内核启动流程分析(三)makefile

Linux内核Makefile作用
Linux内核Makefile文件分类
Makefile解析
子目录的Makefile
架构下面的Makefile
顶层Makefile
Make解析
总结

Linux内核Makefile作用

Linux内核Makefile文件分类

Makefile解析

详细的解释可以看/Documentation/kbuild/makefiles.txt

子目录的Makefile

子目录的makefile形式简单，诸如下:

obj-$(CONFIG_DM9000) += dm9dev9000c.o

然后 CONFIG_DM9000是在auto.conf中定义，他是由.config中定义为y(内核文件)或者m(编译为.ko模块)，所以也就是形如

obj-y += xxx.o
obj-m += xxx.o
如果没有被定义则是
obj - +=xxx.o 不被处理

架构下面的Makefile

arch/arm/Makefile

我们执行命令make uImage并不在顶层的makefile,而是在架构下面的makefile,所以它一定会被顶层的makefile包含

zImage Image xipImage bootpImage uImage: vmlinux$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@

顶层Makefile

搜索下arch,在顶层的Makefile中找到包含了架构下的Makefile

include $(srctree)/arch/$(ARCH)/Makefile
export KBUILD_DEFCONFIG

可以继续搜发现同时定义了arm架构,这是在补丁文件修改的

#ARCH       ?= $(SUBARCH)
ARCH        ?= arm
CROSS_COMPILE   ?= arm-linux-

同时搜索下.config文件生成的auto.conf,也在顶层包含

ifeq ($(dot-config),1)
# Read in config
-include include/config/auto.conf

Make解析

总结:最终在各个目录下生成built-in.o,根据arch/$(ARCH)/kernel/vmlinux.lds的链接脚本链接

uiamge依赖于vmlinux,uImage实际就是头部信息加上一个真正的内核,也就是vmlinux就是真正的内核

zImage Image xipImage bootpImage uImage: vmlinux$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@

可以发现在顶层makefile存在以下,也就是说这也是默认的目标文件

all: vmlinux

继续搜索目标vmlinux的依赖

# vmlinux image - including updated kernel symbols
vmlinux: $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) $(kallsyms.o) FORCE
ifdef CONFIG_HEADERS_CHECK$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/Makefile headers_check
endif$(call if_changed_rule,vmlinux__)$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost $@$(Q)rm -f .old_version

其中相关变量继续搜索如下

vmlinux-init := $(head-y) $(init-y)
vmlinux-main := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
vmlinux-all  := $(vmlinux-init) $(vmlinux-main)
vmlinux-lds  := arch/$(ARCH)/kernel/vmlinux.lds
# vmlinux-lds：链接脚本。
# vmlinux-init：一些初始化代码。
# vmlinux-main：一些主要的代码（与内核核心相关的）。

vmlinux-init

#顶层 /makefile
init-y      := init/
init-y      := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
# 相当于 init-y =  init/built-in.o#架构 arch/arm/makefile
head-y      := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o arch/arm/kernel/init_task.o
#这里MMUEXT 并没有被定义,也就是最终就是 arch/arm/kernel/head.o  arch/arm/kernel/init_task.o

patsubst分析

格式：$(patsubst <pattern>,<replacement>,<text> )
名称：模式字符串替换函数——patsubst。
功能：查找<text>中的单词（单词以“空格”、“Tab”或“回车”“换行”分隔）是否符合模式<pattern>，如果匹配的话，则以<replacement>替换。

pattern=%/在这里应该是匹配所有的意思
replacement=%/built-in.o
text=init/

也就是说在init/下的所有文件名都被替换为+built-in.o,视频讲的是最后会被编译为built-in.o,也就是相当于init-y = init/built-in.o

vmlinux-main

core-y 内核

vmlinux-main := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
# core-y
core-y := usr/
core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/
core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))

这里也用到了patsubst替换,也就是将上述目录下的文件编译为built-in.o,最终相当于

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

libs-y 库

libs-y      := lib/
# 在lib/中查找 替换为lib.a
libs-y1     := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))
# 在lib/中查找 替换为built-in.o
libs-y2     := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
# 最终生成 built-in.o 和 lib.a
libs-y      := $(libs-y1) $(libs-y2)

同样的,也就是在最终生成built-in.o和替换为lib.a

drivers-y 驱动

drivers-y := drivers/ sound/ #（依赖了这两个目录）
drivers-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))

同样的,也就是在最终生成built-in.o

net-y 网络

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

同样的替换,生成built-in.o

`总结`

从以上分析makefile可以两大结果：第一个文件和链接脚本，以后分析内核流程可以根据第一个文件顺藤摸瓜一路跟踪下去，链接脚本决定了内核里的各个段是如何分布的，而每个段的文件顺序就是上面文件顺序。