linux内核编译系统-kbuild系统详解

众所周知，内核的编译系统kbuild是个很庞大的系统。但是，它所使用的make和我们平时用的make是一模一样的。kbuild只是通过预定义一些变量（obj-m,obj-y等等）和目标(bzImage ,menuconfig等等)，使内核的编译和扩展变得十分方便。我们不妨yy一下kbuild的一些功能：

1.考虑到Linux能够方便地移植到各个硬件平台，kbuild也必须很容易添加对某个新的平台的支持，同时上层的Makefile不需要做大的改动。

2.Linux下有众多驱动设备。它们的Makefile希望能够尽可能简洁。简洁到只要指定要编译的.o文件就行。（这方面kbuild定义了很多有用的变量如obj-m obj-y,-objs等等，用户只要为这些变量赋值，kbuild会自动把代码编译到内核或者编译成模块）

3.要有方便的可定制性。很多参数可以让用户指定。这方面kbuild也提供了大量的变量如EXTRA_CFLAGS，用户如果想include自己的头文件或者加其它编译参数，只要设置一下EXTRA_CFLAGS就可以。

4.有能力递归地调用Makefile。因为内核是一个庞大的软件。它的源代码的目录层次很深。要提供一种简洁的机制，使上层的Makefile能方便地调用下层的Makefile。在这过程中，面向对象的思想也许值得借鉴。

5.在配置内核时，要提供友好的用户界面。这方面kbuild也提供了不少工具，如常用的make menuconfig等等。

我们完全可以把kbuild想象成一个类库，它为普通的内核开发人员提供了接口（obj-m obj-y EXTRA_CFLAGS等等），为用户提供了定制工具（make menuconfig）

如果想了解kbuild的使用方法，可以参阅源代码自带的文档：

Documentation/kbuild/makefiles.txt

Documentation/kbuild/modules.txt

一般情况下是不需要知道具体的编译顺序的。除了在个别情况下，如do_initcalls()中就和函数在.initcall.init section中的顺序有关。不过喜欢寻根究底的我，还是想理一下编译内核时几个常用的命令，如make bzImage,make menuconfig等等，进而了解kbuild的架构。先看make bzImage吧。

它的大概脉络是怎样的呢？可以用以下命令查看。

make -n bzImage

如果嫌内容太多，可以过滤掉多余的信息：

make -n bzImage | grep "make -f"

可以猜到：

先作一些准备工作

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

然后依次递归地调用源代码中的Makefile

make -f scripts/Makefile.build obj=init

make -f scripts/Makefile.build obj=usr

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel/acpi

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel/cpu

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel/cpu/cpufreq

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel/cpu/mcheck

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel/cpu/mtrr

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/kernel/timers

。。。

最后压缩内核，生成bzImage

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/boot arch/i386/boot/bzImage

make -f scripts/Makefile.build obj=arch/i386/boot/compressed IMAGE_OFFSET=0x100000 arch/i386/boot/compressed/vmlinux

好，我们从头开始。找make bzImage的入口：

第一反应，自然是在/usr/src/linux/Makefile中找

bzImage:

...

可惜没找到。

不过没关系，用lxr搜索一下，可知bzImage定义在arch/i386/Makefile，所以可以猜测，该makefile一定是被include了。果然，在/usr/src/linux/Makefile中有：

447 include $(srctree)/arch/$(ARCH)/Makefile

又因为在arch/i386/Makefile中定义有

141 zImage bzImage: vmlinux

142 $(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) $(KBUILD_IMAGE)

其中这个$(build)定义在/usr/src/linux/Makefile中

1335 build := -f $(if $(KBUILD_SRC),$(srctree)/)scripts/Makefile.build obj

我们在之前查看make -n bzImage信息和之后会经常看到。我们会发现kbuild通常不会直接去调用某个目录下的Makefile，而是让该目录作为scripts/Makefile.build 的参数。scripts/Makefile.build 会对该目录下的Makefile中的内容(主要是obj-m和obj-y等等)进行处理。由此看来 scripts/Makefile.build这个文件很重要。看看它做了什么：

由于scripts/Makefile.build后面没跟目标，所以默认为第一个目标：

007 .PHONY: __build

008 __build:

009

010 # Read .config if it exist, otherwise ignore

011 -include .config

012

013 include $(if $(wildcard $(obj)/Kbuild), $(obj)/Kbuild, $(obj)/Makefile)

014

015 include