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【转】Linux内核快乐阅读之--Makefile快速浏览

第一章 Makefile快速浏览

本阅读笔记基于linux-2.4.18-rmk6-swl6内核。大家先大概浏览一下内核源代码中几个重要Makefile文件，便于后续的理解。

完整笔记可在电子软件开发网下载：http://www.eesdn.cn


1, 顶层Makefile

2，arch/arm/Makefile

3, arch/arm/vmlinux.lds 或者arch/arm/vmlinux-armv.lds.in

4, arch/arm/boot/Makefile

5，arch/arm/boot/compressed/Makefile

6, arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds  或者 arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds.in

 

一．顶层Makefile

在源代码根目录中，打开顶层的Makefile文件。

可以看到：

<!--[if !supportLists]-->1，  <!--[endif]-->定义了ARCH=arm

2，交叉编译器前缀 CROSS_COMPILE   = arm-linux-。以及工具集，如as，ld,cc 等。

3，在248行中可看到：

     248 include arch/$(ARCH)/Makefile

     260 vmlinux: include/linux/version.h $(CONFIGURATION) init/main.o init/version.o linuxsubdirs

     261         $(LD) $(LINKFLAGS) $(HEAD) init/main.o init/version.o \

     262                 --start-group \

     263                 $(CORE_FILES) \

     264                 $(DRIVERS) \

     265                 $(NETWORKS) \

     266                 $(LIBS) \

     267                 --end-group \

     268                 -o vmlinux

     269         $(NM) vmlinux | grep -v '\(compiled\)\|\(\.o$$\)\|\( [aUw] \)\|\(\.\.ng$$\)\|\(LASH[RL]DI\)' | sort > System.map

     503 include Rules.make

在248行包含了与结构有关的arch/arm/Makefile。当使用make zImage命令时，实际上要到arch/arm/Makefile寻找zImage目标。

在260~268行定义了vmlinux是如何生成的：

    Vmlinux = $(HEAD)+init/main.o+init/version.o+其它核心文件+驱动+网络+库。

在269行中，生成了系统的符号表文件System.map

在503行中包含了一些通用的编译规则 Rules.make

二，arch/arm/Makefile

原文摘要如下：

         63 ifeq ($(CONFIG_CPU_32),y)

         64 PROCESSOR        = armv

         65 TEXTADDR         = 0xC0008000

         66 LDSCRIPT         = arch/arm/vmlinux-armv.lds.in

         67 endif

 

         120 ifeq ($(CONFIG_ARCH_S3C2410),y)

         121 MACHINE          = s3c2410

         122 endif

 

         172 HEAD            := arch/arm/kernel/head-$(PROCESSOR).o \
         173                    arch/arm/kernel/init_task.o
         196 MAKEBOOT         = $(MAKE) -C arch/$(ARCH)/boot

219 bzImage zImage zinstall Image bootpImage install: vmlinux

220         @$(MAKEBOOT) $@

简要分析：

1,armv是32位，armo是26位。

2,TEXTADDR为非压缩内核的虚拟地址，即非压缩内核的所有标号值都以0xC0008000开始。对于32位的ARM，不管是物理地址，还是虚拟地址，它的地址总线最大宽度都是32位，即可寻址范围4G。但是实际的物理内存是很少的，为了充分利用32位的地址空间，就必须使用虚拟地址。MMU可将虚拟地址映射到实际的物理内存中。linux是这样分配虚拟地址空间的：内核占1G+用户空间3G。内核代码的地址范围从0xC0008000到0xFFFFFFFF；0xC0000000到0xC0008000用于存放MMU的页表。

3，LDSCRIPT用于生成vmlinux.lds文件。Ld连接程序使用该文件来创建内核。

详见arch/arm/vmlinux.lds或arch/arm/vmlinux-armv.lds.in。 分析这两个文件，可以知道非压缩的内核最开始执行的是".text.init"段的入口。该入口在head-armv.S的".text.init"段中定义

4，在172行定义了HEAD：

         HEAD= head-armv.o + init_task.o

 所以，我们得到了vmlinux这个非压缩的内核镜像：

Vmlinux = head-armv.o+init_task+init/main.o+init/version.o+核心+驱动+网络+库。

    另外有个非常重要的地方需注意，即vmlinux中使用虚拟地址，而非物理地址。其中所有指令的地址都从0xc0008000开始。但是由于head-armv.S文件开始部分是位置无关的，所以直接跳到内核所在物理地址也能正常运行。随后我们会分析head-armv.S文件，看看内核是如何平缓切换到MMU模式下的，在MMU开启后，内核就运行在虚拟地址上。

5,在219行中，zImage是压缩的内核镜像，其依赖于vmlinux（即非压缩的vmlinux），并由196行的MAKEBOOT命令生成。如何生成zImage，请看下文的arch/arm/boot/Makefile分析.

 

三，arch/arm/boot/Makefile和arch/arm/boot/compressed/Makefile：

arch/arm/boot/Makefile原文摘要：

       11 SYSTEM  =$(TOPDIR)/vmlinux

    35 ifeq ($(CONFIG_ARCH_S3C2410),y)

    36 ZTEXTADDR        = 0x30f00000

    37 ZRELADDR         = 0x30008000

    38 endif

       123 zImage: $(CONFIGURE) compressed/vmlinux

       124         $(OBJCOPY) -O binary -R .note -R .comment -S compressed/vmlinux $@

       129 compressed/vmlinux: $(TOPDIR)/vmlinux dep

       130         @$(MAKE) -C compressed vmlinux

显然SYSTEM即代表了前文提到的非压缩内核镜像文件。

ZTEXTADDR：非压缩内核的加载（物理）地址。

ZREALADDR：非压缩内核的运行地址，也是个物理地址。

由123行可知，zImage是由compressed/vmlinux得到的。

注意，该vmlinux并非前文所指的"非压缩内核镜像vmlinux"。

而129行中，compressed/vmlinux由compressed目录下的makefile （vmlinux目标）生成（见130行命令）。

请看compressed目录下的Makefile。

arch/arm/boot/compressed/Makefile原文摘要：

10 HEAD             = head.o
11 OBJS             = misc.o
14 ZLDFLAGS         = -p -X -T vmlinux.lds
36 ifeq ($(CONFIG_ARCH_S3C2410),y)
37 OBJS            += head-s3c2410.o
38 endif

 

72 SEDFLAGS        = s/TEXT_START/$(ZTEXTADDR)/;s/LOAD_ADDR/$(ZRELADDR)/;s/BSS_START/$(ZBSSADDR)/

78 vmlinux:        $(HEAD) $(OBJS) piggy.o vmlinux.lds

79                 $(LD) $(ZLDFLAGS) $(HEAD) $(OBJS) piggy.o $(LIBGCC) -o vmlinux

 

84 piggy.o:        $(SYSTEM)

85                 $(OBJCOPY) -O binary -R .note -R .comment -S $(SYSTEM) piggy

86                 gzip $(GZFLAGS) < piggy > piggy.gz

87                 $(LD) -r -o $@ -b binary piggy.gz

88                 rm -f piggy piggy.gz

93 vmlinux.lds:    vmlinux.lds.in Makefile $(TOPDIR)/arch/$(ARCH)/boot/Makefile $(TOPDIR)/.config

94                 @sed "$(SEDFLAGS)" < vmlinux.lds.in > $@ 

 

首先来看10~38行,以及78-79行：对于s3c2410的开发板

Compressed/vmlinux=HEAD+OBJS+piggy.o

                  =head.o+head-s3c2410.o+misc.o+piggy.o

继续往下84-87行，分析得出，piggy.o其实是经过gzip压缩的vmlinux（请看上文提到的SYSTEM变量定义）。Misc.o包含了解压函数decompressed_kernel。

Ld是如何组合这些目标文件的，那就要查ZLDFLAGS标志了：显然，是根据compressed目录下的vmlinux.lds文件组织的。

而vmlinux.lds是在93-94行生成的： sed命令，按照SEDFLAGS，替换vmlinux.Lds.in 里面的相关字符。即：TEXT_START= ZTEXTADDR；LOAD_ADDR= ZRELADDR；BSS_START= ZBSSADDR，

最后生成了vmlinux.lds文件。在vmlinux.lds文件中我们发现LOAD_ADDR是等于0x30008000的。

 

四，本章总结

 

1,zImage的组成总结

1)SYSTEM=$(TOPDIR)/vmlinux

= head-armv.o+init_task.o+init/main.o+init/version.o+核心+驱动+网络+库.

  Ld链接文件arch/arm/vmlinux.lds

2)Piggy.o=gzip压缩的SYSTEM

3)compressed/vmlinux=head.o+head-s3c2410.o+misc.o+piggy.o

  Ld链接文件arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds

4)zImage=compressed/vmlinux

 

2,入口总结

1）压缩内核zImage的入口: head.S文件中start。
执行完head.S和head-s3c2410.S 中的".start"段 后，返回执行head.S 的".text"段

 

2）非压缩内核vmlinux的入口：head-armv.S中的stext 入口


3),在我的blog上建立了本书的讨论主题,http://eesdn.cn/blog.阅读过程中的FAQ可以在这里找到.


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该用户于2008/12/14 9:12:38编辑过该文章

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