Linux kernel的Makefile和Kconfig

最新推荐文章于 2025-05-28 15:43:33 发布

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本文深入探讨了Linux内核构建过程中的Kconfig文件及其语法，并详细解释了Makefile的工作原理，包括配置文件生成、目标文件编译及链接等关键步骤。

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
---help---
A human interface device (HID) is a type of computer device that interacts directly with and takes input from humans. The term "HID" most commonly used to refer to the USB-HID specification, but other devices (such as, but not strictly limited to, Bluetooth) are designed using HID specification (this involves certain keyboards, mice, tablets, etc). This option compiles into kernel the generic HID layer code (parser, usages, etc.), which can then be used by transport-specific HID implementation (like USB or Bluetooth).
For docs and specs, see http://www.usb.org/developers/hidpage/
If unsure, say 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