一、Linux 工程目錄分析

二、頂層 Makefile 詳解

1、配置工程，生成.config配置文件：

make xxx_defconfig

會調用頂層的Makefile的 %config 規則。

第 534 行：引用 arch/arm/Makefile 這個文件，這個文件很重要， zImage、uImage 等這些文件就是由 arch/arm/Makefile 來生成的。

第 540 行：%config 規則： %通配符，當輸入“make xxx_defconfig”的時候就會匹配到%config 目標

%config: scripts_basic outputmakefile FORCE

    $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

第一步：依賴部分

目標 %config 依賴于 scripts_basic、outputmakefile、FORCE

①FORCE目標：

FORCE 在頂層 Makefile的 1610 行有如下定義：

PHONY += FORCE

FORCE:

FORCE 是沒有規則和依賴的，所以每次都會重新生成 FORCE。當 FORCE 作為其他目標的依賴時，由于 FORCE 總是被更新過的，因此依賴所在的規則總是會執行的。即將FORCE當做依賴時，對應的目標規則總是會被執行。

②scripts_basic目標：

該目標會執行以下命令：

$(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic

$(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcount

其中：

Q是顯示方式：靜默make -s；詳細make V=1；不顯示make V=0

MAKE=make

build定義在scriptskbuild.include

    build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj

    展開后：

    build := -f ./scripts/Makefile.build obj

展開后：

@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic

@rm -f .tmp_quiet_recordmcount

最終會調用文件./scripts/Makefile.build

③outputmakefile目標：

可以通過 echo 查看 KBUILD_SRC 為空：

mytest:

    @echo KBUILD_SRC = $(KBUILD_SRC)

所以該目標規則沒有執行如何命令。

第二步：命令部分

目標 %config 依賴于 scripts_basic、outputmakefile、FORCE ，執行以下命令：

 $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@

展開：

make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig

也跟文件./scripts/Makefile.build 有關

第三步：Makefile.build

上面的分析最后指向以下兩條命令：

make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic

make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig

1、 scripts_basic 目標對應的命令：

make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic

打開文件 scripts/Makefile.build，有如下代碼：

# Modified for U-Boot

prefix := tpl

src := $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj))

ifeq ($(obj),$(src))

prefix := spl

src := $(patsubst $(prefix)/%,%,$(obj))

ifeq ($(obj),$(src))

prefix := .

endif

endif

# The filename Kbuild has precedence over Makefile

kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))

kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)

include $(kbuild-file)

使用@echo打印各個變量值，結果如下：

src= scripts/basic

kbuild-dir = ./scripts/basic

kbuild-file = ./scripts/basic/Makefile

include ./scripts/basic/Makefile

其中src的值即為obj=scripts/basic的值，并且包含了scripts/basic/目錄下的Makefile。

make執行時未指定目標，會執行Makefile.build中的默認目標，如下：

__build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y))

$(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target))

$(subdir-ym) $(always)

@:

其中KBUILD_BUILTIN = 1、KBUILD_MODULES = 0，展開后即為：

__build:$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)

@:

在 scripts/Makefile.build 的默認執行目標末尾使用@echo 打印各變量值，得：

builtin-target =

lib-target =

extra-y =

subdir-ym =

always = scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c

展開后只剩 always ，即 $(always) = scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c，因此需要先編譯scripts/basic/fixdep.c 和 scripts/basic/bin2c.c 生成fixdep、bin2c這個兩個軟件。

2、 %config 目標對應的命令：

make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig

src的值即為obj=scripts/basic的值，所以Makefile.build中各個變量值如下：

src= scripts/kconfig

kbuild-dir = ./scripts/kconfig

kbuild-file = ./scripts/kconfig/Makefile

include ./scripts/kconfig/Makefile

include包含了./scripts/kconfig目錄下的Makefile，執行make時會調用scripts/kconfig/ Makefile中的內容，此文件有如下所示內容：

%_defconfig: $(obj)/conf

    $(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)

# Added for U-Boot (backward compatibility)

%_config: %_defconfig

    @:

目標%_defconfig 剛好和我們輸入的 xxx_defconfig 匹配，依賴為$(obj)/conf，展開后就是 scripts/kconfig/conf，該依賴會編譯 scripts/kconfig/conf.c 生成 conf 這個軟件。

得到 scripts/kconfig/conf 以后就要執行目標%_defconfig 的命令：

 $(Q)$< $(silent) --defconfig=arch/$(SRCARCH)/configs/$@ $(Kconfig)

將其展開就是：

@ scripts/kconfig/conf --defconfig=arch/../configs/xxx_defconfig Kconfig

結果是將配置輸出到.config 文件中，最終生成 Linux 根目錄下的.config 文件。

2、make 生成 vmlinux、zImag、uImag 等文件

make 或 make all  //編譯linux,未指定目標將執行Makefile中默認目標

_all 的依賴如下圖所示：

如果 KBUILD_EXTMOD(編譯模塊) 為空的話 _all 依賴于all，all 定義如下：

all: vmlinux

(1)、vmlinux依賴分析：

vmlinux 依賴 scripts/link-vmlinux.sh 和 $(vmlinux-deps) ，如下：

上圖第912 行定義了 vmlinux-deps，值為：

vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)

上圖第907行：

KBUILD_LDS := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds

其中 SRCARCH=arm，展開即：

KBUILD_LDS= arch/arm/kernel/vmlinux.lds

綜上所述，vmlinux 的依賴為：

scripts/link-vmlinux.sh、$(head-y) 、$(init-y)、$(core-y) 、$(libs-y) 、$(drivers-y) 、$(net-y)、arch/arm/kernel/vmlinux.lds 和 FORCE

重點來看一下

(

h

e

a

d

?

y

)

、

(init-y)、

(

c

o

r

e

?

y

)

、

(libs-y) 、

(

d

r

i

v

e

r

s

?

y

)

和

(net-y)這六個變量的值：

①head-y依賴：

head-y 定義在文件 arch/arm/Makefile 中，內容如下：

head-y := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o

不使能 MMU 時 MMUEXT=-nommu，使能 MMU 時為空，因此 head-y 最終的值為：

head-y = arch/arm/kernel/head.o

②init-y、drivers-y、net-y依賴：

在頂層 Makefile 中有如下代碼：

init-y := init/

drivers-y := drivers/ sound/ firmware/

net-y := net/

......

init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))

drivers-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))

net-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))

init-y、libs-y、drivers-y 和 net-y 最終的值為：

init-y = init/built-in.o

drivers-y = drivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o

net-y = net/built-in.o

③lib-y依賴

libs-y 基本和 init-y 一樣，在頂層 Makefile 中存在如下代碼：

libs-y := lib/

......

libs-y1 := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))

libs-y2 := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))

libs-y := $(libs-y1) $(libs-y2)

libs-y 應該等于“lib.a built-in.o”，這個只正確了一部分！因為在 arch/arm/Makefile 中會向 libs-y 中追加一些值，代碼如下：

libs-y := arch/arm/lib/ $(libs-y)

arch/arm/Makefile 將 libs-y 的值改為了：arch/arm/lib $(libs-y)，展開以后為：

libs-y = arch/arm/lib lib/

libs-y 最終應該為：

libs-y = arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o

④core-y依賴

core-y 和 init-y 也一樣，在頂層 Makefile 中有如下代碼：

core-y := usr/

......

core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/

但是在 arch/arm/Makefile 中會對 core-y 進行追加，代碼如下：

core-$(CONFIG_FPE_NWFPE)  += arch/arm/nwfpe/

core-$(CONFIG_FPE_FASTFPE)  += $(FASTFPE_OBJ)

core-$(CONFIG_VFP)    += arch/arm/vfp/

core-$(CONFIG_XEN)    += arch/arm/xen/

core-$(CONFIG_KVM_ARM_HOST)   += arch/arm/kvm/

core-$(CONFIG_VDSO)   += arch/arm/vdso/

# If we have a machine-specific directory, then include it in the build.

core-y        += arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/

core-y        += arch/arm/probes/

core-y        += arch/arm/net/

core-y        += arch/arm/crypto/

core-y        += arch/arm/firmware/

core-y        += $(machdirs) $(platdirs)

第 1~6 行：根據不同的配置向 core-y 追加不同的值，比如使能 VFP 的話就會在 .config 中有 CONFIG_VFP=y 這一行，那么 core-y 就會追加“arch/arm/vfp/”。

第 9~14 行：就是對 core-y 直接追加的值。

在頂層 Makefile 中有如下一行：

core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))

經過上述代碼的轉換，最終 core-y 的值為：

core-y = usr/built-in.o

        arch/arm/vfp/built-in.o

        arch/arm/vdso/built-in.o

        arch/arm/kernel/built-in.o

        arch/arm/mm/built-in.o

        arch/arm/common/built-in.o

        arch/arm/probes/built-in.o

        arch/arm/net/built-in.o

        arch/arm/crypto/built-in.o

        arch/arm/firmware/built-in.o

        arch/arm/mach-imx/built-in.o

        kernel/built-in.o

        mm/built-in.o

        fs/built-in.o

        ipc/built-in.o

        security/built-in.o

        crypto/built-in.o

        block/built-in.o

(2)、vmlinux命令分析：

vmlinux 的依賴分析完成，接下來分析 vmlinux 執行的命令：

+$(call if_changed,link-vmlinux)

該命令最終會調用 scripts/link-vmlinux.sh 這個腳本，根據 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 鏈接文件，將各個子目錄下的所有 built-in.o、*.a 鏈接生成 vmlinux。

(3)、vmlinux生成zImag、uImag等：

頂層Makefile中有如下定義：

include arch/$(SRCARCH)/Makefile

export KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG

展開即：

include arch/arm/Makefile

在 arch/arm/Makefile 中的默認執行目標如下：

展開即：

all : zImag dtbs

arch/arm/Makefile 中還有如下定義：

BOOT_TARGETS  = zImage Image xipImage bootpImage uImage

INSTALL_TARGETS = zinstall uinstall install

PHONY += bzImage $(BOOT_TARGETS) $(INSTALL_TARGETS)

$(BOOT_TARGETS): vmlinux

  $(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@

展開即：

zImage Image xipImage bootpImage uImage: vmlinux

    $(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@

Makefile 默認執行的目標依賴于 zImag ，要編譯 zImage，那么命令展開以后如下所示：

@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot MACHINE=arch/arm/boot/zImage

是使用 scripts/Makefile.build 文件來完成 vmlinux 到 zImage 的轉換。