1. 概述
Makefile由五个部分组成:
Makefile
:根目录Makefile,它读取.config文件,并负责创建vmlinux(内核镜像)和modules(模块文件)。.config
:内核配置文件(一般由make menuconfig生成)。arch/$(ARCH)/Makefile
:目标处理器的Makefile。scripts/Makefile.*
:所有kbuild Makefile的规则,它们包含了定义/规则等。kbuild Makefiles
:每个子目录都有kbuild Makefile,它们负责生成built-in或模块化目标。(注意:kbuild Makefile是指使用kbuild结构的Makefile,内核中的大多数Makefile都是kbuild Makefile。)
2. kbuild文件
2.1. obj-y和obj-m
最简单的kbuild Makefile可以仅包含:
obj-$(CONFIG_FOO) += foo.o
其中$(CONFIG_FOO)
可以等于y或m,它的值由.config文件给出。如果$(CONFIG_FOO)
既不是y也不是m,那么该文件不会被编译和链接
当$(CONFIG_FOO)
等于y时,上面语句等价于obj-y += foo.o,它告诉kbuild在当前目录下,有一个叫做foo.o的目标文件,它将从foo.c或则foo.S编译得到。
当$(CONFIG_FOO)
等于m时,表示foo.o需要被编译成模块。
2.1.1. obj-y生成built-in.o
Kbuild编译所有的$(obj-y)
文件,并调用"$(LD) -r"
把所有这些文件合并到built-in.o
文件。这个built-in.o会被上一级目录的Makefile使用,最终链接到vmlinux中。
2.1.2. 目标由多个源文件编译得到
如果某个目标由多个源文件编译得到,那么可以通过$(<module_name>-objs)
或$(<module_name>-y)把这些源文件告诉kbuild。Kbuild能够识别后缀-objs和-y,例如:
#drivers/isdn/i4l/Makefile
obj-$(CONFIG_ISDN) += isdn.o
isdn-objs := isdn_net_lib.o isdn_v110.o isdn_common.o
Kbuild会编译所有$(isdn-objs)
中的对象,并调用"$(LD) -r"
把它们链接成isdn.o文件。
下面是一个使用后缀-y的例子。后缀-y的好处是,可以使用CONFIG_XXX
符号来决定是否加入某些源文件(.o从对应的.c或.S编译得到):
#fs/ext2/Makefile
obj-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2.o
ext2-y := balloc.o bitmap.o
ext2-$(CONFIG_EXT2_FS_XATTR) += xattr.o
2.1.3. 调用子目录Makefile
Makefile只负责编译当前目录中的对象。子目录中的对象,由子目录中的Makefile负责。如何让make调用子目录中的Makefile?答案是把子目录包含到obj-y或obj-m中。例如:
#fs/Makefile
obj-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2/
当CONFIG_EXT2_FS为y或m时,kbuild系统会在ext2目录中调用make命令(也即调用ext2目录中的Makefile)
2.2. lib-y和lib-m
在一个目录下,obj-y
所列出的文件,将被编译成built-in.o
文件,而lib-y或lib-m
所列出的文件,将在当前目录下生成lib.a
文件。
注意:一般lib-y或lib-m只用在lib/和arch/*/lib这两个目录中。
2.3. 编译选项变量
2.3.1. ccflags-y、asflags-y、ldflags-y
这三个变量只在当前Makefile中有效。补充:$(KBUILD_CFLAGS)
是定义在根目录Makefile中的变量,它适用于整个内核数。
2.3.2. subdir-ccflags-y、subdir-asflags-y
这两个变量作用于当前Makefile及其所有子目录。
2.3.3. CFLAGS_$@、AFLAGS_$@
这两个变量只在当前Makefile中有效。$@可以用来指定文件名,让不同文件可以使用不同的编译选项。例如:
# 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
2.4. $(src)、$(obj)、$(kecho)
$(src)
指向当前Makefie所在目录的相对路径。$(obj)
指向用来保存目标文件的相对目录。示例如下:
#drivers/scsi/Makefile
$(obj)/53c8xx_d.h: $(src)/53c7,8xx.scr $(src)/script_asm.pl
$(CPP) -DCHIP=810 - < $< | ... $(src)/script_asm.pl
这里,$(src)
等于drivers/scsi/,$(obj)
同样也等于drivers/scsi/。
使用“make -s”
命令时,只会输出警告和错误信息。$(kecho)
能够将其后的内容输出到标准输出流(一般就是显示器),前提是没有使用“make -s”。示例如下:
#arch/blackfin/boot/Makefile
$(obj)/vmImage: $(obj)/vmlinux.gz
$(call if_changed,uimage)
@$(kecho) 'Kernel: $@ is ready'
2.5. $(CC)相关功能
2.5.1. as-option、ld-option、cc-option
当编译、链接文件时,xx-opiton可以用来检查当前使用的$(CC)
是否支持给出的编译选项。如前者不支持,可使用后者。例如:
#arch/sh/Makefile
cflags-y += $(call as-option,-Wa$(comma)-isa=$(isa-y),)
如果当前的$(CC)
不支持-Wa$(comma)-isa=$(isa-y)
,那么可以使用第二个编译选项(这里为空)。
2.5.2. cc-option-yn
cc-option-yn用来检查$(CC)
是否支持给出的编译选项。如支持,返回y,否则返回n。例如:
#arch/ppc/Makefile
biarch := $(call cc-option-yn, -m32)
aflags-$(biarch) += -a32
cflags-$(biarch) += -m32
2.5.3. cc-option-align
gcc在3.0之后改变了指定函数、循环等对齐选项的类型。gcc < 3.00时,cc-option-align = -malign;gcc >= 3.00时,cc-option-align = -falign。使用$(cc-option-align)来选择正确的前缀。例如:
KBUILD_CFLAGS += $(cc-option-align)-functions=4
2.5.4. cc-version、cc-ifversion 、cc-fullversion
cc-version返回$(CC)
版本。如$(CC)
为gcc 3.41,那么cc-version返回0341。例如:
#arch/i386/Makefile
cflags-y += $(shell /
if [ $(call cc-version) -ge 0300 ] ; then /
echo "-mregparm=3"; fi ;)
cc-ifversion在版本符合条件的前提下返回最后一个参数。示例如下:
#fs/reiserfs/Makefile
ccflags-y := $(call cc-ifversion, -lt, 0402, -O1)
如果$(CC)版本低于4.2,那么ccflags-y将等于-O1。
cc-fullversion给出更详细的版本信息,例如:
#arch/powerpc/Makefile
$(Q)if test "$(call cc-fullversion)" = "040200" ; then /
echo -n '*** GCC-4.2.0 cannot compile the 64-bit powerpc ' ; /
false ; /
fi
2.5.5. cc-cross-prefix
cc-cross-prefix
用于检查是否存在给定前缀的$(CC)
,如存在,返回第一个匹配的前缀,否则返回空。如有多个前缀需要匹配,各前缀之间使用单个空格隔开。例如:
#arch/m68k/Makefile
ifneq ($(SUBARCH),$(ARCH))
ifeq ($(CROSS_COMPILE),)
CROSS_COMPILE := $(call cc-cross-prefix, m68k-linux-gnu-)
endif
endif
(注:本文所述内容来自kernel-2.6.30/Documentation/kbuild/makefiles.txt,适用于Linux 2.6内核)
3. Linux内核编译系统
从Linux内核2.6开始,Linux内核的编译采用Kbuild系统,这同过去的编译系统有很大的不同, 尤其对于Linux内核模块的编译。在新的系统下,Linux编译系统会两次扫描Linux的Makefile:首先编译系统会读取Linux内核顶层的 Makefile,然后根据读到的内容第二次读取Kbuild的Makefile来编译Linux内核。
3.1. Linux内核Makefile分类
-
Kernel Makefile
Kernel Makefile位于Linux内核源代码的顶层目录,也叫 Top Makefile。它主要用于指定编译Linux Kernel目标文件(vmlinux)和模块(module)。编译内核或模块时,这个文件会被首先读取,并根据读到的内容配置编译环境变量。对于内核或驱动开发人员来说,这个文件几乎不用任何修改。 -
Kbuild Makefile
Kbuild系统使用Kbuild Makefile来编译内核或模块。当Kernel Makefile被解析完成后,Kbuild会读取相关的Kbuild Makefile进行内核或模块的编译。Kbuild Makefile有特定的语法指定哪些编译进内核中、哪些编译为模块、及对应的源文件是什么等。内核及驱动开发人员需要编写这个Kbuild Makefile文件。 -
ARCH Makefile
ARCH Makefile位于ARCH/$(ARCH)/Makefile,是系统对应平台的Makefile。Kernel Top Makefile会包含这个文件来指定平台相关信息。只有平台开发人员会关心这个文件。
3.2. Kbuild Makefile
Kbuild Makefile的文件名不一定是Makefile,尽管推荐使用Makefile这个名字。 大多的Kbuild文件的名字都是Makefile。为了与其他Makefile文件相区别,你也可以指定Kbuild Makefile的名字为Kbuild。 而且如果“Makefile”和“Kbuild”文件同时存在,则Kbuild系统会使用“Kbuild”文件。
-
目标定义
Kbuild Makefile的一个最主要功能就是指定编译什么,这个功能是通过下面两个对象指定的obj-?和xxx-objs:-
obj-?
obj-?指定编译什么,怎么编译?其中的“?”可能是“y”或“m”,“y”指定把对象编译进内核中,“m”指定把对象编译为模块。语法如下;
obj-? = $(target).o
target为编译对象的名字。如果没有指定xxx-objs
,编译这个对象需要的源文件就是$(target).c或$(target).s
。如果指定了$(target)-objs
,则编译这个对象需要的源文件由$(target)-objs
指定,并且不能有$(target).c 或$(target).s
文件。 -
xxx-objs
xxx-objs指定了编译对象需要的文件,一般只有在源文件是多个时才需要它。
只要包含了这两行,Kbuild Makefile就应该可以工作了。
-
-
嵌套编译
有时一个对象可能嵌入到另一个对象的目录下,那么如何编译子目录下的对象呢?其实很简单,只要指定obj_?
的对象为子目录的名字就可以了:
obj-? = $(sub_target)/
其中“?”可以是“y”或“m”,$(sub_target)
是子目录名字。 -
编译器选项
尽管在大多数情况下不需要指定编译器选项,有时我们还是需要指定一些编译选项的。- ccflags-y, asflags-y and ldflags-y
这些编译选项用于指定cc、as和ld的编译选项
- ccflags-y, asflags-y and ldflags-y
3.3. 编译外部模块
有时候我们需要在内核源代码树的外面编译内核模块,编译的基本命令是:
make -C $(KERNEL_DIR) M=`pwd` modules
我们可以把这个命令集成到Makefile里,这样我们就可以只输入“make”命令就可以了。回想上一章的那个Makefile,它把Normal Makefile 和Kbuild Makefile集成到一个文件中了。为了区别Kbuild Makefile 和Normal Makefile,这样我们改写Makefile为如下形式,并且添加Kbuild Makefile - “Kbuild”。
##Makefile
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
include "Kbuild"
else
KERNEL_DIR = /lib/modules/`uname -r`/build
MODULEDIR := $(shell pwd)
.PHONY: modules
default: modules
modules:
make -C $(KERNEL_DIR) M=$(MODULEDIR) modules
clean distclean:
rm -f *.o *.mod.c .*.*.cmd *.ko
rm -rf .tmp_versions
endif
##Kbuild Makefile
## Kbuild
MODULE_NAME = helloworld
$(MODULE_NAME)-objs := hello.o
obj-m := $(MODULE_NAME).o
一般不需要在Makefile里包含如下代码,这样写完全是为了兼容老版本的Kbuild系统。KERNELRELEASE变量在Kernel Makefile里定义的,因此只有在第二次由Kbuild读取这个Makefile文件时才会解析到Kbuild的内容。
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
include "Kbuild"
else
...
endif
外部头文件
有时需要连接内核源代码外部的系统头文件,但Kbuild系统默认的系统头文件都在内核源代码内部,如何使用外部的头文件呢?这个可以借助于Kbuild 系统的特殊规则:
- EXTRA_CFLAGS
EXTRA_CFLAGS可以给Kbuild系统添加外部系统头文件,
EXTRA_CFLAGS += $(ext_include_path)
一般外部头文件可能位于外部模块源文件的目录内,如何指定呢?这可以借助$(src)
或$(obj)
- $(src)/$(obj)
$(src)
是一个相对路径,它就是Makefile/Kbuild文件所在的路径。同样$(obj)
就是编译目标保存的路径,默认就是源代码所在路径。