Linux内核的编译方法与基本原理

XYDDD

    今天我们主要来聊一聊，内核中代码的编译方法分析。

    Linux内核从源码到安装使用大致可分三个阶段，配置,编译,安装。配置的过程主要由Kconfig 提供的图形界面完成，也有部分工作由Kbuild 完成。编译的实现机制主要是Kbuild系统,由make命令完成内核编译。内核的安装也是由Kbuild提供的安装脚本再由make 命令执行安装。

第一：Kconfig

    Kconfig文件用于Linux 内核的配置。各目录中的Kconfig一起构成了一个分布式的内核配置数据库,每个Kconfig 分别描述了所属录源文档相关的内核配置菜单，就是我们使用命令make %config (如menuconfig) 后产生的配置菜单,此菜单包含多层，每个层次都是由各个目录中的Kconfig产生的。然后根据用户的需求来选择如何编译内核，将配置结果存到. config中,然后执行Makefile时就会根据. config的结果来实现内核的编译。


1、Kconfig语法分析

    配置文件描述了菜单选项,每行都是以一关键字开头(除了帮助信息)。以下列出主要关键字:



第二：Kbuild

    Kbuild,即Kernel build，用于编译Linux内核文件。Kbuild对makefile进行了功能上的扩充，使其在编译内核文件时更加高效，简洁。



    从 Linux 内核2.6 开始，Linux 内核的编译采用Kbuild 系统，这同过去的编译系统有很大的不同，尤其对于Linux内核模块的编译。在新的系统下，Linux编译系统会两次扫描Linux的 Makefile:首先编译系统会读取Linux 内核顶层的 Makefile，然后根据读到的内容第二次读取Kbuild的Makefile来编译Linux内核。

内核Makefile一共包括五部分：





第三：Makefile


1、顶层Makefile分析

     顶层Makefile在编译时是入口点，从整理上组织所有的Makefile文件，并定义终极目标，在这里还定义了与平台无关的很多核心变量与一些很重要的make目标。顶层Makefile位于内核源码的跟目录，下面我们分析顶层Makefile的主要工作。



    顶层Wakefile定义并向环境中输出了许多变量，为各个子目录下的Wakefile传递一些信息。有些变量，比如vmlinux-dirs，不仅在顶层 Makefile中定义并且赋初值，而且在arch/*/Makefile还作了扩充。




2、平台相关Makefile分析

    arch/$(ARCH)/Nakefile定义了所有与平台相关的部分，主要对顶层Makefile 中定义的一些变量作与平台相关的扩展。Linux 最大的特点是支持跨平台，这种跨平台，不像是 JAVA那样运行于一个底层虚拟平台上，而是定义很多与平台相关的 Makefile 负责的。


3、各目录下的Makefile

      内核中的 Makefile文件都是采用Kbuild 架构，一般情况下，建议我们采用Nakefile作为管理当前目录代码的 makefile 文件名,但是有时候也可以使用Kbuild，但当两者同时存在于同一个目录下时，Kbuild将会被优先使用。分布在各个子目录下的 Nakefile，它们并不符合GNU Makefile 的语法，为了区别于通常意义上的Makefile，所以被称为Kbuild Makefile。


总结：内核源码的组织非常复杂，利用好Makefile工程管理工具，可以提高编译效率。