linux-編譯系統介紹之kbuild（一)

Linux編譯系統

1.概述

從Linux核心2.6開始，Linux核心的編譯采用Kbuild系統，這同過去的編譯系統有很大的不同,尤其對于Linux核心子產品的編譯。在新的系統下，Linux編譯系統會兩次掃描Linux的Makefile：首先編譯系統會讀取Linux核心頂層的 Makefile，然後根據讀到的内容第二次讀取Kbuild的Makefile來編譯Linux核心。

Makefile由五個部分組成:

Makefile ：根目錄Makefile，它讀取 .config檔案 ，并負責建立vmlinux（核心鏡像）和modules（子產品檔案）.這編譯核心或子產品是，這個檔案會被首先讀取，并根據讀到的内容配置編譯環境變量。對于核心或驅動開發人員來說，這個檔案幾乎不用任何修改。
.config ：核心配置檔案（一般由make menuconfig生成）
arch/$(ARCH)/Makefile ：目标處理器的Makefile是系統對應平台的Makefile。Kernel Top Makefile會包含這個檔案來指定平台相關資訊。隻有平台開發人員會關心這個檔案。
scripts/Makefile.* ：所有kbuild Makefile的規則，它們包含了定義/規則等。
kbuild Makefiles ：每個子目錄都有 kbuild Makefile ，它們負責生成built-in或子產品化目标。（注意：kbuild Makefile是指使用kbuild結構的Makefile，核心中的大多數Makefile都是kbuild Makefile。）Kernel Makefile被解析完成後，Kbuild會讀取相關的Kbuild Makefile進行核心或子產品的編譯。Kbuild Makefile有特定的文法指定哪些編譯進核心中、哪些編譯為子產品、及對應的源檔案是什麼等。核心及驅動開發人員需要編寫這個Kbuild Makefile檔案。

2.kbuild檔案

Kbuild Makefile的檔案名不一定是Makefile，盡管推薦使用Makefile這個名字。大多的Kbuild檔案的名字都是Makefile。為了與其他Makefile檔案相差別，你也可以指定Kbuild Makefile的名字為

Kbuild

。

注意：而且如果“Makefile”和“Kbuild”檔案同時存在，則Kbuild系統會使用“Kbuild”檔案。

2.1 obj-y 和 obj-m

最簡單的kbuild Makefile可以僅包含：

obj-$(CONFIG_FOO) += foo.o

其中

$(CONFIG_FOO)

可以等于

或

，它的值由

.config

檔案給出。如果

$(CONFIG_FOO)

既不是y也不是m，那麼該檔案不會被編譯和連結。

當 $(CONFIG_FOO) 等于y時，上面語句等價于 obj-y += foo.o ，它告訴kbuild在目前目錄下，有一個叫做foo.o的目标檔案，它将從 foo.c 或則 foo.S 編譯得到。
$(CONFIG_FOO) 等于m時，表示 foo.o 需要被編譯成子產品。

2.1.1 obj-y生成built-in.o

Kbuild編譯所有的

$(obj-y)

檔案，并調用

$(LD) -r

把所有這些檔案合并到

built-in.o

檔案。這個

built-in.o

會被上一級目錄的Makefile使用，最終連結到vmlinux中。

2.1.2 目标由多個源檔案編譯得到

如果某個目标由多個源檔案編譯得到，那麼可以通過

$(<module_name>-objs)

$(<module_name>-y)

把這些源檔案告訴kbuild。Kbuild能夠識别字尾

-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會編譯所有

$(isdn-objs)

中的對象，并調用

"$(LD) -r"

把它們連結成

isdn.o

檔案。

下面是一個使用字尾

-y

的例子。字尾

-y

的好處是，可以使用

CONFIG_XXX

符号來決定是否加入某些源檔案（

.o

從對應的

.c

.S

編譯得到)：

#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 調用子目錄Makefile

Makefile隻負責編譯目前目錄中的對象。子目錄中的對象，由子目錄中的Makefile負責。如何讓make調用子目錄中的Makefile？答案是把子目錄包含到

obj-y

obj-m

中。例如：

#fs/Makefile
obj-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2/

2.2 lib-y和lib-m

在一個目錄下，obj-y所列出的檔案，将被編譯成

built-in.o

檔案，而lib-y或lib-m所列出的檔案，将在目前目錄下生成

lib.a

注意：一般

lib-y

lib-m

隻用在

lib/

arch/*/lib

這兩個目錄中。

2.3 編譯選項變量

ccflags-y 、 asflags-y ldflags-y
這三個變量隻在目前Makefile中有效。

補充：
$(KBUILD_CFLAGS) 是定義在根目錄Makefile中的變量，它适用于整個核心數。
subdir-ccflags-y subdir-asflags-y 這兩個變量作用于目前Makefile及其所有子目錄。

CFLAGS_$@

AFLAGS_$@

這兩個變量隻在目前Makefile中有效.

$@

可以用來指定檔案名，讓不同檔案可以使用不同的編譯選項。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) 指向目前Makefile所在目錄的相對路徑。
$(obj) 指向用來儲存目标檔案的相對目錄。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

這裡，

$(src)

等于

drivers/scsi/

，

$(obj)

同樣也等于

drivers/scsi/

使用“

make -s

”指令時，隻會輸出警告和錯誤資訊。

$(kecho)

能夠将其後的内容輸出到标準輸出流（一般就是顯示器），前提是沒有使用“

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)` 相關功能

2.5.1 `as-option` `ld-option` `cc-option`

當編譯、連結檔案時，

xx-opiton

可以用來檢查目前使用的

$(CC)

是否支援給出的編譯選項。如前者不支援，可使用後者。例如：

#arch/sh/Makefile
cflags-y += $(call as-option,-Wa$(comma)-isa=$(isa-y),)

如果目前的

$(CC)

不支援

-Wa$(comma)-isa=$(isa-y)

，那麼可以使用第二個編譯選項（這裡為空）。

2.5.2 `cc-option-yn`

cc-option-yn

用來檢查

$(CC)

是否支援給出的編譯選項。如支援，傳回y，否則傳回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之後改變了指定函數、循環等對齊選項的類型。

gcc < 3.00 時， cc-option-align = -malign；
gcc >= 3.00 cc-option-align = -falign 。使用 $(cc-option-align) 來選擇正确的字首。例如：

KBUILD_CFLAGS += $(cc-option-align)-functions=4

2.5.4 `cc-version` `cc-ifversion` `cc-fullversion`

cc-version

傳回

$(CC

)版本。如

$(CC)

為gcc 3.41，那麼

cc-version

。例如：

#arch/i386/Makefile
cflags-y += $(shell /
	if [ $(call cc-version) -ge 0300 ] ; then /
	echo "-mregparm=3"; fi ;)

cc-ifversion

在版本符合條件的前提下傳回最後一個參數。示例如下：

#fs/reiserfs/Makefile
ccflags-y := $(call cc-ifversion, -lt, 0402, -O1)

如果

$(CC)

版本低于4.2，那麼

ccflags-y

将等于

-O1

cc-fullversion

給出更詳細的版本資訊，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

用于檢查是否存在給定字首的

$(CC)

，如存在，傳回第一個比對的字首，否則傳回空。如有多個字首需要比對，各字首之間使用單個空格隔開。例如：

#arch/m68k/Makefile
ifneq ($(SUBARCH),$(ARCH))
	ifeq ($(CROSS_COMPILE),)
		CROSS_COMPILE := $(call cc-cross-prefix, m68k-linux-gnu-)
	endif
endif

3.編譯外部子產品

有時候我們需要在核心源代碼數的外面編譯核心子產品，編譯的基本指令是：

make -C $(KERNEL_DIR) M=`pwd` modules

我們可以把這個指令內建到Makefile裡，這樣我們就可以隻輸入“make”指令就可以了。

Makefile，它把

Normal Makefile

Kbuild  Makefile

內建到一個檔案中了。為了差別Kbuild Makefile 和Normal Makefile，這樣我們改寫Makefile為如下形式，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
MODULE_NAME = helloworld
$(MODULE_NAME)-objs := hello.o
obj-m   := $(MODULE_NAME).o
# 一般不需要在Makefile裡包含如下代碼,這樣寫完全是為了相容老版本的Kbuild系統。KERNELRELEASE變量在Kernel Makefile裡定義的，是以隻有在第二次由Kbuild讀取這個Makefile檔案時才會解析到Kbuild的内容。 
ifneq ($(KERNELRELEASE),)
include "Kbuild"
else
...
endif

3.3 外部頭檔案

EXTRA_CFLAGS : EXTRA_CFLAGS 可以給Kbuild系統添加外部系統頭檔案， EXTRA_CFLAGS += $(ext_include_path)

$(src) / $(obj)
- $(src) 是一個相對路徑，它就是 Makefile Kbuild 檔案所在的路徑。
- 同樣 $(obj) 就是編譯目标儲存的路徑，預設就是源代碼所在路徑。

linux-編譯系統介紹之kbuild（一)

2.1 obj-y 和 obj-m

2.1.1 obj-y生成built-in.o

2.1.2 目标由多個源檔案編譯得到

2.1.3 調用子目錄Makefile

2.2 lib-y和lib-m

2.3 編譯選項變量

2.4 `$(src)` `$(obj)` `$(kecho)`

2.5 `$(CC)` 相關功能

2.5.1 `as-option` `ld-option` `cc-option`

2.5.2 `cc-option-yn`

2.5.3 `cc-option-align`

2.5.4 `cc-version` `cc-ifversion` `cc-fullversion`

2.5.5 `cc-cross-prefix`

3.3 外部頭檔案

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2.1 obj-y 和 obj-m

2.1.1 obj-y生成built-in.o

2.1.2 目标由多個源檔案編譯得到

2.1.3 調用子目錄Makefile

2.2 lib-y和lib-m

2.3 編譯選項變量

2.4 $(src) $(obj) $(kecho)

2.5 $(CC) 相關功能

2.5.1 as-option ld-option cc-option

2.5.2 cc-option-yn

2.5.3 cc-option-align

2.5.4 cc-version cc-ifversion cc-fullversion

2.5.5 cc-cross-prefix

3.3 外部頭檔案

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2.4 `$(src)` `$(obj)` `$(kecho)`

2.5 `$(CC)` 相關功能

2.5.1 `as-option` `ld-option` `cc-option`

2.5.2 `cc-option-yn`

2.5.3 `cc-option-align`

2.5.4 `cc-version` `cc-ifversion` `cc-fullversion`

2.5.5 `cc-cross-prefix`