Linux Kbuild文档 3

3. Kbuild Makefile

Linux内核源代码是通过Makefile组织编译的，Linux2.6内核Makefile的许多特性和2.4内核差别很大，在内核目录的documention/kbuild/makefiles.txt中有详细的说明。

3.1 Makefile的组织结构

Linux内核的Makefile分为5个部分，如表6所示：

表6 Makefile的5个部分

Makefile	顶层Makefile
.config	内核配置文件
arch/$(ARCH)/Makefile	具体架构的Makefile
scripts/Makefile.*	通用的规则等。面向所有的Kbuild Makefiles。
kbuild Makefiles	内核源代码中大约有500个这样的文件

顶层Makefile阅读的.config文件，而该文件是由内核配置程序生成的。

顶层Makefile负责制作：vmlinux(内核文件)与模块(任何模块文件)。制作的过程主要是

通过递归向下访问子目录的形式完成。并根据内核配置文件确定访问哪些子目录。顶层Makefile要原封不动的包含一具体架构的Makefile，其名字类似于arch/$(ARCH)/Makefile。该架构Makefile向顶层Makefile提供其架构的特别信息。

每一个子目录都有一个Kbuild Makefile文件，用来执行从其上层目录传递下来的命令。

Kbuild Makefile从.config文件中提取信息，生成Kbuild完成内核编译所需的文件列表。

scripts/Makefile.*包含了所有的定义、规则等信息。这些文件被用来编译基于kbuild

Makefile的内核。

3.2 Makefile语言

内核的Makefile使用的是GNU Make。该Makefile只使用GNU Make已注明的功能，并使用了许多GNU 的扩展功能。

GNU Make支持基本的显示处理过程的函数。内核Makefile 使用了一种类似小说的方式，显示"if"语句的构造、处理过程。

GNU Make 有2个赋值操作符，":="和"="。":="，将对右边的表达式求值，并将所求的值赋给左边。"="更像是一个公式定义，只是将右边的值简单的赋值给左边，当左边的表达式被使用时，才求值。

有时使用"="是正确的。但是，一般情况下，推荐使用":="。

3.3 Kbuild 变量

顶层Makefile输出以下变量：

（1）VERSION、PATCHLEVEL、SUBLEVEL和EXTRAVERSION

这些变量定义了当前内核的版本号。只有很少一部分Makefile会直接用到这些变量；可使用 $(KERNELRELEASE)代替。$(VERSION),$(PATCHLEVEL),和$(SUBLEVEL)定义了最初使用的三个数字的版本号，比如"2""4"和"0"。这三个值一般是数字。$(EXTRAVERSION) 为了补丁定义了更小的版本号。一般是非数字的字符串，比如"-pre4" ，或就空着。

（2）KERNELRELEASE

$(KERNELRELEASE) 是一个字符串，类似"2.4.0-pre4"，用于安装目录的命名或显示当前的版本号。一部分架构Makefile使用该变量。

（3）ARCH

该变量定义了目标架构，比如"i386","arm" 或"sparc"。有些Kbuild Makefile根据 $(ARCH) 决定编译哪些文件。

默认情况下，顶层Makefile将其设置为本机架构。如果是跨平台编译，用户可以用下面的命令覆盖该值：

make ARCH=m68k ...

（4）INSTALL_PATH

该变量为架构Makefile定义了安装内核镜像与 System.map 文件的目录。主要用来指明架构特殊的安装路径。

（5）INSTALL_MOD_PATH和MODLIB

$(INSTALL_MOD_PATH) 为了安装模块，给 $(MODLIB) 声明了前缀。该变量不能在Makefile中定义，但可以由用户传给Makefile。

$(MODLIB) 具体的模块安装的路径。顶层Makefile将$(MODLIB)定义为

$(INSTALL_MOD_PATH)/lib/modules/$(KERNELRELEASE)。用户可以通过命令行参数的形式将其覆盖。

（6）INSTALL_MOD_STRIP

如果该变量有定义，模块在安装之前，会被剥出符号表。如果INSTALL_MOD_STRIP 为 "1"，就使用默认选项 --strip-debug。否则，INSTALL_MOD_STRIP 将作为命令 strip的选项使用。

3.4 Kbuild Makefile的定义

大部分内核中的Makefile都是使用Kbuild组织结构的Kbuild Makefile。这章介绍了

Kbuild Makefile的语法。

Kbuild文件倾向于"Makefile"这个名字，"Kbuild"也是可以用的。但如果"Makefile"

"Kbuild"同时出现的话，使用的将会是"Kbuild"文件。

3.4.1 目标定义

目标定义是Kbuild Makefile的主要部分，也是核心部分。主要是定义了要编

译的文件，所有的选项，以及到哪些子目录去执行递归操作。

最简单的Kbuild makefile 只包含一行，如：

该例子告诉Kbuild在这目录里，有一个名为foo.o的目标文件。foo.o将从foo.c或foo.S文件编译得到。

如果foo.o要编译成一模块，那就要用obj-m了。所采用的形式如下：

$(CONFIG_FOO)可以为y(编译进内核) 或m(编译成模块)。如果CONFIG_FOO不是y和m,那么该文件就不会被编译联接了。

3.4.2 编译进内核 - obj-y

Kbuild Makefile 规定所有编译进内核的目标文件都存在$(obj-y)列表中。而这些列表依赖内核的配置。

Kbuild编译所有的$(obj-y)文件。然后，调用"$(LD) -r"将它们合并到一个build-in.o文件中。稍后，该build-in.o会被其父Makefile联接进vmlinux中。

$(obj-y)中的文件是有顺序的。列表中有重复项是可以的：当第一个文件被联接到built-in.o中后，其余文件就被忽略了。联接也是有顺序的，那是因为有些函数(module_init()/__initcall)将会在启动时按照他们出现的顺序进行调用。所以，记住改变联接的顺序可能改变你SCSI控制器的检测顺序，从而导致你的硬盘数据损害。

举例说明obj-y：

3.4.3 编译可装载模块 - obj-m

$(obj-m) 列举出了哪些文件要编译成可装载模块。

一个模块可以由一个文件或多个文件编译而成。如果是一个源文件，Kbuild Makefile只需简单的将其加到$(obj-m)中去就可以了。例如：

注意：此例中 $(CONFIG_ISDN_PPP_BSDCOMP) 的值为'm'

如果内核模块是由多个源文件编译而成，那你就要采用上面那个例子一样的方法去声明你所要编译的模块。Kbuild需要知道你所编译的模块是基于哪些文件，所以你需要通过变量$(<module_name>-objs)来告诉它。例如：

在这个例子中，模块名将是isdn.o,Kbuild将编译在$(isdn-objs)中列出的所有文件，然后使用"$(LD) -r"生成isdn.o。

Kbuild能够识别用于组成目标文件的后缀-objs和后缀-y。这就让Kbuild Makefile可以通过使用 CONFIG_ 符号来判断该对象是否是用来组合对象的。例如：

在这个例子中，如果 $(CONFIG_EXT2_FS_XATTR) 是 'y',xattr.o将是复合对象ext2.o的一部分。

注意：当然，当你要将其编译进内核时，上面的语法同样适用。所以，如果你的CONFIG＿EXT2＿FS=y，那Kbuild会按你所期望的那样，生成ext2.o文件，然后将其联接到built-in.o中。

3.4.4目标库文件 - lib-y

在obj-*中所列文件是用来编译模块或者是联接到特定目录中的built-in.o。同样，也可以列出一些将被包含在lib.a库中的文件。在 lib-y 中所列出的文件用来组成该目录下的一个库文件。在obj-y与lib-y中同时列出的文件，因为都是可以访问的，所以该文件是不会被包含在库文件中的。同样的情况，lib-m中的文件就要包含在lib.a库文件中。

注意，一个Kbuild makefile可以同时列出要编译进内核的文件与要编译成库的文件。所以，在一个目录里可以同时存在built-in.o与lib.a两个文件。例如：

这将由 checksum.o 和delay.o 两个文件创建一个库文件 lib.a。为了让Kbuild真正认识到这里要有一个库文件lib.a要创建，其所在的目录要加到libs-y列表中。

3.4.5递归向下访问目录

一个Makefile只对编译所在目录的对象负责。在子目录中的文件的编译要由其所在的子目录的Makefile来管理。只要你让Kbuild知道它应该递归操作，那么该系统就会在其子目录中自动的调用 make 递归操作。

这就是obj-y和obj-m的作用。比如ext2被放的一个单独的目录下，在fs目录下的Makefile会告诉Kbuild使用下面的赋值进行向下递归操作。

如果 CONFIG_EXT2_FS 被设置为 'y'(编译进内核)或是'm'(编译成模块)，相应的 obj- 变量就会被设置，并且Kbuild就会递归向下访问 ext2 目录。Kbuild只是用这些信息来决定它是否需要访问该目录，而具体怎么编译由该目录中的Makefile来决定。将 CONFIG_ 变量设置成目录名是一个好的编程习惯。这让Kbuild在完全忽略那些相应的CONFIG_ 值不是'y'和'm'的目录。

3.4.6编辑标志

编辑标记包括：EXTRA_CFLAGS,、EXTRA_AFLAGS、EXTRA_LDFLAGS、EXTRA_ARFLAG。所有的EXTRA_变量只在所定义的Kbuild Makefile中起作用。EXTRA_变量可以在Kbuild Makefile中所有命令中使用。

$(EXTRA_CFLAGS) 是用 $(CC) 编译C源文件时的选项。例如：

该变量是必须的，因为顶层Makefile拥有变量 $(CFLAGS) 并用来作为整个源代码树的编译选项。

$(EXTRA_AFLAGS) 也是一个针对每个目录的选项，只不过它是用来编译汇编源代码的。例如：

$(EXTRA_LDFLAGS)和$(EXTRA_ARFLAGS)分别与$(LD)和$(AR)类似，只不过它们是针对每个目录的。例如：

CFLAGS_$@, AFLSGA_$@

CFLAGS_$@ 和 AFLAGS_$@ 只能在当前Kbuild Makefile中的命令中使用。

$(CFLAGS_$@) 是 $(CC) 针对每个文件的选项。$@ 表明了具体操作的文件。例如：

以上三行分别设置了aha152x.o,gdth.o 和 seagate.o的编辑选项。

$(AFLAGS_$@) 也类似，只不是是针对汇编语言的。例如：

3.4.7依赖跟踪