linux源码Makefile详解

1.Makefile的作用

  (1)决定编译哪些文件

  (2)怎样编译这些文件

  (3)怎样连接这些文件，最重要的是它们的顺序如何

2.Linux内核Makefile分类

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  顶层Makefile：它是所有Makefile文件的核心，从总体上控制着内核的编译、

               连接

  .config    :配置文件，在配置内核时生成，所有Makefile文件（包括顶层

              目录及各级子目录）都是根据.config来决定使用哪些文件

arch/$(ARCH)/Makefile:对应于体系结构的Makefile，它用来决定哪些体系结

                      构相关的文件参与内核的生成，并提供一些规则来生成

                      特定格式的内核映像

scripts/Makefile.* : Makefile共用的通用规则、脚本等

kbuild Makefile :各级子目录下的Makefile，被上一层Makefile调用来编译

                 当前目录下的文件

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3.根据Makefile的作用分析这5类文件

(1)决定编译哪些文件

  Linux内核的编译过程从顶层Makefile开始，然后递归地进入各级子目录调用它们的Makefile，分为3个步骤：

   (1)顶层Makefile决定内核根目录下哪些子目录将被编译进内核

       在顶层Makefile中有如下内容：

        init-y       := init/

        drivers-y := drivers/ sound/ firmware/

        net-y     := net/

        libs-y       := lib/

        core-y       := usr/

         ......................

         core-y      += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/

      顶层Makefile将这13个子目录分为5类，除去include目录和后面不包

   含内核源码的目录外，还有一个arch目录在arch/$(ARCH)/Makefile中被包

   含进内核，在顶层Makefile中直接包含了这个Makefile，如下所示：

           452   include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile

   (2)arch/$(ARCH)/Makefile决定arch/$(ARCH)目录下哪些文件、哪些目录将

      被编译进内核

        在arch/arm/Makefile中有如下内容：

       100   head-y      := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o

                                        arch/arm/kernel/init_task.o

            ...............................................

       196   core-y  += arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/

       197   core-y  += $(machdirs) $(platdirs)

       198   core-$(CONFIG_FPE_NWFPE)  += arch/arm/nwfpe/

       199   core-$(CONFIG_FPE_FASTFPE)   += $(FASTFPE_OBJ)

       200   core-$(CONFIG_VFP)    += arch/arm/vfp/

             ...............................................

       204   libs-y    := arch/arm/lib/ $(libs-y)

    

       第100行中MMUEXT在arch/arm/Makefile前面定义，对于没有MMU的处

    理器，使用文件head-nommu.S;对于有MMU的处理器，使用head.S文件

       CONFIG_XXXX在配置内核时定义，它的值有3种：y、m或空

       编译内核时将依次进入init-y、core-y、libs-y、drivers-y和net-y 

    所列出的目录中执行它们的Makefile，每个子目录都会生成一个

    built-in.o（libs-y所列的目录下，有可能生成lib.a文件）。最后，head-y

    所表示的文件将和这些built-in.o、lib.a一起被连接成内核映像文件 

    vmlinux

   (3)各级子目录下的Makefile决定所在目录下哪些文件将被编译进内核，哪

      些文件将被编译成模块（驱动程序），进入哪些子目录继续调用它们的

      Makefile

          在配置内核时,生成配置文件“.config”，根据.config中定义的各

      个变量决定编译哪些文件，Makefile使用如下语句间接包含.config文

      件（因为包含的是"include/config/auto.conf"文件）：

               486   -include include/config/auto.conf

          在"include/config/auto.conf"文件中，变量的值为y或m

          1)obj-y用来定义哪些文件被编进(built-in)内核

              obj-y中定义的.o文件由当前目录下的.c或.S文件编译生成，

           它们连同下级子目录的built-in.o文件一起被组合成(使用

          “$(LD)-R”命令)当前目录下的built-in.o文件，这个built-in.o

            文件被它的上一层Makefile使用

          2)obj-m用来定义哪些文件被编译成可加载模块(Loadable module)

              obj-m中定义的.o文件由当前目录下的.c或.S文件编译生成,

           它们被编译成模块，一个模块可以由一个或几个.o文件组成，对于

           有多个源文件的模块，除在obj-m中增加一个.o文件外，还要定义

           一个<module_name>-objs变量来告诉Makefile这个.o文件由哪些  

           文件组成

               例如：

              obj-$(CONFIG_ISDN) += isdn.o

              isdn-objs := isdn_net_lib.o  isdn_v110.o  isdn_common.o

           3)lib-y用来定义哪些文件被编成库文件

               liy-y中定义的.o文件由当前目录下的.c或.S文件编译生成，

            它们被打包成当前目录下的一个库文件：lib.a ；同时出现在

            obj-y和lib-y中的.o文件，不会被包含进lib.a中，要把这个

            lib.a编译进内核中，需要在顶层Makefile中libs-y变量中列出

            当前目录

            4)obj-y、obj-m还可以指定要进入的下一层子目录

                obj-$(CONFIG_JFFS2_FS)   +=  jffs2/

(2)怎样编译这些文件----编译选项、连接选项是什么

    这些选项可分为3类：

     1)全局的

        适用于整个内核代码，在顶层Makefile和arch/$(ARCH)/Makefile中

     定义，这些选项的名称为CFLAGS(编译C文件的 选项)、AFLAGS(编译汇编

    文件的选项)、LDFLAGS(连接文件的选项)、 ARFLAGS(制作库文件的选项)

      2)局部的

          在各个子目录中定义，针对当前Makefile中的所有文件，名称分别

      为：EXTRA_CFLAGS、EXTRA_AFLAGS、EXTRA_LDFLAGS、EXTRA_ARFLAGS

      3)个体的

          仅适用于某个文件，如果想针对某个文件定义它的编译选项，可以使

      用CFLAGS_$@, AFLAGS_$@，前者用于编译某个C文件，后者用于编译某

      个汇编文件。$@表示某个目录文件

  (3)怎样连接这些文件，它们的顺序如何

     在顶层Makefile中，目录名的后面直接加上built-in.o或lib.a，表示

   要连接进内核的文件，如下所示：

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

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

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

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

         libs-y1     := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))

         libs-y2     := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))

         libs-y      := $(libs-y1) $(libs-y2)

   patsubst是个字符串处理函数，它的用法如下：    

         $( patsubst  pattern, replacement, text)

      表示寻找“text”中符合格式“pattern”的字，用“replacement”代替

   它们，比如init-y的初值为“init/”，经过变换后变为“init/built-in.o”

       再如下所示：

          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/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds

       vmlinux-all表示所有构成映象文件vmlinux的目标文件，可知这些目标文件的顺序为head-y、init-y、core-y、libs-y、drivers-y、net-y

4.总结

(1)配置文件.config中定义了一系列的变量，Makefile将结合它们来决定哪些

   文件被编译进内核、哪些文件被编译成模块、涉及哪些子目录

(2)顶层Makefile和arch/$(ARCH)/Makefile决定根目录下哪些子目录、

   arch/$(ARCH)目录下哪些文件和目录将被编译进内核

(3)各级子目录下的Makefile决定所在目录下的哪些文件将被编译进内核，哪些

   文件被编译成模块（即驱动程序），进入哪些子目录继续调用它们的Makefile

(4)顶层Makefile和arch/$(ARCH)/Makefile设置了可以影响所有文件的编译、

   连接选项，即全局选项

(5)各级子目录下的Makefile中可以设置影响当前目录下所有文件的编译、连接

   选项，即局部选项

(6)顶层Makefile按照一定的顺序组织文件，根据连接脚本arch/$(ARCH)

   kernel/vmlinux.lds生成内核映象文件vmlinux