linux2.6 内核 Makefile 详解


linux2.6 内核 Makefile 详解 [转] http://forum.eepw.com.cn/forum/main?url=http%3A%2F%2Fbbs.edw.com.cn%2Fthread%2F1287 30%2F1 熟悉内核的 Makefile 对开发设备驱动、理解内核代码结构都是非常重要的 linux2.6 内 核 Makefile 的 许 多 特 性 和 2.4 内核差别很大,在内核目录的 documention/kbuild/makefiles.txt 中有详细的说明。给大家一个中文版的翻译 === 目录 === 1 概述 === 2 用户与作用 === 3 Kbuild 文件 --- 3.1 目标定义 --- 3.2 编译进内核 - obj-y --- 3.3 编译可装载模块 - obj-m --- 3.4 输出的符号 --- 3.5 目标库文件 - lib-y --- 3.6 递归躺下访问目录 --- 3.7 编辑标志 --- 3.8 命令行的依赖关系 (原文中没有写 :-)) --- 3.9 跟踪依赖 --- 3.10 特殊规则 --- 3.11 $(CC) 支持的函数 === 4 本机程序支持 --- 4.1 简单的本机程序 --- 4.2 复合的本机程序 --- 4.3 定义共享库 --- 4.4 使用用 C++编写的本机程序 --- 4.5 控制本机程序的编译选项 --- 4.6 编译主机程序时 --- 4.7 使用 hostprogs-$(CONFIG_FOO) === 5 Kbuild 清理 === 6 架构 Makefile --- 6.1 调整针对某一具体架构生成的镜像 --- 6.2 将所需文件加到 archprepare 中 --- 6.3 递归下向时要访问的目录列表 --- 6.4 具体架构的启动镜像 --- 6.5 构造非 Kbuild 目标 --- 6.6 构建启动镜像的命令 --- 6.7 Kbuild 自定义命令 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. --- 6.8 联接器预处理脚本 === 7 Kbuild 变量 === 8 Makefile 语言 === 9 关于作者 === 10 TODO === 1 概述 Linux 内核的 Makefile 分为 5 个部分: Makefile 顶层 Makefile .config 内核配置文件 arch/$(ARCH)/Makefile 具体架构的 Makefile scripts/Makefile.* 通用的规则等。面向所有的 Kbuild Makefiles。 kbuild Makefiles 内核源代码中大约有 500 个这样的文件 顶层 Makefile 阅读的.config 文件,而该文件是由内核配置程序生成的。 顶层 Makefile 负责制作:vmlinux(内核文件)与模块(任何模块文件 )。制作的过程主要是 通过递归向下访问子目录的形式完成。并根据内核配置文件确定访问哪些子目录。顶层 Makefile 要原封不动的包含一具体架构的 Makefile,其名字类似于 arch/$(ARCH)/ Makefile。该架构 Makefile 向顶层 Makefile 提供其架构的特别信息。 每一个子目录都有一个 Kbuild Makefile 文件,用来执行从其上层目录传递下来的命令。 Kbuild Makefile 从.config 文件中提取信息,生成 Kbuild 完成内核编译所需的文件列表。 scripts/Makefile.*包含了所有的定义、规则等信息。这些文件被用来编译基于 kbuild Makefile 的内核。(**有点不通**) === 2 用户与作用 可以将人们与内核 Makefile 的关系分成 4 类。 *使用者* 编译内核的人。他们只是键入 "make menuconfig"或"make"这样的命令。一般情况 下是不会读或编辑任何内核 Makefile(或者任何的源文件)。 *普通开发人员* 这是一群工作在内核某一功能上的人,比如:驱动开发,文件系统或网络 协议。他们所需要维护的只是他们所工作的子系统的 Kbuild Makefile。为了提高工作的效率, 他们也需要对内核 Makefile 有一个全面的认识,并且要熟悉 Kbuild 的接口 。 *架构开发人员* 这是一些工作在具体架构,比如 sparc 或者 ia64,上面的人。架构开发者 需要在熟悉 kbuild Makefile 的同时,也要熟悉他所工作架构的 Makefile。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. *Kbuild 开发者* 维护 Kbuild 系统的人。他们需要知晓内核 Makefile 的方方面面。 该文件是为普通开发人员与架构开发人员所写。 === 3 Kbuild 文件 大部分内核中的 Makefile 都是使用 Kbuild 组织结构的 Kbuild Makefile。这章介绍了 Kbuild Makefile 的语法。Kbuild 文件倾向于"Makefile"这个名字, "Kbuild"也是可以用的。但如果 "Makefile" "Kbuild"同时出现的话,使用的将会是 "Kbuild"文件。 3.1 节 目标定义是一个快速介绍,以后的几章会提供更详细的内容以及实例。 --- 3.1 目标定义 目标定义是 Kbuild Makefile 的主要部分,也是核心部分。主要是定义了要编 译 的文件,所有的选项,以及到哪些子目录去执行递归操作。 最简单的 Kbuild makefile 只包含一行: 例子: obj-y += foo.o 该例子告诉 Kbuild 在这目录里,有一个名为 foo.o 的目标文件。foo.o 将从 foo.c 或 foo.S 文件编译得到。 如果 foo.o 要编译成一模块,那就要用 obj-m 了。所采用的形式如下: 例子: obj-$(CONFIG_FOO) += foo.o $(CONFIG_FOO)可以为 y(编译进内核) 或 m(编译成模块 )。如果 CONFIG_FOO 不 是 y 和 m,那么该文件就不会被编译联接了。 --- 3.2 编译进内核 - obj-y Kbuild Makefile 规定所有编译进内核的目标文件都存在 $(obj-y)列表中。而 这 些列表依赖内核的配置。 Kbuild 编 译 所 有 的$(obj-y)文 件 。 然 后 , 调 用"$(LD) -r"将 它 们 合 并 到 一 个 build-in.o 文件中。稍后,该 build-in.o 会被其父 Makefile 联接进 vmlinux 中。 $(obj-y)中的文件是有顺序的。列表中有重复项是可以的:当第一个文件被联接到 built-in.o 中后,其余文件就被忽略了。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 联接也是有顺序的,那是因为有些函数 (module_init()/__initcall)将会在启动时按照 他们出现的顺序进行调用。所以,记住改变联接的顺序可能改变你 SCSI 控制器的检测顺序, 从而导致你的硬盘数据损害。 例子: #drivers/isdn/i4l/Makefile # Makefile for the kernel ISDN subsystem and device drivers. # Each configuration option enables a list of files. obj-$(CONFIG_ISDN) += isdn.o obj-$(CONFIG_ISDN_PPP_BSDCOMP) += isdn_bsdcomp.o --- 3.3 编译可装载模块 - obj-m $(obj-m) 列举出了哪些文件要编译成可装载模块。 一个模块可以由一个文件或多个文件编译而成。如果是一个源文件,Kbuild Makefile 只需简单的将其加到$(obj-m)中去就可以了。 例子: #drivers/isdn/i4l/Makefile obj-$(CONFIG_ISDN_PPP_BSDCOMP) += isdn_bsdcomp.o 注意:此例中 $(CONFIG_ISDN_PPP_BSDCOMP) 的值为 'm' 如果内核模块是由多个源文件编译而成,那你就要采用上面那个例子一样的 方 法去声明你所要编译的模块。 Kbuild 需要知道你所编译的模块是基于哪些文件,所以你需要通过变量 $(-objs)来告诉它。 例子: #drivers/isdn/i4l/Makefile obj-$(CONFIG_ISDN) += isdn.o isdn-objs := isdn_net_lib.o isdn_v110.o isdn_common.o 在这个例子中,模块名将是 isdn.o,Kbuild 将编译在$(isdn-objs)中列出的所有文件, 然后使用"$(LD) -r"生成 isdn.o。 Kbuild 能够识别用于组成目标文件的后缀-objs 和 后 缀-y。 这 就 让 Kbuild Makefile 可以通过使用 CONFIG_ 符号来判断该对象是否是用来组合对象的。 例子: #fs/ext2/Makefile obj-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2.o Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. ext2-y := balloc.o bitmap.o ext2-$(CONFIG_EXT2_FS_XATTR) += xattr.o 在这个例子中,如果 $(CONFIG_EXT2_FS_XATTR) 是 'y',xattr.o 将是复合对象 ext2.o 的一部分。 注意:当然,当你要将其编译进内核时,上面的语法同样适用。所以,如果你的 CONFIG_EXT2_FS=y,那 Kbuild 会按你所期望的那样,生成 ext2.o 文件,然后将其联接 到 built-in.o 中。 --- 3.4 输出的符号 在 Makefile 中,没有对模块输出的符号有特殊要求。 --- 3.5 目标库文件 - lib-y 在 obj-* 中所列文件是用来编译模块或者是联接到特定目录中的 built-in.o 。 同样,也可以列出一些将被包含在 lib.a 库中的文件。 在 lib-y 中所列出的文件用来组成该目录下的一个库文件。 在 obj-y 与 lib-y 中同时列出的文件,因为都是可以访问的,所以该文件是不会被 包含在库文件中的。 同样的情况, lib-m 中的文件就要包含在 lib.a 库文件中。 注意,一个 Kbuild makefile 可以同时列出要编译进内核的文件与要编译成库的文 件。所以,在一个目录里可以同时存在 built-in.o 与 lib.a 两个文件。 例子: #arch/i386/lib/Makefile lib-y := chechsum.o delay.o 这将由 checksum.o 和 delay.o 两个文件创建一个库文件 lib.a。为了让 Kbuild 真 正认识到这里要有一个库文件 lib.a 要创建,其所在的目录要加到 libs-y 列表中。 还可参考"6.3 递归下向时要访问的目录列表" lib-y 使用一般限制在 lib/ 和 arch/*/lib 中。 --- 3.6 递归向下访问目录 一个 Makefile 只对编译所在目录的对象负责。在子目录中的文件的编译要由其所 在的子目录的 Makefile 来管理。只要你让 Kbuild 知道它应该递归操作,那么该系统就会在 其子目录中自动的调用 make 递归操作。 这就是 obj-y 和 obj-m 的作用。 ext2 被放的一个单独的目录下,在 fs 目录下的 Makefile 会告诉 Kbuild 使用下面的赋值 进行向下递归操作。 例子: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. #fs/Makefile obj-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2/ 如果 CONFIG_EXT2_FS 被设置为 'y'(编译进内核 )或是'm'(编译成模块 ),相应的 obj- 变量就会被设置,并且 Kbuild 就会递归向下访问 ext2 目录。Kbuild 只是用这些信息 来决定它是否需要访问该目录,而具体怎么编译由该目录中的 Makefile 来决定。 将 CONFIG_ 变量设置成目录名是一个好的编程习惯。这让 Kbuild 在完全忽略那 些相应的 CONFIG_ 值不是'y'和'm'的目录。 --- 3.7 编辑标志 EXTRA_CFLAGS, EXTRA_AFLAGS, EXTRA_LDFLAGS, EXTRA_ARFLAGS 所有的 EXTRA_ 变量只在所定义的 Kbuild Makefile 中起作用。EXTRA_ 变量可 以在 Kbuild Makefile 中所有命令中使用。 $(EXTRA_CFLAGS) 是用 $(CC) 编译 C 源文件时的选项。 例子: # drivers/sound/emu10kl/Makefile EXTRA_CFLAGS += -I$(obj) ifdef DEBUG EXTRA_CFLAGS += -DEMU10KL_DEBUG endif 该变量是必须的,因为顶层 Makefile 拥有变量 $(CFLAGS) 并用来作为整个源代码树 的编译选项。 $(EXTRA_AFLAGS) 也是一个针对每个目录的选项,只不过它是用来编译汇编源代码的。 例子: #arch/x86_64/kernel/Makefile EXTRA_AFLAGS := -traditional $(EXTRA_LDFLAGS) 和 $(EXTRA_ARFLAGS)分别与 $(LD)和 $(AR)类似,只不 过,他们是针对每个目录的。 例子: #arch/m68k/fpsp040/Makefile EXTRA_LDFLAGS := -x CFLAGS_$@, AFLSGA_$@ CFLAGS_$@ 和 AFLAGS_$@ 只能在当前 Kbuild Makefile 中的命令中使用。 $(CFLAGS_$@) 是 $(CC) 针对每个文件的选项。 $@ 表明了具体操作的文件。 例子: # drivers/scsi/Makefile Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. CFLAGS_aha152x.o = -DAHA152X_STAT -DAUTOCONF CFLAGS_gdth.o = # -DDEBUG_GDTH=2 -D__SERIAL__ -D__COM2__ \ -DGDTH_STATISTICS CFLAGS_seagate.o = -DARBITRATE -DPARITY -DSEAGATE_USE_ASM 以上三行分别设置了 aha152x.o,gdth.o 和 seagate.o 的编辑选项。 $(AFLAGS_$@) 也类似,只不是是针对汇编语言的。 例子: # arch/arm/kernel/Makefile AFLAGS_head-armv.o := -DTEXTADDR=$(TEXTADDR) -traditional AFLAGS_head-armo.o := -DTEXTADDR=$(TEXTADDR) -traditional --- 3.9 跟踪依赖 Kbuild 跟踪在以下方面依赖: 1) 所有要参与编译的文件 (所有的.c 和.h 文件) 2) 在参与编译文件中所要使用的 CONFIG_ 选项 3) 用于编译目标的命令行 因此,如果你改变了 $(CC) 的选项,所有受影响的文件都要重新编译。 --- 3.10 特殊规则 特殊规则就是那 Kbuild 架构不能提供所要求的支持时,所使用的规则。一个典型的例 子就是在构建过程中生成的头文件。 另一个例子就是那些需要采用特殊规则来准备启动镜像。 特殊规则的写法与普通 Make 规则一样。 Kbuild 并不在 Makefile 所在的目录执行,所以所有的特殊规则都要提供参与编译的文 件和目标文件的相对路径。 在定义特殊规则时,要使用以下两个变量: $(src) $(src) 表明 Makefile 所在目录的相对路径。经常在定位源代码树中的文件时,使用该变 量。 $(obj) $(obj) 表明目标文件所要存储目录的相对路径。经常在定位所生成的文件时,使用该变 量。 例子: #drivers/scsi/Makefile $(obj)/53c8xx_d.h: $(src)/53c7,8xx.scr $(src)/script_asm.pl Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. $(CPP) -DCHIP=810 - < $< | ... $(src)/script_asm.pl 这就是一个特殊规则,遵守着 make 所要求的普通语法。目标文件依赖于两个源文件。 用$(obj)来定位目标文件,用 $(src)来定位源文件 (因为它们不是我们生成的文件 )。 --- 3.11 $(CC) 支持的函数 内核可能由多个不同版本的 $(CC)编译,而每个版本都支持一不同的功能集与选项集。 Kbuild 提供了检查 $(CC) 可用选项的基本功能。 $(CC)一般情况下是 gcc 编译器,但也可以 使用其它编译器来代替 gcc。 as-option as-option,当编译汇编文件 (*.S)时,用来检查 $(CC) 是否支持特定选项。如果第一个 选项不支持的话,可选的第二个选项可以用来指定。 例子: #arch/sh/Makefile cflags-y += $(call as-option,-Wa$(comma)-isa=$(isa-y),) 在上面的例子里,如果 $(CC) 支持选项 -Wa$(comma)-isa=$(isa-y),cflags-y 就会被赋 予该值。 第二个参数是可选的,当第一个参数不支持时,就会使用该值。 ld-option ld-option,当联接目标文件时,用来检查 $(CC) 是否支持特定选项。如果第一个选项 不支持的话,可选的第二个选项可以用来指定。 例子: #arch/i386/kernel/Makefile vsyscall-flags += $(call ld-option, -Wl$(comma)--hash-style=sysv) 在上面的例子中,如果 $(CC)支持选项 -Wl$(comma)--hash-style=sysv,ld-option 就会 被赋予该值。 第二个参数是可选的,当第一个参数不支持时,就会使用该值。 cc-option cc-option,用来检查 $(CC) 是否支持特定选项 ,并且不支持使用可选的第二项。 例子: #arch/i386/Makefile cflags-y += $(call cc-option,-march=pentium-mmx,-march=i586) 在上面的例子中,如果 $(CC)支持选项 -march=pentium-mmx,cc-option 就会被赋予该 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 值,否则就赋 -march-i586。 cc-option 的第二个参数是可选的。如果忽略的话,当第一个选项不支持时, cflags-y 不 会被赋值。 cc-option-yn cc-option-yn,用来检查 gcc 是否支持特定选项,返回 'y'支持,否则为 'n'。 例子: #arch/ppc/Makefile biarch := $(call cc-option-yn, -m32) aflags-$(biarch) += -a32 cflags-$(biarch) += -m32 在上面的例子里,当 $(CC) 支持 -m32 选项时,$(biarch)设置为 y。当$(biarch) 为 y 时,扩展的 $(aflags-y) 和 $(cflags-y)变量就会被赋值为 -a32 和 -m32。 cc-option-align gcc 版本大于 3.0 时,改变了函数,循环等用来声明内存对齐的选项。当用到对齐选项 时,$(cc-option-align) 用来选择正确的前缀: gcc < 3.00 cc-option-align = -malign gcc >= 3.00 cc-option-align = -falign 例子: CFLAGS += $(cc-option-align)-functions=4 在上面的例子中,选项 -falign-funcions=4 被用在 gcc >= 3.00 的时候。对于小于 3.00 时, 使用 -malign-funcions=4 。 cc-version cc-version 以数学形式返回 $(CC) 编译器的版本号。 其格式是: ,二者都是数学。比如, gcc 3.41 会返回 0341。当某版本 的 $(CC) 在某方面有缺陷时 ,cc-version 就会很有用。比如,选项 -mregparm=3 虽然会被 gcc 接受,但其实现是有问题的。 例子: #arch/i386/Makefile cflags-y += $(shell \ if [ $(call cc-version) -ge 0300 ] ; then \ echo "-meregparm=3"; fi ;) 在上面的例子中,-mregparm=3 只会在 gcc 的版本号大于等于 3.0 的时候使用。 cc-ifversion Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. cc-ifversion 测试 $(CC) 的版本号,如果版本表达式为真,就赋值为最后的参数。 例子: #fs/reiserfs/Makefile EXTRA_CFLAGS := $(call cc-ifversion, -lt, 0402, -O1) 在这个例子中,如果 $(CC) 的版本小于 4.2,EXTRA_CFLAGS 就被赋值 -O1。cc- ifversion 可使用所有的 shell 操作符:-eq,-ne,-lt,-le,-gt,和-ge。 第三个参数可以像上面例子一样是个文本,但也可以是个扩展的变量或宏。 /*这段翻译的不好*/ === 4 本机程序支持 Kbuild 支持编译那些将在编译阶段使用的可执行文件。为了使用该可执行文件,要将编译 分成二个阶段。 第一阶段是告诉 Kbuild 存在哪些可执行文件。这是通过变量 hostprogs-y 来完成的。 第二阶段是添加一个对可执行文件的显性依赖。有两种方法 :增加依赖关系到一个规则中, 或是利用变量 $(always)。 以下是详细叙述 . --- 4.1 简单的本机程序 在编译内核时,有时会需要编译并运行一个程序。下面这行就告诉了 kbuild,程序bin2hex 应该在本机上编译。 例子: hostprogs-y := bin2hex 在上面的例子中, Kbuild 假设 bin2hex 是由一个与其在同一目录下,名为 bin2hex.c 的 C 语言源文件编译而成的。 --- 4.2 复合的本机程序 本机程序可以由多个文件编译而成。 所使用的语法与内核的相应语法很相似。 $(-objs) 列出了联接成最后的可执行文件所需的所有目标文件。 例子: #scripts/lxdialog/Makefile hostprogs-y := lxdialog lxdialog-objs := checklist.o lxdialog.o 扩展名为 .o 的文件是从相应的 .c 文件编译而来的。在上面的例子中, checklist.c 编译成了 checklist.o,lxdialog.c 编译成了 lxdialog.o。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 最后,两个 .o 文件联接成了一可执行文件, lxdialog。 注意:语法 -y 不是只能用来生成本机程序。 --- 4.3 定义共享库 扩展名为 so 的文件称为共享库,被编译成位置无关对象。 Kbuild 也支持共享库,但共 享库的使用很有限。 在下面的例子中, libconfig.so 共享库用来联接到可执行文件 conf 中。 例子: #scripts/kconfig/Makefile hostprogs-y := conf conf-objs := conf.o libkconfig.so libkcofig-objs := expr.o type.o 共享库文件经常要求一个相应的 -objs,在上面的例子中,共享库 libkconfig 是由 expr.o 和 type.o 两个文件组成的。 expr.o 和 type.o 将被编译成位置无关码,然后联接成共享库文件 libkconfig.so。C++并不支持共享库。 --- 4.4 使用用 C++编写的本机程序 kbuild 也支持用 C++编写的本机程序。在此专门介绍是为了支持 kconfig,并且在一般 情况下不推荐使用。 例子: #scripts/kconfig/Makefile hostprogs-y := qconf qconf-cxxobjs := qconf.o 在上面的例子中,可执行文件是由 C++文件 qconf.cc 编译而成的,由$(qconf-cxxobjs) 来标识。 如果 qconf 是由.c 和.cc 一起编译的,那么就需要专门来标识这些文件了。 例子: #scripts/kconfig/Makefile hostprogs-y := qconf qconf-cxxobjs := qconf.o qconf-objs := check.o --- 4.5 控制本机程序的编译选项 当编译本机程序时,有可能使用到特殊选项。程序经常是利用 $(HOSTCC)编译,其选项 在 $(HOSTCFLAGS)变量中。 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 可通过使用变量 HOST_EXTRACFLAGS,影响所有在 Makefile 文件中要创建的 主机程序。 例子: #scripts/lxdialog/Makefile HOST_EXTRACFLAGS += -I/usr/include/ncurses 为一单个文件设置选项,可按形式进行: 例子: #arch/ppc64/boot/Makefile HOSTCFLAGS_pinggyback.o := -DKERNELBASE=$(KERNELBASE) 同样也可以给联接器声明一特殊选项。 例子: #scripts/kconfig/Makefile HOSTLOADLIBES_qconf := -L$(QTDIR)/lib 当联接 qconf 时,将会向联接器传递附加选项 "-L$(QTDIR)/lib"。 --- 4.6 编译主机程序时 Kbuild 只在需要时编译主机程序。 有两种方法: (1) 在一具体的规则中显性列出所需要的文件 例子: #drivers/pci/Makefile hostprogs-y := gen-devlist $(obj)/devlist.h: $(src)/pci.ids $(obj)/gen-devlist ( cd $(obj); ./gen-devlist ) < $< 目标 $(obj)/devlist.h 是不会在 $(obj)/gen-devlist 更新之前编译的。注意在该规则中所 有有关主机程序的命令必须以 $(obj)开头。 (2) 使用 $(always) 当 Makefile 要编译主机程序,但没有适合的规则时,使用 $(always)。 例子: #scripts/lxdialog/Makefile hostprogs-y := lxdialog always := $(hostprogs-y) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 这就是告诉 Kbuild,即使没有在规则中声明,也要编译 lxdialog。 --- 4.7 使用 hostprogs-$(CONFIG_FOO) 一个典型的 Kbuild 模式如下: 例子: #scripts/Makefile hostprogs-$(CONFIG_KALLSYMS) += kallsyms Kbuild 知道 'y' 是编译进内核,而 'm' 是编译成模块。所以,如果配置符号是'm',Kbuild 仍然会编译它。换句话说,Kbuild 处理 hostprogs-m 与 hostprogs-y 的方式是完全一致的。只是,如果不用 CONFIG , 最 好 用 hostprogs-y。 === 5 Kbuild 清理(clean) "make clean"删除几乎所有的在编译内核时生成的文件,包括了主机程序在内。Kbuild 通过 列表 $(hostprogs-y),$(hostprogs-m),$(always),$(extra-y) 和$(targets) 知道所要编译的目 标。这些目标文件都会被 "make clean" 删除。另外,在"make clean"还会删除匹配 "*.[oas]", "*.ko" 的文件,以及由 Kbuild 生成的辅助文件。 辅助文件由 Kbuild Makefile 中的 $(clean-files) 指明。 例子: #drivers/pci/Makefile clean-files := devlist.h classlist.h 当执行 "make clean" 时,"devlist.h classlist.h"这两个文件将被删除。如果不使用绝对路径(路 径以'/'开头)的话,Kbuild 假设所要删除的文件与 Makefile 在同一个相对路径上。 要删除一目录: 例子: #scripts/package/Makefile clean-dirs := $(objtree)/debian/ 这就会删除目录 debian,包括其所有的子目录。如果不使用绝对路径(路径以'/'开头)的话, Kbuild 假设所要删除的目录与 Makefile 在同一个相对路径上。 一般情况下,Kbuild 会根据 "obj-* := dir/" 递归访问其子目录,但有的时候,Kbuild 架构还 不足以描述所有的情况时,还要显式的指明所要访问的子目录。 例子: #arch/i386/boot/Makefile subdir- := compressed/ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 上面的赋值命令告诉 Kbuild,当执行"make clean"时,要递归访问目录 compressed/。 为了支持在最终编译完成启动镜像后的架构清理工作,还有一可选的目标 archclean: 例子: #arch/i386/Makefile archclean: $(Q)$(MAKE) $(clean)=arch/i386/boot 当"make clean"执行时,make 会递归访问并清理 arch/i386/boot。在 arch/i386/boot 中的 Makefile 可以用来提示 make 进行下一步的递归操作。 注意 1:arch/$(ARCH)/Makefile 不能使用"subdir-",因为该 Makefile 被包含在顶层的 Makefile 中,Kbuild 是不会在此处进行操作的。 注意 2:"make clean" 会访问在 core-y,libs-y,drivers-y 和 net-y 列出的所有目录。 === 6 架构 Makefile 在递归访问目录之前,顶层 Makefile 要完成设置环境变量以及递归访问的准备工作。顶层 Makefile 包含的公共部分,而 arch/$(ARCH)/Makefile 包含着针对某一特定架构的配置信 息。所以,要在 arch/$(ARCH)/Makefile 中设置一部分变量,并定义一些目标。 Kbuild 执行的几个步驟(大致): 1) 根据内核配置生成文件 .config 2) 将内核的版本号存储在 include/linux/version.h 3) 生成指向 include/asm-$(ARCH) 的符号链接 4) 更新所有编译所需的文件: -附加的文件由 arch/$(ARCH)/Makefile 指定。 5) 递归向下访问所有在下列变量中列出的目录: init-* core* drivers-* net-* libs-*,并编译生成目标文件。 -这些变量的值可以在 arch/$(ARCH)/Makefile 中扩充。 6) 联接所有的目标文件,在源代码树顶层目录中生成 vmlinux。最先联接是在 head-y 中 列出的文件,该变量由 arch/$(ARCH)/Makefile 赋值。 7) 最后完成具体架构的特殊要求,并生成最终的启动镜像。 -包含生成启动指令 -准备 initrd 镜像或类似文件 --- 6.1 调整针对某一具体架构生成的镜像 LDFLAGS 一般是 $(LD) 选项 该选项在每次调用联接器时都会用到。 一般情况下,只用来指明模拟器。 例子: #arch/s390/Makefile LDFLAGS := -m elf_s390 注意: EXTRA_LDFLAGS 和 LDFLAGS_$@ 可用来进一步自定义选项。请看第七章。 LDFLAGS_MODULE 联接模块时的联接器的选项 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. LDFLAGS_MODULE 所设置的选项将在联接器在联接模块文件 .ko 时使用。默认值为 "-r",指定输出文件是可重定位的。 LDFLAGS_vmlinux 联接 vmlinux 时的选项 LDFLAGS_vmlinux 用来传递联接 vmlinux 时的联接器的选项。 LDFLAGS_vmlinux 需 LDFLAGS_$@ 支持。 例子: #arch/i386/Makefile LDFLAGS_vmlinux := -e stext OBJCOPYFLAGS objcopy 选项 当用 $(call if_changed,objcopy) 来转换(translate)一个.o 文件时,该选项就会被使用。 $(call if_changed,objcopy) 经常被用来为 vmlinux 生成原始的二进制代码。 例子: #arch/s390/Makefile OBJCOPYFLAGS := -O binary #arch/s390/boot/Makefile $(obj)/image: vmlinux FORCE $(call if_changed,objcopy) 在此例中,二进制文件 $(obj)/image 是 vmlinux 的一个二进制版本。 $(call if_chagned,xxx)的用法稍后描述。 AFLAGS $(AS) 汇编编译器选项 默认值在顶层 Makefile 扩充或修改在各具体架构的 Makefile 例子: #arch/sparc64/Makefile AFLAGS += -m64 -mcpu=ultrasparc CFLAGS $(CC) 编译器选项 默认值在顶层 Makefile 扩充或修改在各具体架构的 Makefile。 一般,CFLAGS 要根据内核配置设置。 例子: #arch/i386/Makefile cflags-$(CONFIG_M386) += -march=i386 CFLAGS += $(cflags-y) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 许多架构 Makefile 都通过调用所要使用的 C 编译器,动态的检查其所支持的选项: #arch/i386/Makefile ... cflags-$(CONFIG_MPENTIUMII) += $(call cc-option,\ -march=pentium2,-march=i686) ... # Disable unit-at-a-time mode ... CFLAGS += $(call cc-option,-fno-unit-at-a-time) ... 第一个例子利用了一个配置选项,当其为 'y'时,扩展。 CFLAGS_KERNEL : #arch/i386/Makefile ... cflags-$(CONFIG_MPENTIUMII) += $(call cc-option,\ -march=pentium2,-march=i686) ... # Disable unit-at-a-time mode ... CFLAGS += $(call cc-option,-fno-unit-at-a-time) ... 第一个例子利用了一个配置选项,当其为 'y'时,扩展。 CFLAGS_KERNEL 编译进内核时,$(CC) 所用的选项 $(CFLAGS_KERNEL) 包含了用于编译常驻内核代码的附加编译器选项。 CFLAGS_MODULE 编译成模块时,$(CC)所用的选项 $(CFLAGS_MODULE) 包含了用于编译可装载模块的附加编译器选项。 --- 6.2 将所需文件加到 archprepare 中: archprepare 规则在递归访问子目录之前,列出编译目标文件所需文件。一般情况下,这 是一个包含汇编常量的头文件。 (assembler constants) 例子: #arch/arm/Makefile archprepare: maketools 此例中,目标文件 maketools 将在递归访问子目录之前编译。在 TODO 一章可以看到, Kbuild 是如何支持生成分支头文件的。 (offset header files) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. --- 6.3 递归下向时要访问的目录列表 如何生成 vmlinux,是由架构 makefile和顶层 Makefile一起来定义的。注意 ,架构 Makefile 是不会定义与模块相关的内容的,所有构建模块的定义是与架构无关的。 head-y,init-y,core-y,libs-y,drivers-y,net-y $(head-y) 列出了最先被联接进 vmlinux 的目标文件。 $(libs-y) 列出了生成的所有 lib.a 所在的目录。 其余所列的目录,是 built-in.o 所在的目录。 $(init-y) 在 $(head-y) 之后所要使用的文件。 然后,剩下的步骤如下: $(core-y),$(libs-y),$(drivers-y)和$(net-y)。 顶层 makefile 定义了通用的部分,arch/$(ARCH)/Makefile 添加了架构的特殊要求。 例子: #arch/sparc64/Makefile core-y += arch/sparc64/kernel/ libs-y += arch/sparc64/prom/ arch/sparc64/lib/ drivers-$(CONFIG_OPROFILE) += arch/sparc64/oprofile/ --- 6.4 具体架构的启动镜像 一具体架构 Makefile 的具体目的就是,将生成并压缩 vmlinux 文件,写入启动代码, 并将其拷贝到正确的位置。这就包含了多种不同的安装命令。该具体目的也无法在各个平台 间进行标准化。 一般,附加的处理命令入在 arch/$(ARCH)/下的 boot 目录。 Kbuild 并 没 有 为 构 造 boot 所指定的目标提供任何更好的方法。所以, arch/$(ARCH)/Makefile 将会调用 make 以手工构造 boot 的目标文件。 比 较 好 的 方 法 是 , 在 arch/$(ARCH)/Makefile 中 包 含 快 捷 方 式 , 并 在 arch/$(ARCH)/boot/Makefile 中使用全部路径。 例子: #arch/i386/Makefile boot := arch/i386/boot bzImage: vmlinux $(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) $(boot)/$@ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 当在子目录中调用 make 时,推荐使用 "$(Q)$(MAKE) $(build)=" 。 并没有对架构特殊目标的命名规则,但用命令 "make help" 可以列出所有的相关目标。 为了支持 "make help",$(archhelp) 必须被定义。 例子: #arch/i386/Makefile define archhelp echo '* bzImage - Image (arch/$(ARCH)/boot/bzImage)' endef 当 make 没带参数执行时,所遇到的第一个目标将被执行。在顶层,第一个目标 就 是 all:。 每个架构 Makefile 都要默认构造一可启动的镜像文件。 在 "make help"中,默认目标就是被加亮的 '*'。 添加一新的前提文件到 all:,就可以构造出一不同的 vmlinux。 例子: #arch/i386/Makefile all: bzImage 当 make 没有参数时,bzImage 将被构造。 --- 6.5 构造非 Kbuild 目标 extra-y extra-y 列出了在当前目录下,所要创建的附加文件,不包含任何已包含在 obj-* 中的 文件。 用 extra-y 列目标,主要是两个目的: 1) 可以使 Kbuild 检查命令行是否发生变化 - 使用 $(call if_changed,xxx) 的时候 2) 让 Kbuild 知道哪些文件要在 "make clean" 时删除 例子: #arch/i386/kernel/Makefile extra-y := head.o init_task.o 在此例子中, extra-y 用来列出所有只编译,但不联接到 built-in.o 的目标 文件。 --- 6.6 构建启动镜像的命令 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Kbuild 提供了几个用在构建启动镜像时的宏。 if_changed if_changed 为下列命令的基础。 使用方法: target: source(s) FORCE $(call if_changed,ld/objcopy/gzip) 当执行该规则时,就检查是否有文件需要更新,或者在上次调用以后,命令行 发生 了改变。如果有选项发生了改变,后者会导致重新构造。 只有在 $(targets)列出的的目标文件,才能使用 if_changed,否则命令行的 检查会 失败,并且目标总会被重建。 给 $(targets)的赋值没有前缀 $(obj)/ 。 if_changed 可用来联接自定义的 Kbuild 命 令,关于 Kbuild 自定义命令请看 6.7 节。 注意:忘记 FORCE 是一种典型的错误。还有一种普遍的错误是,空格有的时候 是 有意义的;比如。下面的命令就会错误 (注意在逗号后面的那个多余的空格 ): target: source(s) FORCE #WRONG!# $(call if_changed, ld/objcopy/gzip) ld 联接目标。经常是使用 LDFLAGS_$@来设置 ld 的特殊选项。 objcopy 拷贝二进制代码。一般是在 arch/$(ARCH)/Makefile 中使用 OBJCOPYFLAGS。 OBJCOPYFLAGS_$@ 可以用来设置附加选项。 gzip 压缩目标文件。尽可能的压缩目标文件。 例子: #arch/i386/boot/Makefile LDFLAGS_bootsect := -Ttext 0x0 -s --oformat binary LDFLAGS_setup := -Ttext 0x0 -s --oformat binary -e begtext targets += setup setup.o bootsect bootsect.o $(obj)/setup $(obj)/bootsect: %: %.o FORCE $(call if_changed,ld) 在这个例子中,有两个可能的目标文件,分别要求不同的联接选项。定义联接 器的选项使用的是 LDFLAGS_$@ 语法,每个潜在的目标一个。 $(targets) 被分配给所有的潜在目标,因此知道目标是哪些,并且还会: 1) 检查命令行是否改变 2) 在 "make clean" 时,删除目标文件 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 前提部分中的 ": %: %.o" 部分使我们不必在列出文件 setup.o 和 bootsect.o 。 注意:一个普遍的错误是忘记了给 "target"赋 值,导 致 在 target 中 的 文 件总 是 无缘无故的被重新编译。 --- 6.7 Kbuild 自定义命令 当 Kbuild 的变量 KBUILD_VERBOSE 为 0 时,只会显示命令的简写。 如果要为自定 义命令使用这一功能,需要设置 2 个变量: quiet_cmd_ - 要显示的命令 cmd_ - 要执行的命令 例子: # quiet_cmd_image = BUILD $@ cmd_image = $(obj)/tools/build $(BUILDFLAGS) \ $(obj)/vmlinux.bin > $@ targets += bzImage $(obj)/bzImage: $(obj)/vmlinux.bin $(obj)/tools/build FORCE $(call if_changed,image) @echo 'Kernel: $@ is ready' 当用"make KBUILD_VERBOSE=0"更新 $(obj)/bzImage 目标时显示: BUILD arch/i386/boot/bzImage --- 6.8 联接器预处理脚本 当构造 vmlinux 镜像时,使用联接器脚本: arch/$(ARCH)/kernel/vmlinux.lds。 该脚本是由在同一目录下的 vmlinux.lds.S 生成的。 Kbuild 认识.lds 文件,并包含由*.lds.S 文件生成*.lds 文件的规则。 例子: #arch/i386/kernel/Makefile always := vmlinux.lds #Makefile export CPPFLAGS_vmlinux.lds += -P -C -U$(ARCH) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. $(always)的值是用来告诉 Kbuild,构造目标 vmlinux.lds。 $(CPPFLAGS_vmlinux.lds),Kbuild 在构造目标 vmlinux.lds 时所用到的特殊 选项。 当构造 *.lds 目标时,Kbuild 要用到下列变量: CPPFLAGS : 在顶层目录中设置 EXTRA_CPPFLAGS : 可以在 Kbuild Makefile 中设置 CPPFLAGS_$(@F) : 目标特别选项 注意,此处的赋值用的完整的文件名。 针对*.lds 文件的 Kbuild 构架还被用在许多具体架构的文件中。 (***不通***) === 7 Kbuild 变量 顶层 Makefile 输出以下变量: VERSION,PATCHLEVEL,SUBLEVEL,EXTRAVERSION 这些变量定义了当前内核的版本号。只有很少一部分 Makefile 会直接用到这些变量; 可使用 $(KERNELRELEASE)代替。 $(VERSION),$(PATCHLEVEL),和$(SUBLEVEL) 定义了最初使用的三个数字的版本 号,比如"2""4"和"0"。这三个值一般是数字。 $(EXTRAVERSION) 为了补丁定义了更小的版本号。一般是非数字的字符串,比如 "-pre4" ,或就空着。 KERNELRELEASE $(KERNELRELEASE) 是一个字符 串,类似"2.4.0-pre4",用于安装目录的命名或 显示当前的版本号。一部分架构 Makefile 使用该变量。 ARCH 该变量定义了目标架构,比如 "i386","arm" 或"sparc"。有些 Kbuild Makefile 根据 $(ARCH) 决定编译哪些文件。 默认情况下,顶层 Makefile 将其设置为本机架构。如果是跨平台编译,用户可以 用 下面的命令覆盖该值: make ARCH=m68k ... Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. INSTALL_PATH 该变量为架构 Makefile 定义了安装内核镜像与 System.map 文件的目录。 主要用来 指明架构特殊的安装路径。 INSTALL_MOD_PATH,MODLIB $(INSTALL_MOD_PATH) 为了安装模块,给 $(MODLIB) 声明了前缀。该变量不能 在 Makefile 中定义,但可以由用户传给 Makefile。 $(MODLIB) 具体的模块安装的路径。顶层 Makefile 将$(MODLIB)定义为 $(INSTALL_MOD_PATH)/lib/modules/$(KERNELRELEASE) 。 用 户 可 以 通 过 命 令 行 参数的形式将其覆盖。 INSTALL_MOD_STRIP 如果该变量有定义,模块在安装之前,会被剥出符号表。如果 INSTALL_MOD_STRIP 为 "1" , 就 使 用 默 认 选 项 --strip-debug 。 否 则 , INSTALL_MOD_STRIP 将作为命令 strip 的选项使用。 === 8 Makefile 语言 内核的 Makefile 使用的是 GNU Make。该 Makefile 只使用 GNU Make 已注明的功能,并使 了许多 GNU 的扩展功能。 GNU Make 支持基本的显示处理过程的函数。内核 Makefile 使 用了一种类似小说的方式,显示 "if"语句的构造、处理过程 GNU Make 有 2 个赋值操作符, ":="和"="。":=",将对右边的表达式求值,并将所求的值赋 给左边。"="更像是一个公式定义,只是将右边的值简单的赋值给左边,当左边的表达式被 使用时,才求值。有时使用 "="是正确的。但是,一般情况下,推荐使用 ":="。 === 9 关于作者 第一版由 Michael Elizabeth Chastain, 修改:kai Germaschewski Sam Ravnborg === 10 TODO - 描述 Kbuild 是如何用 _shipped 来支持 shipped 文件的。 - 生成分支头文件 - 在第 7 节加入更多的变量 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
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chaoxi

贡献于2012-09-07

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