linux源码剖析四 built-in.o 文件编译生成过程

vmliux 依赖 vmlinux-deps，而 vmlinux-deps=$(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)， KBUILD_LDS是连接脚本，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：

vmlinux-deps = arch/arm/kernel/vmlinux.lds arch/arm/kernel/head.o \
init/built-in.o 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 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 firmware/built-in.o \
net/built-in.o

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：

顶层 Makefile 代码段
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-dirs， vmlinux-dirs 也定义在顶层 Makefile 中，定义如下：

顶层 Makefile 代码段
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：

vmlinux-dirs = init usr arch/arm/vfp \
arch/arm/vdso arch/arm/kernel arch/arm/mm \
arch/arm/common arch/arm/probes arch/arm/net \
arch/arm/crypto arch/arm/firmware arch/arm/mach-imx\
kernel mm fs \
ipc security crypto \
block drivers sound \
firmware net arch/arm/lib \
lib

在顶层 Makefile 中有如下代码：

 顶层 Makefile 代码段
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 obj=init
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=usr
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/vfp
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/vdso
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/kernel
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/mm
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/common
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/probes
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/net
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/crypto
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/firmware
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/mach-imx
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=kernel
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=mm
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=fs
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=ipc
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=security
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=crypto
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=block
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=drivers
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=sound
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=firmware
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=net
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/lib
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=lib

这些命令运行过程其实都是一样的，以“@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=init”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_BUILTIN=1， KBUILD_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：

scripts/Makefile.build 代码段
86 ifneq ($(strip $(obj-y) $(obj-m) $(obj-) $(subdir-m) $(libtarget)),)
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：
顶层 Makefile 代码段

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 emptybuilt-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。

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