形成built-in.o。
make zImage 过程
1、vmlinux、ImagezImage、uImage 的区别 前面几小节重点是讲vmlinux 是如何编译出来的vmlinux 是ELF 格式的文件但是在实际中我们不会使用vmlinux而是使用zImage 或uImage 这样的Linux 内核镜像文件。那么vmlinux、zImage、uImage 他们之间有什么区别呢 ①、vmlinux 是编译出来的最原始的内核文件是未压缩的比如正点原子提供的Linux 源码编译出来的vmlinux 差不多有16MB如图35.5.5.1 所示 ②、Image 是Linux 内核镜像文件但是Image 仅包含可执行的二进制数据。Image 就是使用objcopy 取消掉vmlinux 中的一些其他信息比如符号表什么的。但是Image 是没有压缩过的Image 保存在arch/arm/boot 目录下其大小大概在12MB 左右如图35.5.5.2 所示 相比vmlinux 的16MBImage 缩小到了12MB。 ③、zImage 是经过gzip 压缩后的Image经过压缩以后其大小大概在6MB 左右如图35.5.5.3 所示 ④、uImage 是老版本uboot 专用的镜像文件uImag 是在zImage 前面加了一个长度为64字节的“头”这个头信息描述了该镜像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。但是新的uboot 已经支持了zImage 启动所以已经很少用到uImage 了除非你用的很古老的uboot。
使用“make”、“make all”、“make zImage”这些命令就可以编译出zImage 镜像在arch/arm/Makefile 中有如下代码
310 BOOT_TARGETS zImage Image xipImage bootpImage uImage
......
315 $(BOOT_TARGETS): vmlinux
316 $(Q)$(MAKE) $(build)$(boot) MACHINE$(MACHINE) $(boot)/$
第310 行变量BOOT_TARGETS 包含zImageImagexipImage 等镜像文件。 第315 行BOOT_TARGETS 依赖vmlinux因此如果使用“make zImage”编译的Linux 内 核的话首先肯定要先编译出vmlinux。 第316 行具体的命令比如要编译zImage那么命令展开以后如下所示 make -f ./scripts/Makefile.build objarch/arm/boot MACHINEarch/arm/boot/zImage看来又是使用scripts/Makefile.build 文件来完成vmlinux 到zImage 的转换。 关于Linux 顶层Makefile 就讲解到这里基本和uboot 的顶层Makefile 一样重点在于vmlinux 的生成。最后将vmlinux 压缩成我们最常用的zImage 或uImage 等文件。
