Linux内核中Makefile
作者:tureno2011 发布时间:[ 2017/1/20 11:03:12 ] 推荐标签:操作系统 Linux
linux内核中Makefile 的作用是根据配置的情况,构造出需要编译的源文件列表,然后分别编译,并把目标代码链接到一起,终形成 Linux 内核二进制文件。
由于 Linux 内核源代码是按照树形结构组织的,所以 Makefile 也被分布在目录树中。Linux 内核中的 Makefile 以及与 Makefile 直接相关的文件有:
1. Makefile:顶层 Makefile,是整个内核配置、编译的总体控制文件。
2.config:内核配置文件,包含由用户选择的配置选项,用来存放内核配置后的结果(如 make config)。
3.arch/*/Makefile:位于各种 CPU 体系目录下的 Makefile,如 arch/arm/Makefile,是针对特定平台的 Makefile。
4.各个子目录下的 Makefile:比如 drivers/Makefile,负责所在子目录下源代码的管理。
5.Rules.make:规则文件,被所有的 Makefile 使用。
用户通过 make config 配置后,产生了 .config。顶层 Makefile 读入 .config 中的配置选择。顶层 Makefile 有两个主要的任务:产生 vmlinux 文件和内核模块(module)。为了达到此目的,顶层 Makefile 递归的进入到内核的各个子目录中,分别调用位于这些子目录中的 Makefile。至于到底进入哪些子目录,取决于内核的配置。在顶层 Makefile 中,有一句:include arch/$(ARCH)/Makefile,包含了特定 CPU 体系结构下的 Makefile,这个 Makefile 中包含了平台相关的信息。
位于各个子目录下的 Makefile 同样也根据 .config 给出的配置信息,构造出当前配置下需要的源文件列表,并在文件的后有 include $(TOPDIR)/Rules.make。
Rules.make 文件起着非常重要的作用,它定义了所有 Makefile 共用的编译规则。比如,如果需要将本目录下所有的 c 程序编译成汇编代码,需要在 Makefile 中有以下的编译规则:
%.s: %.c
(CC)(CC)(CFLAGS) -S <?o<?o@
有很多子目录下都有同样的要求,需要在各自的 Makefile 中包含此编译规则,这会比较麻烦。而 Linux 内核中则把此类的编译规则统一放置到 Rules.make 中,并在各自的 Makefile 中包含进了 Rules.make(include Rules.make),这样避免了在多个 Makefile 中重复同样的规则。对于上面的例子,在 Rules.make 中对应的规则为:
%.s: %.c
(CC)(CC)(CFLAGS) (EXTRACFLAGS)(EXTRACFLAGS)(CFLAGS_(?F))(?F))(CFLAGS_@)?S@)?S< -o $@
Makefile 中的变量
顶层 Makefile 定义并向环境中输出了许多变量,为各个子目录下的 Makefile 传递一些信息。有些变量,比如 SUBDIRS,不仅在顶层 Makefile 中定义并且赋初值,而且在 arch/*/Makefile 还作了扩充。
常用的变量有以下几类:
1) 版本信息
版本信息有:VERSION,PATCHLEVEL, SUBLEVEL, EXTRAVERSION,KERNELRELEASE。版本信息定义了当前内核的版本,比如 VERSION=2,PATCHLEVEL=4,SUBLEVEL=18,EXATAVERSION=-rmk7,它们共同构成内核的发行版本KERNELRELEASE:2.4.18-rmk7
2) CPU 体系结构:ARCH
在顶层 Makefile 的开头,用 ARCH 定义目标 CPU 的体系结构,比如 ARCH:=arm 等。许多子目录的 Makefile 中,要根据 ARCH 的定义选择编译源文件的列表。
3) 路径信息:TOPDIR, SUBDIRS
TOPDIR 定义了 Linux 内核源代码所在的根目录。例如,各个子目录下的 Makefile 通过 $(TOPDIR)/Rules.make 可以找到 Rules.make 的位置。
SUBDIRS 定义了一个目录列表,在编译内核或模块时,顶层 Makefile 是根据 SUBDIRS 来决定进入哪些子目录。SUBDIRS 的值取决于内核的配置,在顶层 Makefile 中 SUBDIRS 赋值为 kernel drivers mm fs net ipc lib;根据内核的配置情况,在 arch/*/Makefile 中扩充了 SUBDIRS 的值,参见4)中的例子。
4) 内核组成信息:HEAD, CORE_FILES, NETWORKS, DRIVERS, LIBS
Linux 内核文件 vmlinux 是由以下规则产生的:
vmlinux: $(CONFIGURATION) init/main.o init/version.o linuxsubdirs
(LD)(LD)(LINKFLAGS) $(HEAD) init/main.o init/version.o
--start-group
x$(CORE_FILES)
$(DRIVERS)
$(NETWORKS)
$(LIBS)
--end-group
-o vmlinux
可以看出,vmlinux 是由 HEAD、main.o、version.o、CORE_FILES、DRIVERS、NETWORKS 和 LIBS 组成的。这些变量(如 HEAD)都是用来定义连接生成 vmlinux 的目标文件和库文件列表。其中,HEAD在arch/*/Makefile 中定义,用来确定被先链接进 vmlinux 的文件列表。比如,对于 ARM 系列的 CPU,HEAD 定义为:
HEAD := arch/arm/kernel/head-$(PROCESSOR).o
arch/arm/kernel/init_task.o
表明 head-$(PROCESSOR).o 和 init_task.o 需要先被链接到 vmlinux 中。PROCESSOR 为 armv 或 armo,取决于目标 CPU。 CORE_FILES,NETWORK,DRIVERS 和 LIBS 在顶层 Makefile 中定义,并且由 arch/*/Makefile 根据需要进行扩充。 CORE_FILES 对应着内核的核心文件,有 kernel/kernel.o,mm/mm.o,fs/fs.o,ipc/ipc.o,可以看出,这些是组成内核为重要的文件。同时,arch/arm/Makefile 对 CORE_FILES 进行了扩充:
# arch/arm/Makefile
# If we have a machine-specific directory, then include it in the build.
MACHDIR := arch/arm/mach-$(MACHINE)
ifeq ((MACHDIR),(MACHDIR),(wildcard $(MACHDIR)))
SUBDIRS += $(MACHDIR)
CORE_FILES := (MACHDIR)/(MACHDIR)/(MACHINE).o $(CORE_FILES)
endif
HEAD := arch/arm/kernel/head-$(PROCESSOR).o
arch/arm/kernel/init_task.o
SUBDIRS += arch/arm/kernel arch/arm/mm arch/arm/lib arch/arm/nwfpe
CORE_FILES := arch/arm/kernel/kernel.o arch/arm/mm/mm.o $(CORE_FILES)
LIBS := arch/arm/lib/lib.a $(LIBS)
5) 编译信息:CPP, CC, AS, LD, AR,CFLAGS,LINKFLAGS
在 Rules.make 中定义的是编译的通用规则,具体到特定的场合,需要明确给出编译环境,编译环境是在以上的变量中定义的。针对交叉编译的要求,定义了 CROSS_COMPILE。比如:
CROSS_COMPILE = arm-linux-
CC = $(CROSS_COMPILE)gcc
LD = $(CROSS_COMPILE)ld
......
CROSS_COMPILE 定义了交叉编译器前缀 arm-linux-,表明所有的交叉编译工具都是以 arm-linux- 开头的,所以在各个交叉编译器工具之前,都加入了 $(CROSS_COMPILE),以组成一个完整的交叉编译工具文件名,比如 arm-linux-gcc。
CFLAGS 定义了传递给 C 编译器的参数。
LINKFLAGS 是链接生成 vmlinux 时,由链接器使用的参数。LINKFLAGS 在 arm/*/Makefile 中定义,比如:
# arch/arm/Makefile
LINKFLAGS :=-p -X -T arch/arm/vmlinux.lds
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