linux kernel 的makefile的组织结构(转)

背景知识： 背景知识一：Kconfig介绍： 在#make menuconfig 时，所显示的Menu list是由各层Kconfig组成的。 最底层Kconfig存放在 ~/arch/i386/Kconfig. 以此为头，它会一层层使用source来把需要加入的各个目录中Keconfig添加近来。 例如：source "drivers/Kconfig" 则将~/drivers/Kconfig添加进Menu list中。 背景知识二：Kconfig写法语义： config HID tristate "Generic HID support" depends on INPUT default y 解释如下： config HID ：表示此条目与CONFIG-HID对应。CONFIG-HID会在Makefile中用到。 tristate "Generic HID support" 引号内的内容是会显示到Menu list中的。tristate表示这一项是三态的。 depends on INPUT：依赖于INPUT这一项。如果没有选中INPUT，则Menu list不会显示这项。 default y ：缺省被选中。 背景知识三：built-in.o vmlinux是Linux源码编译后未压缩的内核， vmlinux是由arch/i386/kernel/head.o和arch/i386/kernel/init_task.o以及各个相关子目录下的built-in.o链接而成的。 背景知识四：Kernel Makefile Kernel中Makefile的体系以及如何编译的，其实Sam一直是一知半解的。 其中，kernel目录中的Makefile被称为底层Makefile。 当使用类似#make menuconfig配置内核成功后，会生成 .config文件。 换句话说：make menuconfig 时，Makefile会从~/arch/i386/Kconfig读取Kconfig.然后根据用户的选择。生成.config文件。 例如：在drivers/hid/Kconfig： config HID tristate "Generic HID support" 如果用户选中Y，则在.config中会反映出来： CONFIG_HID=y 则在~/drivers/Makefile中可以看到： obj-$(CONFIG_HID) += hid/ 表明：如果CONFIG_HID是Y，则把hid目录添加到要编译的目录中了。 进入到/driver/hid目录，则看到： hid-objs := hid-core.o hid-input.o 表明这两个.o文件是一定会被编译出的。 obj-$(CONFIG_HID) += hid.o 表明：如果CONFIG_HID是Y，则hid.o会被编译出来。并built-in. 如果是 =m. 则hid.o被编译出来，但最后被做成modules(ko)   背景知识五：KBuild Make： Linux内核的Makefile与我们平时写的Makefile有所不同，它由五部分组成： 1.Makefile : 顶层Makefile。 2. .config: kernel配置文件。 3. arch/xxx/Makefile: 具体架构的Makefile。 4. scripts/Makefile.xxx : 通用规则。 5. kbuild Makefile: 整个kernel中大约有数百个这种文件。 #make menuconfig后，生成 kernel配置文件: .config。 顶层Makefile读取.config. 顶层Makefile通过解析 .config来决定递归访问哪些目录中的Kbuild Makefile . 这个过程中，Kbuild Makefile会按.config的设置，逐个添加文件列表，以供最后的编译使用。 最简单的KBuild Makefile如下： obj-y += foo.o 表明：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。并且它会被包入built-in中去。 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"$(LD) -r"将它们合并到一个build-in.o文件中。稍后，该build-in.o会被其父Makefile联接进vmlinux中。 如果foo.o要编译成一模块，那就要用obj-m了。所采用的形式如下： obj-m += foo.o 例一： 在 ~/driver/hid/hid-core.c中，有以下语句，即内核insmod接口hid_init. module_init(hid_init); 也就是说，当此模块被buildin或者作为module insmod时，kernel会自动调用hid_init. 然后查看 ~/driver/hid/Makefile,发现 hid-objs := hid-core.o hid-input.o 表明只要hid这个目录被加入，就会生成hid-core.o. 只好去看上一层目录中怎样会进入hid目录： obj-$(CONFIG_HID) += hid/ 表明只要CONFIG_HID=Y，m. 则hid目录被加入。 但用户作了什么，hid目录被加入编译呢？则看~/drivers/hid/Kconfig config HID tristate "Generic HID support" 以此得之只要在make menuconfig中选中此项，则hid-core.o被编译出来。 例2： Sam想要研究USB Keyboard & Mouse driver. 在 make menuconfig时，需要选中： config USB_HID tristate "USB Human Interface Device (full HID) support" 则查看Makefile。发现只要选中CONFIG_USB_HID.则会编译出usb_hid.o 但~/drivers/hid/usbhid目录中却没有usbhid.c。那usbhid.o如何生成的呢？ drivers/hid/usbhid目录中，有个.usbhid.o.cmd文件。   _______________________________________________________________________________________________     linux kernel makefile  描述linux kernel 的makefile的组织结构，什么是linux kernel 和 makefile 不用说了。 1. 概述 kernel的makefile分为5个部分： Makefile 最外面的Makefile  .config kernel的配置文件  arch/$(ARCH)/Makefile 不同架构cpu的makefile  scripts/Makefile.* 规则文件 kbuild Makefiles 500多个makefile文件  来看看kbuild makefile文件的构造规则定义。kbuild文件是组织kernel选项的文件。你会看到kbuild 和makefile 在一般同时存在一个目录里的。 目标定义: 一般都会用到此定义，此行的目的是要编译成foo.o 文件，而源文件是默认的foo.c或者是foo.s 。源文件在kbuild文件的同级目录里。 obj-y += foo.o 如果要将此编译成一个模块，则需要用ojb-m 。如果想通过kernel的配置传递此参数，则需要写下面的。 obj-$(CONFIG_FOO) += foo.o (CONFIG_FOO) 就是你在kernel选项里配置的，如果你没有选中是built-in 还是 module，则此变量是y 或者 m的其他值，则不会编译此文件。 built-in 目标文件： 当你obj-y 的时候，他们将会把所有的obj-y files 都编译进去一个大的 built-in.o 目标文件。此后，会根据最上层的Makefile 链接成一个kernel image。 #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 需要注意的是，您需要注意这些 目标文件的顺序。 因为一些函数例如(module_init() / __initcall) 是按照他们出现的顺序被调用的。 ojb-m 目标： 这个是指要编译成模块。一个模块可以由一个源文件或者多个组成。 linux/2.6.20.6/make menuconfig  当在顶层目录执行”make menuconfig”会执行顶层Makefile 第415行的规则  config %config: scripts_basic outputmakefile FORCE  $(Q)mkdir -p include/linux include/config  $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@  这里”menuconfig”与模式”%config”匹配。所以其执行的规则如下：  menuconfig: scripts_basic outputmakefile FORCE  $(Q)mkdir -p include/linux include/config  $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig menuconfig  这个规则有三个依赖：scripts_basic、outputmakefile、FORCE。下面看一下这三个依赖：  1、 FORCE  首先分析一下这个依赖，它的规则定式义在1485行：  PHONY += FORCE  FORCE:  这个规则没有命令也没有依赖，它的目标也不是一个存在的文件名。在执行此规则时，目标FORCE总会被认为是最新的。这样当它作为其它规则的依赖时，因为依赖总被认为被更新过的，所以那个规则的中定义的命令总会被执行。  2、 scripts_basic  这个依赖的规则在347行定义：  scripts_basic:  $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic  build这个变量定义在scripts/kbuild.include的114行：  build := -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj  所以上面的规则可写成如下形式：  scripts_basic:  $(Q)$(MAKE) -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj=scripts/basic  这个规则的命令最终会进入scripts目录，执行Makefile.build文件，并传递参数obj=scripts/basic.  在Makefile.build的第5行有：  src := $(obj)  这就把传递进来的值赋给了src，所以  src := scripts/basic  从第16行开始的两行把src (即scripts/basic)目录下的Makefile包含进来（如果有Kbuild则包含Kbuild）  kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))  include $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild), $(kbuild-dir)/Kbuild, $(kbuild-dir)/Makefile)  在第19行包含了scripts/Makefile.lib进来，  在Makefile.build的第83行，是make在Makefile.build中遇到的第一个目标  __build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \  $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m)) \  $(subdir-ym) $(always)  @:  KBUILD_BUILTIN在顶层Makefile的第207行定义  KBUILD_BUILTIN := 1  如果执行”make modules”，会在214行开始对其进行一些处理  ifeq ($(MAKECMDGOALS),modules)  KBUILD_BUILTIN := $(if $(CONFIG_MODVERSIONS),1)  endif  所以我们这里 KBUILD_BUILTIN :=1  KBUILD_MODULES在顶层Makefile的第206行定义，  KBUILD_MODULES :=  如果执行”make all”、”make _all”、”make modules”、”make”中任一个命令，则在222行开始会对这个变量进行处理  ifneq ($(filter all _all modules,$(MAKECMDGOALS)),)  KBUILD_MODULES := 1  endif  ifeq ($(MAKECMDGOALS),)  KBUILD_MODULES := 1  endif  因此，我们这里KBUILD_MODULES :=  分析了这两个变量后，上面的规则可重新写为  __build: $(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)  @:  这就是通过规则  scripts_basic:  $(Q)$(MAKE) -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj=scripts/basic  在scripts/Makefile.build文件中执行的第一个规则，  规 则中的依赖由几个变量$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)表示。规则的命令是一个冒号命令”:”，冒号(:)命令是bash的内建命令，通常把它看作true命令。bash的help解释 （help :）为：No effect; the command does nothing. A zero exit code is returned.（没有效果，该命令是空操作，退出状态总是0）。  __build: $(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)  @:  构建一些依赖目标，这里主要是构建$(always)变量指定的目标。其他变量在scripts/basic/Makefile中并没有定义。  3、 outputmakefile  回到顶层Makefile中看规则  menuconfig: scripts_basic outputmakefile FORCE  $(Q)mkdir -p include/linux include/config  $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig menuconfig  中的outputmakefile参数构建规则在357行开始定义  outputmakefile:  ifneq ($(KBUILD_SRC),)  $(Q)$(CONFIG_SHELL) $(srctree)/scripts/mkmakefile \  $(srctree) $(objtree) $(VERSION) $(PATCHLEVEL)  endif  这个规则的命令运行一个shell脚本scripts/mkmakefile，并传递四个参数。这个脚本主要是在$(objtree)参数指定的目录中生成一个Makefile文件。由于这里KBUILD_SRC为空，所以这个脚本并不会被执行  回头再看看刚才那个规则  menuconfig: scripts_basic outputmakefile FORCE  $(Q)mkdir -p include/linux include/config  $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig menuconfig  在他的依赖被处理完后，开始执行规则的命令。第一个命令创建了两个目录，第二个命令扩展后为  $(Q)$(MAKE) -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj =scripts/kconfig menuconfig  这 个命令依然是执行scripts/Makefile.build这个makefile文件。并执行它里面menuconfig的规则。根据上面的分析，在 Makefile.build会包含scripts/kconfig/Makefile文件。然后执行以menuconfig为目标的规则，在 scripts/kconfig/Makefile的13行定义  menuconfig: $(obj)/mconf  $< arch/$(ARCH)/Kconfig  从这个命令可以看出，最终会运行arch/arm/Kconfig这个脚本，出现配置界面