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Makefile 初探

王朝other·作者佚名  2008-05-31
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作者:jkl

Linux的内核配置文件有两个,一个是隐含的.config文件,嵌入到主Makefile中;另一个是include/linux/autoconf.h,嵌入到各个c源文件中,它们由make config、make menUConfig、make xconfig这些过程创建。

几乎所有的源文件都会通过linux/config.h而嵌入autoconf.h,假如按照通常方法建立文件依靠关系(.depend),只要更新过autoconf.h,就会造成所有源代码的重新编绎。

为了优化make过程,减少不必要的重新编绎,Linux开发了专用的mkdep工具,用它来取代gcc来生成.depend文件。mkdep在处理源文件时,忽略linux/config.h这样的头文件,识别源文件宏指令中具有"CONFIG_"特征的行。例如,假如有"#ifdef CONFIG_SMP"这样的行,它就会在.depend文件中输出$(wildcard /usr/src/linux/include/config/smp.h)。

include/config/下的文件是另一个工具split-include从autoconf.h中生成,它利用autoconf.h中的CONFIG_标记,生成与mkdep相对应的文件。例如,假如autoconf.h中有"#undef CONFIG_SMP"这一行,它就生成include/config/smp.h文件,内容为"#undef CONFIG_SMP"。这些文件名只在.depend文件中出现,内核源文件是不会嵌入它们的。每配置一次内核,运行split-include一次。split-include会检查旧的子文件的内容,确定是不是要更新它们。这样,不管autoconf.h修改日期如何,只要其配置不变,make就不会重新编绎内核。

假如系统的编绎选项发生了变化,Linux也能进行增量编绎。为了做到这一点,make每编绎一个源文件时生成一个flags文件。例如编绎sched.c时,会在相同的目录下生成隐含的.sched.o.flags文件。它是Makefile的一个片断,当make进入某个子目录编绎时,会搜索其中的flags文件,将它们嵌入到Makefile中。这些flags代码测试当前的编绎选项与原来的是不是相同,假如相同,就将自已对应的目标文件加入FILES_FLAGS_UP_TO_DATE列表,然后,系统从编绎对象表中删除它们,得到FILES_FLAGS_CHANGED列表,最后,将它们设为目标进行更新。

下一步预备逐步深入的剖析Makefile代码。

Makefile解读之二: sub-make

Linux各级内核源代码的子目录下都有Makefile,大多数Makefile要嵌入主目录下的Rule.make,Rule.make将识别各个Makefile中所定义的一些变量。变量obj-y表示需要编绎到内核中的目标文件名集合,定义O_TARGET表示将obj-y连接为一个O_TARGET名称的目标文件,定义L_TARGET表示将obj-y合并为一个L_TARGET名称的库文件。同样obj-m表示需要编绎成模块的目标文件名集合。假如还需进行子目录make,则需要定义subdir-y和subdir-m。在Makefile中,用"obj-$(CONFIG_BINFMT_ELF) += binfmt_elf.o"和"subdir-$(CONFIG_EXT2_FS) += ext2"这种形式自动为obj-y、obj-m、subdir-y、subdir-m添加文件名。有时,情况没有这么单纯,还需要使用条件语句个别对待。Makefile中还有其它一些变量,如mod-subdirs定义了subdir-m以外的所有模块子目录。

Rules.make是如何使make进入子目录的呢? 先来看subdir-y是如何处理的,在Rules.make中,先对subdir-y中的每一个文件名加上前缀"_subdir_"再进行排序生成subdir-list集合,再以它作为目标集,对其中每一个目标产生一个子make,同时将目标名的前缀去掉得到子目录名,作为子make的起始目录参数。subdir-m与subdir-y类似,但情况稍微复杂一些。由于subdir-y中可能有模块定义,因此利用mod-subdirs变量将subdir-y中模块目录提取出来,再与subdir-m合成一个大的MOD_SUB_DIRS集合。subdir-m的目标所用的前缀是"_modsubdir_"。

一点说明,子目录中的Makefile与Rules.make都没有嵌入.config文件,它是通过主Makefile向下传递MAKEFILES变量完成的。MAKEFILES是make自已识别的一个变量,在执行新的Makefile之前,make会首先加载MAKEFILES所指的文件。在主Makefile中它即指向.config。

Makefile解读之三: 模块的版本化处理

模块的版本化是内核与模块接口之间进行严格类型匹配的一种方法。当内核配置了CONFIG_MODVERSIONS之后,make dep操作会在include/linux/modules/目录下为各级Makefile中eXPort-objs变量所对应的源文件生成扩展名为.ver的文件。

例如对于kernel/ksyms.c,make用以下命令生成对应的ksyms.ver:

gcc -E -D__KERNEL__ -D__GENKSYMS__ ksyms.c /sbin/genksyms -k 2.4.1 ksyms.ver

-D__GENKSYMS__的作用是使ksyms.c中的EXPORT_SYMBOL宏不进行扩展。

genksyms命令识别EXPORT_SYMBOL()中的函数名和对应的原型,再根据其原型计算出该函数的版本号。

例如ksyms.c中有一行:

EXPORT_SYMBOL(kmalloc);

kmalloc原型是:

void *kmalloc(size_t, int);

genksyms程序对应的输出为:

#define __ver_kmalloc 93d4cfe6

#define kmalloc _set_ver(kmalloc)

在内核符号表和模块中,kmalloc将变成kmalloc_R93d4cfe6。

在生成完所有的.ver文件后,make将重建include/linux/modversions.h文件,它包含一系列#include指令行嵌入各个.ver文件。在编绎内核本身export-objs中的文件时,make会增加一个"-DEXPORT_SYMTAB"编绎标志,它使源文件嵌入modversions.h文件,将EXPORT_SYMBOL宏展开中的函数名字符串进行版本名扩展;同时,它也定义_set_ver()宏为一空操作,使代码中的函数名不受其影响。

在编绎模块时,make会增加"-include=linux/modversion.h -DMODVERSIONS"编绎标志,使模块中代码的函数名得到相应版本扩展。

由于生成.ver文件比较费时,make还为每个.ver创建了一个后缀为.stamp时戳文件。在make dep时,假如其.stamp文件比源文件旧才重新生成.ver文件,否则只是更新.stamp文件时戳。另外,在生成.ver和modversions.h文件时,make都会比较新文件和旧文件的内容,保持它们修改时间为最旧。

Makefile解读之四: Rules.make的注释

==========================================

代码:

#

# This file contains rules which are shared between multiple Makefiles.

#

#

# False targets.

#

#

.PHONY: dummy

#

# Special variables which should not be exported

#

# 取消这些变量通过环境向make子进程传递。

unexport EXTRA_AFLAGS # as 的开关

unexport EXTRA_CFLAGS # cc 的开关

unexport EXTRA_LDFLAGS # ld 的开关

unexport EXTRA_ARFLAGS # ar 的开关

unexport SUBDIRS #

unexport SUB_DIRS # 编绎内核需进入的子目录,等于subdir-y

unexport ALL_SUB_DIRS # 所有的子目录

unexport MOD_SUB_DIRS # 编绎模块需进入的子目录

unexport O_TARGET # ld合并的输出对象

unexport ALL_MOBJS # 所有的模块名

unexport obj-y # 编绎成内核的文件集

unexport obj-m # 编绎成模块的文件集

unexport obj-n #

unexport obj- #

unexport export-objs # 需进行版本处理的文件集

unexport subdir-y # 编绎内核所需进入的子目录

unexport subdir-m # 编绎模块所需进入的子目录

unexport subdir-n

unexport subdir-

#

# Get things started.

#

first_rule: sub_dirs

$(MAKE) all_targets

# 在内核编绎子目录中过滤出可以作为模块的子目录。

both-m := $(filter $(mod-subdirs), $(subdir-y))

SUB_DIRS := $(subdir-y)

# 求出总模块子目录

MOD_SUB_DIRS := $(sort $(subdir-m) $(both-m))

# 求出总子目录

ALL_SUB_DIRS := $(sort $(subdir-y) $(subdir-m) $(subdir-n) $(subdir-))

#

# Common rules

#

# 将c文件编绎成汇编文件的规则,$@为目标对象。

%.s: %.c

$(CC) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) $(CFLAGS_$@) -S $

# 将c文件生成预处理文件的规则。

%.i: %.c

$(CPP) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) $(CFLAGS_$@) $ $@

# 将c文件编绎成目标文件的规则,$

#

在目标文件的目录下生成flags文件,strip删除多余的空格,subst将逗号替换成冒号

%.o: %.c

$(CC) $(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) $(CFLAGS_$@) -c -o $@ $

@ ( \

echo 'ifeq ($(strip $(subst $(comma),:,$(CFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS)

$(CFLAGS_$@))),$$(strip $$(subst $$(comma),:,$$(CFLAGS) $$(EXTRA_CFLAGS)

$$(CFLAGS_$@))))' ; \

echo 'FILES_FLAGS_UP_TO_DATE += $@' ; \

echo 'endif' \

) $(dir $@)/.$(notdir $@).flags

# 汇编文件生成目标文件的规则。

%.o: %.s

$(AS) $(AFLAGS) $(EXTRA_CFLAGS) -o $@ $

# Old makefiles define their own rules for compiling .S files,

# but these standard rules are available for any Makefile that

# wants to use them. Our plan is to incrementally convert all

# the Makefiles to these standard rules. -- rmk, mec

ifdef USE_STANDARD_AS_RULE

# 汇编文件生成预处理文件的标准规则。

%.s: %.S

$(CPP) $(AFLAGS) $(EXTRA_AFLAGS) $(AFLAGS_$@) $ $@

# 汇编文件生成目

 
 
 
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