孙海峰:Arm Linux交叉编译和连接过程分析（2） - Linux - Linux My world

Arm Linux交叉编译和连接过程分析（2）

二、编译内核镜像过程

1、编译过程中涉及到到文件：

/Makefile 编译产生顶层vmlinux镜像文件

/scripts/Kbuild.include    make过程中到一些基本定义

/scripts/Makefile.lib       编译内核时用到到函数库文件

/scripts/Makefile.build     内核编译到相关命令文件

/arch/arm/Makefile        这个是体系结构相关makefile文件

/arch/arm/Kconfig        内核编译到配置文件

/arch/arm/boot/Makefile 生成uImage,zImage,Image到编译文件

/arch/arm/boot/compressed/Makefile 生成最终vmlinux到编译文件

/arch/arm/mach-sep4020/Makefile SEP4020系统结构的编译文件

2、编译过程解析；

2.1 /include/linux/autoconfig.h的产生：

在顶层Makefile的487行有相应的编译命令，这个就是把我们顶层的.config文件转变成相应的系统的autoconfig.h文件，而在/include/linux/config.h中有这么一句： #include 以后在c文件中会包含这个/include/linux/config.h头文件的，也即包含了linux/autoconf.h文件    

2.2、vmlinux的依赖关系

2.2.1在/Makefile中的298行 # We need some generic definitions include  $(srctree)/scripts/Kbuild.include 包含了scripts/Kbuild.include文件，在这里定义了大量的函数和变量，供顶层makefile和其他makefile文件使用。 
 
2.2.2在顶层makefile文件的第175行，包含了arch/arm/Makefile。这个是体系结构相关makefile文件。它定义了体系结构相关的一些变量及规则。   下面这个地方将/arch/arm/Makefile文件引入
2.2.3当执行”make”时，arch/arm/Makefile中的499行的规则将是make遇到的第一个规则：
all:   vmlinux
export KBUILD_IMAGE ?= vmlinux（变量赋值） 2.2.4vmlinux目标的规则在顶层Makefile的第741行定义。
vmlinux: $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) $(kallsyms.o) FORCE          $(call if_changed_rule,vmlinux__)          $(Q)rm -f .old_version
2.2.5这里涉及到几个变量，先看看这几个变量的定义，前三个变量分别在顶层Makefile的605、606、608行定义。    2.2.6其中head-y在arch/arm/Makefile中第72行定义，
head-y                := arch/arm/kernel/head.o arch/arm/kernel/init_task.o
2.2.7 init-y在顶层makefile的462行定义 

  后又在第567行进行处理
init-y              := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
  这里的$(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y)) 这个语句就是将init/ 下的所有c文件编译成目标文件build-in.o
所以变量init-y应为
init-y              := init/built-in.o
因此
vmlinux-init := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o arch/arm/kernel/init_task.o init/built-in.o
同理，其他几个变量也可通过类似方法进行分析，这里不一一分析了。 2.5vmlinux-init这个变量的产生构建规则在顶层Makefile 747行定义：
$(sort $(vmlinux-init) $(vmlinux-main)) $(vmlinux-lds): $(vmlinux-dirs) ;
这里是一个空命令的规则。空命令行可以防止make在执行时试图为重建这个目标去查找隐含命令。其依赖为vmlinux-dirs，这个变量在顶层Makefile第561行定义：   这个变量指定了一系列要进入的下层目录。他的规则在顶层Makefile第757行定义
$(vmlinux-dirs): prepare scripts
       $(Q)$(MAKE) $(build)=$@
这里的两个依赖就不分析了，主要看一下这个规则的命令，build和$@变量展开后如下
       $(Q)$(MAKE) -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build  \
        obj =$(vmlinux-dirs)
这里会再一次进入scripts/Makefile.build执行82行规则
__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
        $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m)) \
        $(subdir-ym) $(always)
       @:
 $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target))表示若KBUILD_BUILTIN定义了，则整个表达式为$(builtin-target)
因为KBUILD_BUILTIN在顶层Makefile 195行中被初始化为1，所以这个规则的依赖有一个builtin-target变量。这个变量在scripts/Makefile.build的77行定义
ifneq ($(strip $(obj-y) $(obj-m) $(obj-n) $(obj-) $(lib-target)),) builtin-target := $(obj)/built-in.o
endif （strip用法：strip <选项> 输入文件   作用：从文件中删除符号和节）
变量obj就是vmlinux-dirs变量指定的目录,这在前面说到的。所以这里会构建$(vmlinux-dirs)/built-in.o目标，在scripts/Makefile.build文件的251行开始，有这个目标的规则及命令的定义 
    scripts/Makefile.build在第15行开始包含了vmlinux-dirs变量指定目录中的Makefile文件，在这些makefile文件中会指定obj-y变量，它指定的都是一些*.o目标文件，   这些*.o文件的生成方法由scripts/Makefile.build文件192行的模式规则指定
%.o: %.c FORCE
       $(call cmd,force_checksrc)
       $(call if_changed_rule,cc_o_c) 这个就是我们看到的编译各个目录下.o目标文件的过程，这个中间在182行中：          $(if $($(quiet)cmd_cc_o_c),echo '  $(call escsq,$($(quiet)cmd_cc_o_c))';)  \（其中的分号表示不显示命令执行） 这个就会在屏幕上输出编译的信息： CC      net/ipv4/devinet.o
通过上面这一系列的步骤，就编译链接出由变量vmlinux-init指定的目标，vmlinux-main变量指定的目标的构建与此类似。