【正点原子Linux连载】第三十五章 Linux内核顶层Makefile详解 -摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.0

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第三十五章 Linux内核顶层Makefile详解

前几章我们重点讲解了如何移植uboot到I.MX6U-ALPHA开发板上，从本章开始我们就开始学习如何移植Linux内核。同uboot一样，在具体移植之前，我们先来学习一下Linux内核的顶层Makefile文件，因为顶层Makefile控制着Linux内核的编译流程。

35.1 Linux内核获取 关于Linux的起源以及发展历史，这里就不啰嗦了，网上相关的介绍太多了！即使写到这里也只是水一下教程页数而已，没有任何实际的意义。有限的时间还是放到有意义的事情上吧，Linux由Linux基金会管理与发布，Linux官网为https://www.kernel.org，所以你想获取最新的Linux版本就可以在这个网站上下载，网站界面如图35.1.1所示：

图35.1.1 linux官网 从图35.1.1可以看出最新的稳定版Linux已经到了5.1.4，大家没必要追新，因为4.x版本的Linux和5.x版本没有本质上的区别，5.x更多的是加入了一些新的平台、新的外设驱动而已。 NXP会从https://www.kernel.org下载某个版本的Linux内核，然后将其移植到自己的CPU上，测试成功以后就会将其开放给NXP的CPU开发者。开发者下载NXP提供的Linux内核，然后将其移植到自己的产品上。本章的移植我们就使用NXP提供的Linux源码，NXP提供Linux源码已经放到了开发板光盘中，路径为： 开发板光盘->1、例程源码->4、NXP官方原版Uboot和Linux-> linux-imx-rel_imx_4.1.15_2.1.0_ga.tar.bz2 35.2 Linux内核初次编译 编译内核之前需要先在ubuntu上安装lzop库，否则内核编译会失败！命令如下： sudo apt-get install lzop 先看一下如何编译Linux源码，这里编译I.MX6U-ALPHA开发板移植好的Linux源码，已经放到了开发板光盘中，路径为：开发板光盘->1、例程源码-> 3、正点原子Uboot和Linux出厂源码-> linux-imx-4.1.15-2.1.0-g8a006db.tar.bz2，注意，正点原子出厂系统在不断的更新，因此压缩包的名字可能不同，一切以实际为准！ 在Ubuntu中新建名为“alientek_linux”的文件夹，然后将linux-imx-4.1.15-2.1.0-g8a006db.tar.bz2这个压缩包拷贝到前面新建的alientek_linux文件夹中并解压，命令如下： tar -vxjf linux-imx-4.1.15-2.1.0-g8a006db.tar.bz2 解压完成以后的Linux源码根目录如图35.2.1所示：

图35.2.1 正点原子提供的Linux源码根目录 以EMMC核心板为例，讲解一下如何编译出对应的Linux镜像文件。新建名为“mx6ull_alientek_emmc.sh”的shell脚本，然后在这个shell脚本里面输入如下所示内容： 示例代码35.2.1 mx6ull_alientek_emmc.sh文件内容

 1 #!/bin/sh
 2 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
 3 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
 4 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
 5 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

使用chmod给予mx6ull_alientek_emmc.sh可执行权限，然后运行此shell脚本，命令如下：

./mx6ull_alientek_emmc.sh 编译的时候会弹出Linux图形配置界面，如图35.2.2所示：

图35.2.2 Linux图形配置界面 Linux的图行界面配置和uboot是一样的，这里我们不需要做任何的配置，直接按两下ESC键退出，退出图形界面以后会自动开始编译Linux。等待编译完成，完成以后如图35.2.3所示：

图35.2.3 Linux编译完成 编译完成以后就会在arch/arm/boot这个目录下生成一个叫做zImage的文件，zImage就是我们要用的Linux镜像文件。另外也会在arch/arm/boot/dts下生成很多.dtb文件，这些.dtb就是设备树文件。 编译Linux内核的时候可能会提示“recipe for target ‘arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo’ failed”，如图35.2.4所示：

图35.2.4 lzop未找到 图35.2.4中的错误提示lzop未找到，原因是没有安装lzop库，输入如下命令安装lzop库即可解决： sudo apt-get install lzop lzop库安装完成以后在重新编译一下Linux内核即可。 看一下编译脚本mx6ull_alientek_emmc.sh的内容，文件内容如下： 示例代码35.2.2 mx6ull_alientek_emmc.sh文件内容

1 #!/bin/sh
2 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
3 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
4 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
5 make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all -j16

第2行，执行“make distclean”，清理工程，所以mx6ull_alientek_emmc.sh每次都会清理一下工程。如果通过图形界面配置了Linux，但是还没保存新的配置文件，那么就要慎重使用mx6ull_alientek_emmc.sh编译脚本了，因为它会把你的配置信息都删除掉！
第3行，执行“make xxx_defconfig”，配置工程。
第4行，执行“make menuconfig”，打开图形配置界面，对Linux进行配置，如果不想每次编译都打开图形配置界面的话可以将这一行删除掉。
第5行，执行“make”，编译Linux源码。
可以看出，Linux的编译过程基本和uboot一样，都要先执行“make xxx_defconfig”来配置一下，然后在执行“make”进行编译。如果需要使用图形界面配置的话就执行“make menuconfig”。

35.3 Linux工程目录分析 将正点原子提供的Linux源码进行解压，解压完成以后的目录如图35.3.1所示：

图35.3.1 未编译的Linux源码目录 图35.3.1就是正点原子提供的未编译的Linux源码目录文件，我们在分析Linux之前一定要先在Ubuntu中编译一下Linux，因为编译过程会生成一些文件，而生成的这些恰恰是分析Linux不可或缺的文件。编译完成以后使用tar压缩命令对其进行压缩并使用Filezilla软件将压缩后的uboot源码拷贝到Windows下。 编译后的Linux目录如图35.3.2所示：

图35.3.2 编译后的Linux目录 图35.3.2中重要的文件夹或文件的含义见表35.3.1所示： 类型 名字 描述 备注 文件夹 arch 架构相关目录。 Linux自带 block 块设备相关目录。 crypto 加密相关目录。 Documentation 文档相关目录。 drivers 驱动相关目录。 firmeare 固件相关目录。 fs 文件系统相关目录。 include 头文件相关目录。 init 初始化相关目录。 ipc 进程间通信相关目录。 kernel 内核相关目录。 lib 库相关目录。 mm 内存管理相关目录。 net 网络相关目录。 samples 例程相关目录。 scripts 脚本相关目录。 security 安全相关目录。 sound 音频处理相关目录。 tools 工具相关目录。 usr 与initramfs相关的目录，用于生成initramfs。 virt 提供虚拟机技术(KVM)。 文件 .config Linux最终使用的配置文件。 编译生成的文件。 .gitignore git工具相关文件。 Linux自带 .mailmap 邮件列表。 .missing-syscalls.d 。 编译生成的文件 .tmp_xx 这是一系列的文件，作用目前笔者还不是很清楚。 编译生成的文件 .version 好像和版本有关。 .vmlinux.cmd cmd文件，用于连接生成vmlinux。 COPYING 版权声明。 Linux自带 CREDITS Linux贡献者。 Kbuild Makefile会读取此文件。 Kconfig 图形化配置界面的配置文件。。 MAINTAINERS 维护者名单。 Makefile Linux顶层Makefile Module.xx modules.xx 一系列文件，和模块有关。 编译生成的文件 mx6ull_alientek_emmc.sh mx6ull_alientek_nand.sh 正点原子提供的，Linux编译脚本。 正点原子提供 README Linux描述文件。 Linux自带 REPORTING-BUGS BUG上报指南 System.map 符号表。 编译生成的文件 vmlinux 编译出来的、未压缩的ELF格式Linux文件 vmlinux.o 编译出来的vmlinux.o文件。 表35.3.1 Linux目录 表35.3.1中的很多文件夹和文件我们都不需要去关心，我们要关注的文件夹或文件如下： 1、arch目录 这个目录是和架构有关的目录，比如arm、arm64、avr32、x86等等架构。每种架构都对应一个目录，在这些目录中又有很多子目录，比如boot、common、configs等等，以arch/arm为例，其子目录如图35.3.3所示：

图35.3.3 arch/arm子目录 图35.3.3是arch/arm的一部分子目录，这些子目录用于控制系统引导、系统调用、动态调频、主频设置等。arch/arm/configs目录是不同平台的默认配置文件：xxx_defconfig，如图35.3.4所示：

图35.3.4 配置文件 在arch/arm/configs中就包含有I.MX6U-ALPHA开发板的默认配置文件：imx_v7_defconfig,执行“make imx_v7_defconfig”即可完成配置。arch/arm/boot/dts目录里面是对应开发平台的设备树文件，正点原子I.MX6U-ALPHA开发板对应的设备树文件如图35.3.5所示：

图35.3.5 正点原子I.MX6U开发板对应的设备树 arch/arm/boot目录下会保存编译出来的Image和zImage镜像文件，而zImage就是我们要用的linux镜像文件。 arch/arm/mach-xxx目录分别为相应平台的驱动和初始化文件，比如mach-imx目录里面就是I.MX系列CPU的驱动和初始化文件。 2、block目录 block是Linux下块设备目录，像SD卡、EMMC、NAND、硬盘等存储设备就属于块设备，block目录中存放着管理块设备的相关文件。 3、crypto目录 crypto目录里面存放着加密文件，比如常见的crc、crc32、md4、md5、hash等加密算法。 4、Documentation目录 此目录里面存放着Linux相关的文档，如果要想了解Linux某个功能模块或驱动架构的功能，就可以在Documentation目录中查找有没有对应的文档。 5、drivers目录 驱动目录文件，此目录根据驱动类型的不同，分门别类进行整理，比如drivers/i2c就是I2C相关驱动目录，drivers/gpio就是GPIO相关的驱动目录，这是我们学习的重点。 6、firmware目录 此目录用于存放固件。 7、fs目录 此目录存放文件系统，比如fs/ext2、fs/ext4、fs/f2fs等，分别是ext2、ext4和f2fs等文件系统。 8、include目录 头文件目录。 9、init目录 此目录存放Linux内核启动的时候初始化代码。 10、ipc目录 IPC为进程间通信，ipc目录是进程间通信的具体实现代码。 11、kernel目录 Linux内核代码。 12、lib目录 lib是库的意思，lib目录都是一些公用的库函。 13、mm目录 此目录存放内存管理相关代码。 14、net目录 此目录存放网络相关代码。 15、samples目录 此目录存放一些示例代码文件。 16、scripts目录 脚本目录，Linux编译的时候会用到很多脚本文件，这些脚本文件就保存在此目录中。 17、security目录 此目录存放安全相关的文件。 18、sound目录 此目录存放音频相关驱动文件，音频驱动文件并没有存放到drivers目录中，而是单独的目录。 19、tools目录 此目录存放一些编译的时候使用到的工具。 20、usr目录 此目录存放与initramfs有关的代码。 21、virt目录 此目录存放虚拟机相关文件。 22、.config文件 跟uboot一样，.config保存着Linux最终的配置信息，编译Linux的时候会读取此文件中的配置信息。最终根据配置信息来选择编译Linux哪些模块，哪些功能。 23、Kbuild文件 有些Makefile会读取此文件。 24、Kconfig文件 图形化配置界面的配置文件。 25、Makefile文件 Linux顶层Makefile文件，建议好好阅读一下此文件。 26、README文件 此文件详细讲解了如何编译Linux源码，以及Linux源码的目录信息，建议仔细阅读一下此文件。 关于Linux源码目录就分析到这里，接下来分析一下Linux的顶层Makefile。 35.4 VSCode工程创建 在分析Linux的顶层Makefile之前，先创建VSCode工程，创建过程和uboot一样。创建好以后将文件.vscode/settings.json改为如下所示内容： 示例代码35.4.1 settings.json文件内容

1  {
2      "search.exclude": {
3          "**/node_modules": true,
4          "**/bower_components": true,
5          "**/*.o":true,
6          "**/*.su":true, 
7          "**/*.cmd":true,
8          "Documentation":true, 
9  
10         /* 屏蔽不用的架构相关的文件 */
11         "arch/alpha":true,
12         "arch/arc":true,
13         "arch/arm64":true,
14         "arch/avr32":true,
15         "arch/[b-z]*":true,
16         "arch/arm/plat*":true,   
17         "arch/arm/mach-[a-h]*":true,   
18         "arch/arm/mach-[n-z]*":true,  
19         "arch/arm/mach-i[n-z]*":true, 
20         "arch/arm/mach-m[e-v]*":true, 
21         "arch/arm/mach-k*":true, 
22         "arch/arm/mach-l*":true, 
23 
24         /* 屏蔽排除不用的配置文件 */
25         "arch/arm/configs/[a-h]*":true, 
26         "arch/arm/configs/[j-z]*":true, 
27         "arch/arm/configs/imo*":true, 
28         "arch/arm/configs/in*":true, 
29         "arch/arm/configs/io*":true, 
30         "arch/arm/configs/ix*":true, 
31 
32         /* 屏蔽掉不用的DTB文件 */
33         "arch/arm/boot/dts/[a-h]*":true, 
34         "arch/arm/boot/dts/[k-z]*":true, 
35         "arch/arm/boot/dts/in*":true, 
36         "arch/arm/boot/dts/imx1*":true, 
37         "arch/arm/boot/dts/imx7*":true, 
38         "arch/arm/boot/dts/imx2*":true, 
39         "arch/arm/boot/dts/imx3*":true, 
40         "arch/arm/boot/dts/imx5*":true, 
41         "arch/arm/boot/dts/imx6d*":true, 
42         "arch/arm/boot/dts/imx6q*":true, 
43         "arch/arm/boot/dts/imx6s*":true, 
44         "arch/arm/boot/dts/imx6ul-*":true, 
45         "arch/arm/boot/dts/imx6ull-9x9*":true, 
46         "arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-ddr*":true,       
47     },
48     "files.exclude": {
49         "**/.git": true,
50         "**/.svn": true,
51         "**/.hg": true,
52         "**/CVS": true,
53         "**/.DS_Store": true,  
54         "**/*.o":true,
55         "**/*.su":true, 
56         "**/*.cmd":true,
57         "Documentation":true, 
58 
59         /* 屏蔽不用的架构相关的文件 */
60         "arch/alpha":true,
61         "arch/arc":true,
62         "arch/arm64":true,
63         "arch/avr32":true,
64         "arch/[b-z]*":true,
65         "arch/arm/plat*":true,   
66         "arch/arm/mach-[a-h]*":true,   
67         "arch/arm/mach-[n-z]*":true,  
68         "arch/arm/mach-i[n-z]*":true, 
69         "arch/arm/mach-m[e-v]*":true, 
70         "arch/arm/mach-k*":true, 
71         "arch/arm/mach-l*":true, 
72 
73         /* 屏蔽排除不用的配置文件 */
74         "arch/arm/configs/[a-h]*":true, 
75         "arch/arm/configs/[j-z]*":true, 
76         "arch/arm/configs/imo*":true, 
77         "arch/arm/configs/in*":true, 
78         "arch/arm/configs/io*":true, 
79         "arch/arm/configs/ix*":true, 
80 
81         /* 屏蔽掉不用的DTB文件 */
82         "arch/arm/boot/dts/[a-h]*":true, 
83         "arch/arm/boot/dts/[k-z]*":true, 
84         "arch/arm/boot/dts/in*":true, 
85         "arch/arm/boot/dts/imx1*":true, 
86         "arch/arm/boot/dts/imx7*":true, 
87         "arch/arm/boot/dts/imx2*":true, 
88         "arch/arm/boot/dts/imx3*":true, 
89         "arch/arm/boot/dts/imx5*":true, 
90         "arch/arm/boot/dts/imx6d*":true, 
91         "arch/arm/boot/dts/imx6q*":true, 
92         "arch/arm/boot/dts/imx6s*":true, 
93         "arch/arm/boot/dts/imx6ul-*":true, 
94         "arch/arm/boot/dts/imx6ull-9x9*":true, 
95         "arch/arm/boot/dts/imx6ull-14x14-ddr*":true, 
96     }
97 }

创建好VSCode工程以后就可以开始分析Linux的顶层Makefile了。

35.5 顶层Makefile详解 Linux的顶层Makefile和uboot的顶层Makefile非常相似，因为uboot参考了Linux，前602行几乎一样，所以前面部分我们大致看一下就行了。 1、版本号 顶层Makefile一开始就是Linux内核的版本号，如下所示： 示例代码35.5.1 顶层Makefile代码段 1 VERSION = 4 2 PATCHLEVEL = 1 3 SUBLEVEL = 15 4 EXTRAVERSION = 可以看出，Linux内核版本号为4.1.15。 2、MAKEFLAGS变量 MAKEFLAGS变量设置如下所示： 示例代码35.5.2 顶层Makefile代码段 16 MAKEFLAGS += -rR --include-dir=$(CURDIR) 3、命令输出 Linux编译的时候也可以通过“V=1”来输出完整的命令，这个和uboot一样，相关代码如下所示： 示例代码35.5.3 顶层Makefile代码段

69 ifeq ("$(origin V)", "command line")
70   KBUILD_VERBOSE = $(V)
71 endif
72 ifndef KBUILD_VERBOSE
73   KBUILD_VERBOSE = 0
74 endif
75 
76 ifeq ($(KBUILD_VERBOSE),1)
77   quiet =
78   Q =
79 else
80   quiet=quiet_
81   Q = @
82 endif

4、静默输出
Linux编译的时候使用“make -s”就可实现静默编译，编译的时候就不会打印任何的信息，同uboot一样，相关代码如下：

示例代码35.5.4 顶层Makefile代码段

87 ifneq ($(filter 4.%,$(MAKE_VERSION)),)   # make-4
88 ifneq ($(filter %s ,$(firstword x$(MAKEFLAGS))),)
89   quiet=silent_
90 endif
91 else                 # make-3.8x
92 ifneq ($(filter s% -s%,$(MAKEFLAGS)),)
93   quiet=silent_
94 endif
95 endif
96 
97 export quiet Q KBUILD_VERBOSE

5、设置编译结果输出目录
Linux编译的时候使用“O=xxx”即可将编译产生的过程文件输出到指定的目录中，相关代码如下：

示例代码35.5.5 顶层Makefile代码段

116 ifeq ($(KBUILD_SRC),)
117 
118 # OK, Make called in directory where kernel src resides
119 # Do we want to locate output files in a separate directory?
120 ifeq ("$(origin O)", "command line")
121   KBUILD_OUTPUT := $(O)
122 endif

6、代码检查
Linux也支持代码检查，使用命令“make C=1”使能代码检查，检查那些需要重新编译的文件。“make C=2”用于检查所有的源码文件，顶层Makefile中的代码如下：

示例代码35.5.6 顶层Makefile代码段

172 ifeq ("$(origin C)", "command line")
173   KBUILD_CHECKSRC = $(C)
174 endif
175 ifndef KBUILD_CHECKSRC
176   KBUILD_CHECKSRC = 0
177 endif

7、模块编译
Linux允许单独编译某个模块，使用命令“make M=dir”即可，旧语法“make SUBDIRS=dir”也是支持的。顶层Makefile中的代码如下：

示例代码35.5.7 顶层Makefile代码段

179 # Use make M=dir to specify directory of external module to build
180 # Old syntax make ... SUBDIRS=$PWD is still supported
181 # Setting the environment variable KBUILD_EXTMOD take precedence
182 ifdef SUBDIRS
183   KBUILD_EXTMOD ?= $(SUBDIRS)
184 endif
185 
186 ifeq ("$(origin M)", "command line")
187   KBUILD_EXTMOD := $(M)
188 endif
189 
190 # If building an external module we do not care about the all: rule
191 # but instead _all depend on modules
192 PHONY += all
193 ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
194 _all: all
195 else
196 _all: modules
197 endif
198 
199 ifeq ($(KBUILD_SRC),)
200         # building in the source tree
201         srctree := .
202 else
203         ifeq ($(KBUILD_SRC)/,$(dir $(CURDIR)))
204                 # building in a subdirectory of the source tree
205                 srctree := ..
206         else
207                 srctree := $(KBUILD_SRC)
208         endif
209 endif
210 objtree     := .
211 src     := $(srctree)
212 obj     := $(objtree)
213 
214 VPATH       := $(srctree)$(if $(KBUILD_EXTMOD),:$(KBUILD_EXTMOD))
215 
216 export srctree objtree VPATH

外部模块编译过程和uboot也一样，最终导出srctree、objtree和VPATH这三个变量的值，其中srctree=.，也就是当前目录，objtree同样为“.”。 8、设置目标架构和交叉编译器 同uboot一样，Linux编译的时候需要设置目标板架构ARCH和交叉编译器CROSS_COMPILE，在顶层Makefile中代码如下： 示例代码35.5.8 顶层Makefile代码段

252 ARCH        		?= $(SUBARCH)
253 CROSS_COMPILE   	?= $(CONFIG_CROSS_COMPILE:"%"=%)

为了方便，一般直接修改顶层Makefile中的ARCH和CROSS_COMPILE，直接将其设置为对应的架构和编译器，比如本教程将ARCH设置为为arm，CROSS_COMPILE设置为arm-linux-gnueabihf-，如下所示：

示例代码35.5.9 顶层Makefile代码段

252 ARCH        		?= arm
253 CROSS_COMPILE   	?= arm-linux-gnueabihf-

设置好以后我们就可以使用如下命令编译Linux了：

make xxx_defconfig		//使用默认配置文件配置Linux
make menuconfig			//启动图形化配置界面
make -j16				//编译Linux

9、调用scripts/Kbuild.include文件
同uboot一样，Linux顶层Makefile也会调用文件scripts/Kbuild.include，顶层Makefile相应代码如下：

示例代码35.5.10 顶层Makefile代码段

348 # We need some generic definitions (do not try to remake the file).
349 scripts/Kbuild.include: ;
350 include scripts/Kbuild.include

10、交叉编译工具变量设置
顶层Makefile中其他和交叉编译器有关的变量设置如下：

示例代码35.5.11 顶层Makefile代码段

353 AS      = $(CROSS_COMPILE)as
354 LD      = $(CROSS_COMPILE)ld
355 CC      = $(CROSS_COMPILE)gcc
356 CPP     = $(CC) -E
357 AR      = $(CROSS_COMPILE)ar
358 NM      = $(CROSS_COMPILE)nm
359 STRIP       = $(CROSS_COMPILE)strip
360 OBJCOPY     = $(CROSS_COMPILE)objcopy
361 OBJDUMP     = $(CROSS_COMPILE)objdump

LA、LD、CC等这些都是交叉编译器所使用的工具。
11、头文件路径变量
顶层Makefile定义了两个变量保存头文件路径：USERINCLUDE和LINUXINCLUDE，相关代码如下：

示例代码35.5.12 顶层Makefile代码段

381 USERINCLUDE    := \
382         -I$(srctree)/arch/$(hdr-arch)/include/uapi \
383         -Iarch/$(hdr-arch)/include/generated/uapi \
384         -I$(srctree)/include/uapi \
385         -Iinclude/generated/uapi \
386                 -include $(srctree)/include/linux/kconfig.h
387 
388 # Use LINUXINCLUDE when you must reference the include/ directory.
389 # Needed to be compatible with the O= option
390 LINUXINCLUDE    := \
391         -I$(srctree)/arch/$(hdr-arch)/include \
392         -Iarch/$(hdr-arch)/include/generated/uapi \
393         -Iarch/$(hdr-arch)/include/generated \
394         $(if $(KBUILD_SRC), -I$(srctree)/include) \
395         -Iinclude \

396 $(USERINCLUDE) 第381386行是USERINCLUDE是UAPI相关的头文件路径，第390396行是LINUXINCLUDE是Linux内核源码的头文件路径。重点来看一下LINUXINCLUDE，其中srctree=.，hdr-arch=arm，KBUILD_SRC为空，因此，将USERINCLUDE和LINUXINCLUDE展开以后为： USERINCLUDE := -I./arch/arm/include/uapi -Iarch/arm/include/generated/uapi -I./include/uapi -Iinclude/generated/uapi -include ./include/linux/kconfig.h

LINUXINCLUDE := -I./arch/arm/include -Iarch/arm/include/generated/uapi -Iarch/arm/include/generated -Iinclude -I./arch/arm/include/uapi -Iarch/arm/include/generated/uapi -I./include/uapi -Iinclude/generated/uapi -include ./include/linux/kconfig.h 12、导出变量 顶层Makefile会导出很多变量给子Makefile使用，导出的这些变量如下： 示例代码35.5.13 顶层Makefile代码段

417 export VERSION PATCHLEVEL SUBLEVEL KERNELRELEASE KERNELVERSION
418 export ARCH SRCARCH CONFIG_SHELL HOSTCC HOSTCFLAGS CROSS_COMPILE AS LD CC
419 export CPP AR NM STRIP OBJCOPY OBJDUMP
420 export MAKE AWK GENKSYMS INSTALLKERNEL PERL PYTHON UTS_MACHINE
421 export HOSTCXX HOSTCXXFLAGS LDFLAGS_MODULE CHECK CHECKFLAGS
422 
423 export KBUILD_CPPFLAGS NOSTDINC_FLAGS LINUXINCLUDE OBJCOPYFLAGS LDFLAGS
424 export KBUILD_CFLAGS CFLAGS_KERNEL CFLAGS_MODULE CFLAGS_GCOV CFLAGS_KASAN
425 export KBUILD_AFLAGS AFLAGS_KERNEL AFLAGS_MODULE
426 export KBUILD_AFLAGS_MODULE KBUILD_CFLAGS_MODULE KBUILD_LDFLAGS_MODULE
427 export KBUILD_AFLAGS_KERNEL KBUILD_CFLAGS_KERNEL
428 export KBUILD_ARFLAGS
35.5.1 make xxx_defconfig过程

第一次编译Linux之前都要使用“make xxx_defconfig”先配置Linux内核，在顶层Makefile中有“%config”这个目标，如下所示：

示例代码35.5.1.1 顶层Makefile代码段

490 config-targets := 0
491 mixed-targets  := 0
492 dot-config     := 1
493 
494 ifneq ($(filter $(no-dot-config-targets), $(MAKECMDGOALS)),)
495     ifeq ($(filter-out $(no-dot-config-targets), $(MAKECMDGOALS)),)
496         dot-config := 0
497     endif
498 endif
499 
500 ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)
501         ifneq ($(filter config %config,$(MAKECMDGOALS)),)
502                 config-targets := 1
503                 ifneq ($(words $(MAKECMDGOALS)),1)
504                         mixed-targets := 1
505                 endif
506         endif
507 endif
508 
509 ifeq ($(mixed-targets),1)
510 # =================================================================
511 # We're called with mixed targets (*config and build targets).
512 # Handle them one by one.
513 
514 PHONY += $(MAKECMDGOALS) __build_one_by_one
515 
516 $(filter-out __build_one_by_one, $(MAKECMDGOALS)): __build_one_by_one
517     @:
518 
519 __build_one_by_one:
520     $(Q)set -e; \
521     for i in $(MAKECMDGOALS); do \
522         $(MAKE) -f $(srctree)/Makefile $$i; \
523     done
524 
525 else
526 ifeq ($(config-targets),1)
527 # ================================================================
528 # *config targets only - make sure prerequisites are updated, and 
529 # descend in scripts/kconfig to make the *config target
530 
531 # Read arch specific Makefile to set KBUILD_DEFCONFIG as needed.
532 # KBUILD_DEFCONFIG may point out an alternative default 
533 # configuration used for 'make defconfig'
534 include arch/$(SRCARCH)/Makefile
535 export KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG
536 
537 config: scripts_basic outputmakefile FORCE
538     $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@
539 
540 %config: scripts_basic outputmakefile FORCE
541     $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@
542 
543 else
......
 563 endif # KBUILD_EXTMOD

第490~507行和uboot一样，都是设置定义变量config-targets、mixed-targets和dot-config的值，最终这三个变量的值为：

config-targets= 1 mixed-targets= 0 dot-config= 1 因为config-targets=1，因此第534行~541行成立。第534行引用arch/arm/Makefile这个文件，这个文件很重要，因为zImage、uImage等这些文件就是由arch/arm/Makefile来生成的。 第535行导出变量KBUILD_DEFCONFIG KBUILD_KCONFIG。 第537行，没有目标与之匹配，因此不执行。 第540行，“make xxx_defconfig”与目标“%config”匹配，因此执行。“%config”依赖scripts_basic、outputmakefile和FORCE，“%config”真正有意义的依赖就只有scripts_basic，scripts_basic的规则如下： 示例代码35.5.1.2 顶层Makefile代码段

448 scripts_basic:
449     $(Q)$(MAKE) $(build)=scripts/basic
450     $(Q)rm -f .tmp_quiet_recordmcount

build定义在文件scripts/Kbuild.include中，值为build := -f $(srctree)/scripts/Makefile.build obj，因此将示例代码35.5.1.2展开就是：

scripts_basic: @make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic //也可以没有@，视配置而定 @rm -f . tmp_quiet_recordmcount //也可以没有@ 接着回到示例代码35.5.1.1的目标“%config”处，内容如下： %config: scripts_basic outputmakefile FORCE ( Q ) (Q) (Q)(MAKE) $(build)=scripts/kconfig $@ 将命令展开就是： @make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig 35.5.2 Makefile.build脚本分析 从上一小节可知，“make xxx_defconfig“配置Linux的时候如下两行命令会执行脚本scripts/Makefile.build： @make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic @make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig 我们依次来分析一下： 1、scripts_basic目标对应的命令 scripts_basic目标对应的命令为：@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic。打开文件scripts/Makefile.build，有如下代码： 示例代码35.5.2.1 Makefile.build代码段

41 # The filename Kbuild has precedence over Makefile
42 kbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))
43 kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)
44 include $(kbuild-file)

将kbuild-dir展开后为：

kbuild-dir=./scripts/basic 将kbuild-file展开后为： kbuild-file= ./scripts/basic/Makefile 最后将59行展开，即： include ./scripts/basic/Makefile 继续分析scripts/Makefile.build，如下代码： 示例代码35.5.2.2 Makefile.build代码段

94 __build: $(if $(KBUILD_BUILTIN),$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) \
95      $(if $(KBUILD_MODULES),$(obj-m) $(modorder-target)) \
96      $(subdir-ym) $(always)
97     @:

__build是默认目标，因为命令“@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/basic”没有指定目标，所以会使用到默认目标__build。在顶层Makefile中，KBUILD_BUILTIN为1，KBUILD_MODULES为空，因此展开后目标__build为：

__build:$(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always) @: 可以看出目标__build有5个依赖：builtin-target、lib-target、extra-y、subdir-ym和always。这5个依赖的具体内容如下： builtin-target = lib-target = extra-y = subdir-ym = always = scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c 只有always有效，因此__build最终为： __build: scripts/basic/fixdep scripts/basic/bin2c @: __build依赖于scripts/basic/fixdep和scripts/basic/bin2c，所以要先将scripts/basic/fixdep和scripts/basic/bin2c.c这两个文件编译成fixdep和bin2c。 综上所述，scripts_basic目标的作用就是编译出scripts/basic/fixdep和scripts/basic/bin2c这两个软件。 2、 %config目标对应的命令 %config目标对应的命令为：@make -f ./scripts/Makefile.build obj=scripts/kconfig xxx_defconfig，此命令会使用到的各个变量值如下： src= scripts/kconfig kbuild-dir = ./scripts/kconfig kbuild-file = ./scripts/kconfig/Makefile include ./scripts/kconfig/Makefile 可以看出，Makefile.build会读取scripts/kconfig/Makefile中的内容，此文件有如下所示内容： 示例代码35.5.2.3 scripts/kconfig/Makefile代码段 113 %_defconfig: $(obj)/conf 114 ( Q ) (Q) (Q)< ( s i l e n t ) − − d e f c o n f i g = a r c h / (silent) --defconfig=arch/ (silent)−−defconfig=arch/(SRCARCH)/configs/$@ ( K c o n f i g ) 目 标 @ s c r i p t s / k c o n f i g / c o n f − − d e f c o n f i g = a r c h / a r m / c o n f i g s / 35.5.3 m a k e 过 程 使 用 命 令 “ m a k e x x x d e f c o n f i g ” 配 置 好 L i n u x 内 核 以 后 就 可 以 使 用 “ m a k e ” 或 者 “ m a k e a l l ” 命 令 进 行 编 译 。 顶 层 M a k e f i l e 有 如 下 代 码 ： 示 例 代 码 35.5.3.1 顶 层 M a k e f i l e 代 码 段 125 P H O N Y : = a l l 12 6 a l l : . . . . . . 192 P H O N Y + = a l l 193 i f e q ( (Kconfig) 目标%_defconfig与 xxx_defconfig匹配，所以会执行这条规则，将其展开就是： %_defconfig: scripts/kconfig/conf @ scripts/kconfig/conf --defconfig=arch/arm/configs/%_defconfig Kconfig %_defconfig依赖scripts/kconfig/conf，所以会编译scripts/kconfig/conf.c生成conf这个软件。此软件就会将%_defconfig中的配置输出到.config文件中，最终生成Linux kernel根目录下的.config文件。 35.5.3 make过程 使用命令“make xxx_defconfig”配置好Linux内核以后就可以使用“make”或者“make all”命令进行编译。顶层Makefile有如下代码： 示例代码35.5.3.1 顶层Makefile代码段 125 PHONY := _all 126 _all: ...... 192 PHONY += all 193 ifeq ( (Kconfig)目标@scripts/kconfig/conf−−defconfig=arch/arm/configs/35.5.3make过程使用命令“makexxxd​efconfig”配置好Linux内核以后就可以使用“make”或者“makeall”命令进行编译。顶层Makefile有如下代码：示例代码35.5.3.1顶层Makefile代码段125PHONY:=a​ll126a​ll:......192PHONY+=all193ifeq((KBUILD_EXTMOD),) 194 _all: all 195 else 196 _all: modules 197 endif … 608 all: vmlinux 第126行，_all是默认目标，如果使用命令“make”编译Linux的话此目标就会被匹配。 第193行，如果KBUILD_EXTMOD为空的话194行的代码成立。 第194行，默认目标_all依赖all。 第608行，目标all依赖vmlinux，所以接下来的重点就是vmlinux！ 顶层Makefile中有如下代码： 示例代码35.5.3.2 顶层Makefile代码段

904 # Externally visible symbols (used by link-vmlinux.sh)
905 export KBUILD_VMLINUX_INIT := $(head-y) $(init-y)
906 export KBUILD_VMLINUX_MAIN := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
907 export KBUILD_LDS          := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds
908 export LDFLAGS_vmlinux
909 # used by scripts/pacmage/Makefile
910 export KBUILD_ALLDIRS := $(sort $(filter-out arch/%,$(vmlinux-alldirs)) arch Documentation include samples scripts tools virt)
911 
912 vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
913 
914 # Final link of vmlinux
915       cmd_link-vmlinux = $(CONFIG_SHELL) $ $(dot-target).cmd)

any-prereq用于检查依赖文件是否有变化，如果依赖文件有变化那么any-prereq就不为空，否则就为空。arg-check用于检查参数是否有变化，如果没有变化那么arg-check就为空。
第248行，“@set -e”告诉bash，如果任何语句的执行结果不为true(也就是执行出错)的话就直接退出。
第249行，$(echo-cmd)用于打印命令执行过程，比如在链接vmlinux的时候就会输出“LINK vmlinux”。$(cmd_$(1))中的$(1)表示参数，也就是link-vmlinux，因此$(cmd_$(1))表示执行cmd_link-vmlinux的内容。cmd_link-vmlinux在顶层Makefile中有如下所示定义：

示例代码35.5.3.11 顶层Makefile代码段

914 # Final link of vmlinux
915       cmd_link-vmlinux = $(CONFIG_SHELL) $