目錄
3、vmlinux-lds、vmlinux-init、vmlinux-main的生成
2 scripts/Makefile.build的第一次調用階段
3 scripts/Makefile.build的再一次調用階段
5、drivers/net/e1000/built-in.o的生成
眾多的資料(《嵌入式Linux應用開發完全手冊》、Documentation/kbuild/makefiles.txt)已經向我們展示了一個初級Linux用戶者應該懂得的知識--怎樣添加需要編譯的文件、添加編譯的規則、多個源文件構成一個目標文件的情況等。
但是,一種“找到真相”的沖動迫使我想了解Linux內核編譯的整個過程是怎樣的。為此,查了很多資料,發現《深度探索Linux操作系統:系統構建和原理解析》一文的第三章對該問題有很詳細的論述。
經過一番分析,也有自己的想法,寫於此。本文主要討論的是Linux內核編譯的整個過程,以此為基礎,再來討論諸如Linux內核Makefile的特點、構成元素等其他的問題。
對於分析Linux Makefile的整個編譯過程,筆者認為需要對Makefile有一定的基礎。如果之前沒接觸過Makefile的,不建議看本文。另外,對於那些只需要初級認識的Linux用戶也無需對此付出過多精力,可以直接飄過。
名稱 | 描述 |
頂層 Makefile | 它是所有Makefile文件的核心,從總體上控制着內核的編譯、連接 |
arch/$(ARCH)/Makefile | 對應體系結構的Makefile,它用來決定哪些體系結構相關的文件參與內核的生成,並提供一些規則來生成特定格式的內核映像 |
scripts/Makefile.* | Makefile公用的通用規則、腳本等 |
子目錄kbuild Makefiles | 各級子目錄的Makefile相對簡單,被上一層Makefile.build調用來編譯當前目錄的文件。 |
頂層.config | 配置文件,配置內核時生成。所有的Makefile文件(包括頂層目錄和各級子目錄)都是根據.config來決定使用哪些文件的 |
scripts/Makefile.*中有公用的通用規則,展示如下:
Makefile.build | 被頂層Makefile所調用,與各級子目錄的Makefile合起來構成一個完整的Makefile文件,定義.lib、built-in.o以及目標文件.o的生成規則。這個Makefile文件生成了子目錄的.lib、built-in.o以及目標文件.o |
Makefile.clean | 被頂層Makefile所調用,用來刪除目標文件等 |
Makefile.lib | 被Makefile.build所調用,主要是對一些變量的處理,比如說在obj-y前邊加上obj目錄 |
Kbuild.include | 被Makefile.build所調用,定義了一些函數,如if_changed、if_changed_rule、echo-cmd |
總結:
Linux內核Makefile體系核心的Makefile文件就兩個:頂層Makefile、scripts/Makefile.build。
子目錄中的Makefile、kbuild不是Makefile文件(完整的Makefile文件),只能算作是Makefile的包含文件。
頂層Makefile文件負責將各個目錄生成的*.built-in.o、lib.a等文件連接到一起。而scripts/Makefile.build 包含子目錄中的Makefile文件來生成這些*.built-in.o、lib.a、*.o等文件。
本文的實驗源碼是對“linux-2.6.30.4”進行移植后的運行在TQ2440開發板上的源碼包。
內核配置完成后,在頂層目錄中執行“#make uImage”便開始編譯內核。但是,uImage卻不是在頂層Makefile中定義,而是在arch/$(ARCH)/Makefile中定義。
頂層Makefile Line 452:
include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile
其中srctree為源碼絕對路徑,以我的環境為例,它的值等於/workspace/linux-2.6.30.4;而SRCARCH := $(ARCH),即該變量等於架構名稱,我們以arm為例進行說明。
arch/arm/Makefile Line 230:
zImage Image xipImage bootpImage uImage: vmlinux
可見uImage依賴於vmlinux,要先生成vmlinux,然后執行下邊這條指令完成編譯。
arch/arm/Makefile Line 231:
$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
<1> Q的定義:選擇靜態編譯與否(是否打印編譯信息)
頂層Makefile Line 290:
ifeq ($(KBUILD_VERBOSE),1) quiet = Q = else quiet=quiet_ Q = @ endif
<2> MAKE: 系統環境變量,值為make
<3> build: 值為“-f scripts/Makefile.build obj=”實際上就是調用子Makefile--scripts/Makefile.build,然后傳遞參數目標文件夾。
Kbuild.include Line 141:
# Shorthand for $(Q)$(MAKE) -f scripts/Makefile.build obj= # Usage: # $(Q)$(MAKE) $(build)=dir build := -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj
Kbuild.include被頂層Makefile所包含
頂層Makefile Line 312:
# We need some generic definitions (do not try to remake the file). $(srctree)/scripts/Kbuild.include: ; include $(srctree)/scripts/Kbuild.include
2、vmlinux的生成
頂層Makefile Line 845:
# vmlinux image - including updated kernel symbols vmlinux: $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o $(kallsyms.o) 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 $(call vmlinux-modpost) $(call if_changed_rule,vmlinux__) $(Q)rm -f .old_version
vmlinux的依賴是“$(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o $(kallsyms.o) FORCE”,要想生成vmlinux必須要先把這些原材料准備好。
<1> vmlinux-lds
在編譯之前要把連接腳本先生成,最后的連接階段會用的着。
頂層Makefile Line 699:
vmlinux-lds := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds
<2> vmlinux-init
頂層Makefile Line 696:
vmlinux-init := $(head-y) $(init-y)
①head-y
arch/arm/Makefile Line 100:
head-y := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o arch/arm/kernel/init_task.o
②init-y
頂層Makefile Line 477: init-y := init/ 頂層Makefile Line 661: init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
init-y最終等於init/built-in.o
<3>vmlinux-main
頂層Makefile Line 697: vmlinux-main := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
① core-y
arch/arm/Makefile Line 196: core-y += arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/ arch/arm/Makefile Line 197: core-y += $(machdirs) $(platdirs) 頂層Makefile Line 481: core-y := usr/ 頂層Makefile Line 650: core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/ 頂層Makefile Line 662: core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))
core-y最終等於
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 arch/arm/kernel/built-in.o arch/arm/mm/built-in.o arch/arm/common/built-in.o
② libs-y
arch/arm/Makefile Line 204: libs-y := arch/arm/lib/ $(libs-y) 頂層Makefile Line 480: libs-y := lib/ 頂層Makefile Line 665: libs-y1 := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y)) 頂層Makefile Line 666: libs-y2 := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y)) 頂層Makefile Line 667: libs-y := $(libs-y1) $(libs-y2)
libs-y最終等於arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o
③drivers-y
頂層Makefile Line 478: drivers-y := drivers/ sound/ firmware/ 頂層Makefile Line 663: drivers-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))
drivers-y值最終等於rivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o
④net-y
頂層Makefile Line 479: net-y := net/ 頂層Makefile Line 664: net-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))
net-y最終等於net/built-in.o
<4> vmlinux.o
目前還未分析
<5> kallsyms.o
目前還未分析
<6> FORCE
它的目的是強迫重建vmlinux(無論上邊的原材料是否已經構建,無論上邊的原材料是否比已經生成的目標新,都要重建),這種用法在Linux Makefile體系中經常見到。
PHONY += FORCE FORCE: # Declare the contents of the .PHONY variable as phony. We keep that # information in a variable so we can use it in if_changed and friends. .PHONY: $(PHONY)
可以看到FORCE為一個偽目標,所以無論如何都要重建vmlinux。
<7> 通過編譯查看最終的依賴文件
root@daneiqi:/workspace/linux-EmbedSky# make uImage V=1 arm-linux-ld -EL -p --no-undefined -X --build-id -o vmlinux -T arch/arm/kernel/vmlinux.lds 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/plat-s3c24xx/built-in.o arch/arm/plat-s3c/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 --end-group .tmp_kallsyms2.o
命令中的參數V=1的含義是“頂層Makefile Line 36: # Use 'make V=1' to see the full commands”。
3、vmlinux-lds、vmlinux-init、vmlinux-main的生成
<1> vmlinux-dirs
頂層Makefile Line 871: $(sort $(vmlinux-init) $(vmlinux-main)) $(vmlinux-lds): $(vmlinux-dirs) ;
vmlinux的主要構成文件vmlinux-init、vmlinux-main、vmlinux-lds的依賴是vmlinux-dirs。
頂層Makefile Line 652:vmlinux-dirs := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(init-y) $(init-m) \ $(core-y) $(core-m) $(drivers-y) $(drivers-m) \ $(net-y) $(net-m) $(libs-y) $(libs-m)))
filter首先過濾掉不是文件夾的(帶“/”的就是文件夾),然后patsubst將所有的文件夾后邊的“/”去掉。筆者在頂層Makefile中添加一個偽目標Debug,使它打印vmlinux-dirs,然后在終端上執行命令"make Debug"得到vmlinux-dirs的值為:
init usr arch/x86/kernel arch/x86/mm arch/x86/crypto arch/x86/vdso kernel mm fs ipc security crypto block drivers sound firmware net lib arch/x86/lib
可見vmlinux-dirs都是源碼包本來存在的文件夾,怎么通過這些文件夾的名字來生成它們目錄下的*.built-in.o、lib.a呢?
<2> vmlinux-dirs對應的命令
頂層Makefile Line 879:
PHONY += $(vmlinux-dirs) $(vmlinux-dirs): prepare scripts $(Q)$(MAKE) $(build)=$@
vmlinux-dir所代表的目錄都是偽目標,這樣即使這些文件夾是存在的,也要執行它們對應的命令。
① prepare
在正式開始編譯之前,要先將准備工作做好,檢查輸出目錄是否與源碼目錄分開、如果分開了要創建這樣的目錄,還要生成include/config/kernel.release、include/linux/version.h include/linux/utsrelease.h 等文件。
以下代碼都是摘自頂層Makefile
Line 955: PHONY += prepare archprepare prepare0 prepare1 prepare2 prepare3 Line 957: # prepare3 is used to check if we are building in a separate output directory, Line 961: prepare3: include/config/kernel.release Line 975: # prepare2 creates a makefile if using a separate output directory Line 976: prepare2: prepare3 outputmakefile Line 978: prepare1: prepare2 include/linux/version.h include/linux/utsrelease.h \ Line 982: archprepare: prepare1 scripts_basic Line 984: prepare0: archprepare FORCE $(Q)$(MAKE) $(build)=. $(Q)$(MAKE) $(build)=. missing-syscalls Line 989: prepare: prepare0
②scripts
准備工作還包括scripts,這些腳本用來決定編譯時的選項,例如include/config/auto.conf。
以下內容摘自頂層Makefile
Line 384: # Basic helpers built in scripts/ PHONY += scripts_basic scripts_basic: $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic Line 472: PHONY += scripts scripts: scripts_basic include/config/auto.conf
③$(Q)$(MAKE) $(build)=$@
編譯命令是至關重要的一句話,這句話就是來調用通用子Makefile文件--scripts/Makefile.build。$@會依次被vmlinux-dirs中的文件夾代替,從而依次執行命令"make -f scripts/Makefile.build obj=$@"
編譯該目錄中的文件以生成*.built-in.o、lib.a等文件。
我們以$@為drivers為例進行以下內容的說明,下邊這條命令最終的結果是生成drivers/built-in.o。
make -f scripts/Makefile.build obj=drivers
2 scripts/Makefile.build的第一次調用階段
轉戰到scripts/Makefile.build,obj=drivers被帶到該文件,首先看一下這個文件都包含了哪些文件
以下內容皆來自於scripts/Makefile.build Line 34: -include include/config/auto.conf Line 36: include scripts/Kbuild.include Line 41: # The filename Kbuild has precedence over Makefile kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src)) kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile) include $(kbuild-file) Line 52: include scripts/Makefile.lib Line 61: # Do not include host rules unless needed ifneq ($(hostprogs-y)$(hostprogs-m),) include scripts/Makefile.host endif
包含文件有依據.config生成的配置文件include/config/auto.conf、include scripts/Kbuild.include、
$(kbuild-file)(也就是子目錄的Makefile或者kbuild)、include scripts/Makefile.lib、include scripts/Makefile.host(只在一定情況下才被包含進入)。
這里着重講一下kbuild-file值的變化過程,kbuild-dir的等式中有filter函數,它的目的是將不是以“/”開頭的目錄濾除,顯然我們的src=drivers,所以就被濾除掉,這個函數的值為空。
scripts/Makefile.build Line 5:
src := $(obj)
$(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))的結果最終等於$(srctree)/$(src),也就是給src添加絕對路徑。所以kbuild-dir值等於/workspace/linux-2.6.30.4/drivers。
kbuild-file右邊的等式,首先查看在kbuild-dir目錄中是否有Kbuild存在,如果有就等於這個文件,否則使用這個目錄中的Makefile文件。kbuild-file最終等於/workspace/linux-2.6.30.4/drivers/Makefile。
scripts/Makefile.build Line 7: PHONY := __build __build: scripts/Makefile.build Line 93: __build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \ $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \ $(subdir-ym) $(always) @:
<1> KBUILD_BUILTIN
在終端以#Make uImage執行Make時,KBUILD_BUILTIN := 1。
頂層Makefile Line 241:
KBUILD_BUILTIN := 1 # If we have only "make modules", don't compile built-in objects. # When we're building modules with modversions, we need to consider # the built-in objects during the descend as well, in order to # make sure the checksums are up to date before we record them. ifeq ($(MAKECMDGOALS),modules) KBUILD_BUILTIN := $(if $(CONFIG_MODVERSIONS),1) endif
頂層Makefile Line 264:
export KBUILD_MODULES KBUILD_BUILTIN
<2> builtin-target
scripts/Makefile.build Line 85:
ifneq ($(strip $(obj-y) $(obj-m) $(obj-n) $(obj-) $(lib-target)),) builtin-target := $(obj)/built-in.o endif
builtin-target值為drivers/built-in.o
<3> lib-target
scripts/Makefile.build Line 81:
ifneq ($(strip $(lib-y) $(lib-m) $(lib-n) $(lib-)),) lib-target := $(obj)/lib.a endif
lib-target的值為drivers/lib.a
<4> $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target))
初步認識時定義編譯的模塊
<5> subdir-ym
subdir-ym的定義
scripts/Makefile.lib Line 38: __subdir-y := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(obj-y))) subdir-y += $(__subdir-y) __subdir-m := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(obj-m))) subdir-m += $(__subdir-m)
scripts/Makefile.lib Line 47:
subdir-ym := $(sort $(subdir-y) $(subdir-m))
scripts/Makefile.lib Line 89:
subdir-ym := $(addprefix $(obj)/,$(subdir-ym))
__subdir-y和__subdir-m首先將obj-y、obj-m中的非文件夾濾除,然后通過patsubst函數將最后的“/”去除。注意到drivers/Makefile中的obj-y、obj-m通通都是文件夾。我們以obj-y = net/為例進行以下內容的說明,所以__subdir-y=net。
subdir-ym就是在__subdir-y和__subdir-m前邊添加obj的前綴,所以最終等於drivers/net。
scripts/Makefile.build的總目標__build中的一個目標是 builtin-target,而它的值為drivers/built-in.o,現在就來看看它是怎樣生成的。
scripts/Makefile.build Line 288: $(builtin-target): $(obj-y) FORCE $(call if_changed,link_o_target)
<1> drivers/built-in.o的依賴
drivers/built-in.o依賴於obj-y(子目標),然后通過調用一個if_changed函數,將這些子目標連接起來,生成drivers/built-in.o。通過命令打印查看連接命令如下:
arm-linux-ld -EL -r -o drivers/built-in.o drivers/gpio/built-in.o drivers/video/built-in.o drivers/char/built-in.o drivers/gpu/built-in.o drivers/serial/built-in.o drivers/base/built-in.o drivers/block/built-in.o drivers/misc/built-in.o drivers/mfd/built-in.o drivers/macintosh/built-in.o drivers/scsi/built-in.o drivers/net/built-in.o drivers/ieee1394/built-in.o drivers/cdrom/built-in.o drivers/auxdisplay/built-in.o drivers/mtd/built-in.o drivers/usb/built-in.o drivers/usb/gadget/built-in.o drivers/input/built-in.o drivers/rtc/built-in.o drivers/i2c/built-in.o drivers/media/built-in.o drivers/watchdog/built-in.o drivers/lguest/built-in.o drivers/idle/built-in.o drivers/mmc/built-in.o drivers/firmware/built-in.o drivers/crypto/built-in.o drivers/hid/built-in.o drivers/platform/built-in.o
看下邊的代碼,原來drivers/Makefile中的obj-y是一群目錄,通過第一行代碼后就給這些目錄后邊加上了built-in.o,再經過第二行代碼,給它們冠以前綴。我們以obj-y=net/為例說明,經過第一行代碼obj-y=net/built-in.o,經過第二行代碼obj-y=drivers/net/built-in.o
scripts/Makefile.lib Line 42:
obj-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(obj-y))
scripts/Makefile.lib Line 78:
obj-y := $(addprefix $(obj)/,$(obj-y))
<2> if_changed函數
通過if_changed函數,完成了把這些子目錄中的目標連接生成dirvers/built-in.o。
Kbuild.include Line 192: if_changed = $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check)), \ @set -e; \ $(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \ echo 'cmd_$@ := $(make-cmd)' > $(dot-target).cmd)
既然是函數,就會傳遞參數。相對於C語言來說形參就是$(1),而傳遞實參的方法就是 $(call if_changed,link_o_target),其中call是調用函數命令,if_changed是調用函數名,后邊的link_o_target就是實參。
①$(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check))
any-prereq檢查是否有依賴比目標新,或者依賴還沒有創建;arg-check檢查編譯目標的命令相對上次是否發生變化。如果兩者中只要有一個發生改變,if_changed的值就等於
@set -e; \ $(echo-cmd) $(cmd_$(1)); \ echo 'cmd_$@ := $(make-cmd)' > $(dot-target).cmd
否則,if_changed的值為空,也就是說$(call if_changed,link_o_target)將什么也不執行,因為沒必要執行。
②set -e 是說下邊的命令如果出錯了就直接返回,不再繼續執行
③echo-cmd
Kbuild.include Line 156: echo-cmd = $(if $($(quiet)cmd_$(1)),\ echo ' $(call escsq,$($(quiet)cmd_$(1)))$(echo-why)';)
echo-cmd就是打印出調用的命令。if $($(quiet)cmd_$(1))是判斷命令$(quiet)cmd_$(1)或者cmd_$(1)是否定義,也就是quiet_cmd_link_o_target或者cmd_link_o_target是否定義。如果有定義,echo-cmd就會將這個命令打印出來,也就是打印。
④$(cmd_$(1))
對於 $(call if_changed,link_o_target),該命令就是cmd_link_o_target。
scripst/Makefile.build Line 283: cmd_link_o_target = $(if $(strip $(obj-y)),\ $(LD) $(ld_flags) -r -o $@ $(filter $(obj-y), $^) \ $(cmd_secanalysis),\ rm -f $@; $(AR) rcs $@)
$(LD) $(ld_flags) -r -o $@ $(filter $(obj-y), $^) ,這個就是連接命令。
總結:
if_changed函數的核心功能就是判斷是否需要更新目標,如果需要就執行表達式$(cmd_$(1))展開后的值來完成重建目標。
4、drivers/net/built-in.o
drivers/built-in.o的依賴如何生成呢,比如說drivers/net/built-in.o,還記得subdir-ym嗎?subdir-ym記錄了當前目錄里邊要參與編譯連接的子文件夾。在 “2 scripts/Makefile.build階段 2、scripts/Makefile.build的總目標 <5> $(subdir-ym)”中,我們假定subdir-ym=drivers/net。
Makefile.build Line 356:
PHONY += $(subdir-ym) $(subdir-ym): $(Q)$(MAKE) $(build)=$@
$(Q)$(MAKE) $(build)=$@就是再一次調用scripts/Makefile.build,並傳遞參數drivers/net,這和生成drivers/built-in.o沒什么差別。
3 scripts/Makefile.build的再一次調用階段
再次轉戰到scripts/Makefile.build,obj=drivers/net被帶到該文件。
其包含文件與第一次調用階段沒什么大的區別,最為重要的區別就是包含子目錄Makefile的改變,這次包含的文件是/workspace/linux-2.6.30.4/drivers/net/Makefile。
總目標中的builtin-target值為drivers/net/built-in.o
scripts/Makefile.build Line 288: $(builtin-target): $(obj-y) FORCE $(call if_changed,link_o_target)
由於子目錄的Makefile變成了/workspace/linux-2.6.30.4/drivers/net/Makefile,所以obj-y對應的發生了變化。通過執行編譯查看這個連接過程。
arm-linux-ld -EL -r -o drivers/net/built-in.o drivers/net/mii.o drivers/net/Space.o drivers/net/loopback.o drivers/net/dm9000.o drivers/net/arm/built-in.o drivers/net/e1000/built-in.o
<1> drivers/net/built-in.o的依賴
從drivers/net/Makefile中摘出兩個典型的obj-y組成部分如下所示:
drivers/net/Makefile Line 5: obj-$(CONFIG_E1000) += e1000/ drivers/net/Makefile Line 230:
obj-$(CONFIG_DM9000) += dm9000.o
drivers/net/built-in.o的依賴包含了文件夾,並且包含了直接由C文件生成的目標文件.o。
scripts/Makefile.lib Line 42: obj-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(obj-y)) scripts/Makefile.lib Line 78: obj-y := $(addprefix $(obj)/,$(obj-y))
第一行代碼讓obj-y如果是文件夾,就添加built-in.o,如果是普通的目標文件*.o,什么也不操作;第二行代碼冠以目錄obj。所以obj-y最終等於drivers/net/e1000/built-in.o、drivers/net/dm9000.o。
我們越來越接近最終的目標了--分析到最底層的C文件生成目標文件。
<2> if_changed函數
drivers/net/built-in.o也是一個由眾多的文件組成的庫文件,所以也是通過調用if_changed函數完成連接。
scripts/Makefile.build Line 226: # Built-in and composite module parts $(obj)/%.o: $(src)/%.c FORCE $(call cmd,force_checksrc) $(call if_changed_rule,cc_o_c) scripts/Makefile.build Line 263: $(obj)/%.o: $(src)/%.S FORCE $(call if_changed_dep,as_o_S)
$(obj)/%.o: $(src)/%.c FORCE是編譯C程序,$(obj)/%.o: $(src)/%.S FORCE是編譯匯編程序
<1> drivers/net/dm9000.o的依賴
drivers/net/dm9000.o的依賴是對應的$(src)/%.c,也就是drivers/net/dm9000.c。
<2>cmd函數
scripts/Kbuild Line 160: cmd = @$(echo-cmd) $(cmd_$(1))
此函數還未做深入分析。
<2>if_changed_rule函數
scripts/Kbuild Line 205:
# Usage: $(call if_changed_rule,foo) # Will check if $(cmd_foo) or any of the prerequisites changed, # and if so will execute $(rule_foo). if_changed_rule = $(if $(strip $(any-prereq) $(arg-check) ), \ @set -e; \ $(rule_$(1)))
$(call if_changed_rule,cc_o_c),從而會調用函數if_changed_rule,接着會執行命令$(rule_$(1))),也就是rule_cc_o_c。
scripts/Makefile.build Line 215: define rule_cc_o_c $(call echo-cmd,checksrc) $(cmd_checksrc) \ $(call echo-cmd,cc_o_c) $(cmd_cc_o_c); \ $(cmd_modversions) \ $(cmd_record_mcount) \ scripts/basic/fixdep $(depfile) $@ '$(call make-cmd,cc_o_c)' > \ $(dot-target).tmp; \ rm -f $(depfile); \ mv -f $(dot-target).tmp $(dot-target).cmd endef
其中$(cmd_cc_o_c)命令的定義是
scripts/Makefile.build Line 179:
cmd_cc_o_c = $(CC) $(c_flags) -c -o $@ $<
5、drivers/net/e1000/built-in.o的生成
subdir-ym肯定包含有文件夾drivers/net/e1000,於是繼續再一次調用scripts/Makefile.build來完成drivers/net/e1000/built-in.o的生成。
Makefile.build Line 356: PHONY += $(subdir-ym) $(subdir-ym): $(Q)$(MAKE) $(build)=$@
經過解析過程的分析,編譯過程就是解析過程的相反操作。
1、生成准備文件
①控制C程序的頭文件
include/linux/version.h include/linux/utsrelease.h、include/linux/autoconf.h
②控制編譯連接的文件
arch/arm/kernel/vmlinux.lds、include/config/auto.conf等文件。
2、 由C程序源碼和匯編語言源碼生成目標文件(*.o)
3、將目標文件連接成*.built-in.o、*/lib.a等文件
4、將緊接着頂層目錄的子目錄中的*.built-in.o以及部分重要的*.o文件連接生成vmlinux
5、根據arch/arm/Makefile的規則生成zImage、uImage等
<1> 總目標
總目標實際上是在arch/arm/Makefile中定義了,比方說zImage、uImage,頂層Makefile緊接着定義了這些終極目標直接的依賴目標vmlinux。
<2> 各級子目標
各級子目標是在scripts/Makefile.build中的__build中定義的,例如傳遞參數obj=drivers后的目標是drivers/built-in.o。
這些目標的依賴其實又成為了新的目標,例如drivers/net/built-in.o、drivers/net/dm9000.o。
<1> 總目標的依賴
vmlinux-lds vmlinux-init vmlinux-main vmlinux.o kallsyms.o
<2> 各級子目標的依賴
各級子目標的依賴是由子目錄中的Makefile(實際是scripts/Makefile.build的包含文件)和scripts/Makefile.lib共同完成確定的。
子目錄中的Makefile負責選材,而scripts/Makefile.lib負責加工。
<1> 總目標的連接規則
總目標vmlinux的連接規則就是在頂層Makefile中定義的,至於zImage、uImage則是在arch/arm/Makefile中定義的。
<2>子目標的編譯連接規則
主要是在scripts/Makefile.build、scripts/Kbuild.include中定義的,其中scripts/Kbuild.include定義了許多諸如if_changed的函數。
本文並沒有討論。
頂層Makefile文件負責將各個目錄生成的*.built-in.o、lib.a等文件連接到一起生成vmlinux。而scripts/Makefile.build 包含子目錄中的Makefile文件以及scripts/中的眾多腳本來生成這些*.built-in.o、lib.a、*.o等文件。
通過“make -f scripts/Makefile.build obj=”的方法完成了頂層Makefile到scripts/Makefile.build的調用生成*/built-in.o,以及scripts/Makefile.build的自調用生成更低一級子目錄的*/built-in.o。
“make -C”命令會先切換工作目錄,然后執行該目錄中的Makefile,u-boot就是采用這種方法。而linux則是利用“make -f”的方法,所以編譯的目錄始終是頂層目錄。
Linux內核Makefile的通用子Makefile是scripts/Makefile.build,而通用的其他規則則是scripts中的其他文件。
參考資料:《深度探索Linux操作系統:系統構建和原理解析》