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kernel2.6.x Makefile详解

2013年02月21日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8222字 ⁄ 字号 评论关闭

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,以下为中文版的翻译。

=== 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

       --- 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。


*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。


        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

    $(<module_name>-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

          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:

          #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

        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

            $(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

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