內核的編譯同樣是從Makefile 來分析：

一、內核源碼結構

Linux內核文件數目近2萬，出去其他架構CPU的相關文件，他們分別位于頂層目錄下的17個子目錄，各個目錄功能獨立，下面是常用目錄：

arch:體系結構相關代碼
ipc:進程調度相關代碼
mm:內存管理
Documentation：幫助文檔
net:網絡協議
lib:庫
scripts:編譯相關腳本工具
tools：編譯相關工具
drivers:設備驅動
fs:文件系統實現

對于ARM 架構的Exynos4412，其體系相關的代碼在arch/arm/目錄下，在后面進行的Linux移植時，開始的工作正式修改這個目錄下的文件。

二、Linux Makefile分析

內核中的哪些文件將被編譯？它們是怎樣被編譯的？它們連接時的順序如何確定？那個文件在最前面？哪些文件或函數先執行？這些都是通過Makefile 來管理的。從最簡單的角度來總結Makefile的作用，有以下3點：

1）-- 決定編譯哪些文件；

2）-- 怎樣編譯這些文件？

3）-- 怎樣連接這些文件，最重要的是它們的順序如何？

Linux 內核源碼中含有很多個Makefile文件，這些Makefile文件又要包含其他一些文件（比如配置信息、通用的規則等）。這些文件構成了 Linux 的Makefile 體系，可以分為下表中的5類：

名稱	描述
頂層Makefile	他是所有Makefile文件的核心，從總體上控制內核的編譯和鏈接
.config	配置文件，在配置內核時產生。所有Makefile文件（包括頂層目錄及各級子目錄）都是根據.config來決定使用哪些文件
arch/$(ARCH)/Makefile	對應體系結構的Makefile,它用來決定哪些體系結構相關的文件參與內核的生成，并提供一些規則來生成特定格式的內核映像。
scripts/makefile.*	Makefile公用的通用規則、腳本等
kbuild Makefiles	各級子目錄下的Makefile,他們相對簡單，被上一層Makefile調用來編譯當前目錄下的文件

以下根據見面總結的Makefile 的3大作用分析這5類文件。

1、決定編譯哪些文件

Linux內核的編譯過程從頂層Makefile開始，然后遞歸地進入各級子目錄調用他們的makefile,分為3個步驟：

a -- 頂層Makefile 決定內核根目錄下哪些子目錄將被編進內核；

b -- arch/$(ARCH)/Makefile 決定arch/$(ARCH)目錄下哪些文件、哪些目錄將被編進內核；

c -- 各級子目錄下的Makefile決定所在目錄下哪些文件將被編進內核，哪些文件將被編程模塊（即驅動程序），進入哪些子目錄繼續調用它們的Makefile。

a -- 先看步驟a，?頂層Makefile的編譯

在頂層Makefile 中可以看到如下內容：

可見，頂層Makefile將這14個子目錄分為5類：init-y、divers-y、net-y、libs-y和core-y。

我們可以看到，最重要的arch目錄沒有出現在內核中。它在arch/$(ARCH)/Makefile中被包含進內核，在頂層Makefile中直接包含了這個Makefile，如下所示：

對于ARCH變量，可以在執行make時傳入，比如“make ARCH=arm ...”。另外，對于非X86平臺，還需要指定交叉編譯工具，這也可以在執行make 命令時傳入，比如“make CROSS_COPILE=arm-linux- ..”。為了方便，常在頂層Makefile中進行如下修改。這樣執行make時就會將ARCH變量傳入

b -- 看步驟 b，arch/$(ARCH)/Makefile的編譯

對于步驟 b 的 arch/$(ARCH)/Makefile，以ARM為例，在arch/arm/Makefile 中可以看到如下內容：

從129行可知，除了剛面的5類子目錄外，又出現了一類：head-y，不過它直接以文件名出現；

arch/arm/Makefile 中類似第268-273行的代碼進一步擴展了core-y的內容，第276行擴展了libs-y的內容，這些都是體系相關的目錄；第261-265行中的CONFIG_在配置內核時定義，它的值有3種：y、m或空。y表示編進內核，m表示編為模塊，空表示不使用；

編譯內核時，將依次進入init-y、core-y、libs-y、drivers-y和net-y 所列出的目錄中執行它們的Makefile，每個子目錄都會生成一個 built-in.o(libs-y所列目錄下，有可能生成lib.a文件)。最后，head-y所表示的文件將和在這些built-in.o、lib.a 一起被連接成內核映像文件 vmlinux。

c -- 步驟 c 是如何進行的，各級子目錄下的Makefile的編譯

在配置內核時，生成配置文件.config。內核頂層Makefile使用如下語句間接包含.config 文件，以后就根據.config中定義的各個變量決定編譯哪些文件。值所以說是“間接”包含，試音為包含的是include/config/auto.conf 文件，而它只是將.config文件中的注釋去掉，并根據頂層Makefile中定義的變量增加一些變量而已。

2、怎樣編譯這些文件

即編譯選項、連接選項是什么。這些選項分3類：全局的，適用于整個內核代碼樹；局部的，僅適用于某個Makefile中的所有文件；個體的，僅適用于某個文件。

全局選項在頂層Makefile和arch/$(ARCH)/Makefile 中定義，這些選項的名稱為：CFLAGS、AFLAGS、LDFLAGS、ARFLAGS，他們分別是編譯C文件的選項、編譯匯編問價你的選項、連接文件的選項、制作庫文件的選項。

3、怎樣連接這些文件，它們順序如何

前面分析有哪些文件要編進內核時，頂層Makefile和arch/$(ARCH)/Makefile定義了6類目錄（或文件）：head-y、init-y、drivers、libs-y 和 core-y。它們的初始值如下（以ARM體系為例）

arch/arm/Makefile 中：

頂層makefile 中：

可見，除head-y 外，其余的init-y、drivers-y等都是目錄名。在頂層Makefile 中，這IE目錄名的后面直接加上built-in.o 或 lib.a，表示要連接進內核的文件。

上面的patubst是個字符串處理函數，它的用法如下：

(patsubst pattern, replacement,text)

表示尋找“text”中符合格式“pattern”的字，用”replacement"替換它們。比如上面的init-y初值為“init/”，經過793行的交互后，“init-y” 變為“init/built - in.o”。

頂層Makefile中，再往下看：

對于ARM體系，連接腳本就是arch/arm/kernel/vmlinux.lds，它由 arch/arm/kernel/vmlinux/lds.S文件生成，先將生成的arch/arm/kernel/vmlinux.lds摘錄如下：

總結：

a -- 配置文件.config 中定義了一系列的變量，Makefile將結合它們來決定哪些文件被編進內核、哪些文件被編進模塊、涉及哪些子目錄；

b -- 頂層Makefile和arch/$(ARCH)/Makefile決定根目錄下哪些子目錄、arch/$(ARCH) 目錄下哪些文件和目錄將被編進內核；

c -- 最后，各級子目錄下的Makefile決定所在目錄下哪些文件將被編進內核，哪些文件將被變成模塊（即驅動程序），進入哪些子目錄繼續調用它們的Makefile；

d -- 頂層Nakedfile和arch/$(ARCH)/Makefile設置了可以影響所有文件的編譯、連接選項：CFLAGS、AFLAGS、LDFLAGS、ARFLAGS；

e -- 頂層Makefile按照一定的順序組織文件，根據連接腳本 arch/$(ARCH)/kernel/vmlinux.lds生成內核映像文件vmlinux。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Exynos4412 内核移植（二）—— 内核编译过程分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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