Linux 下檢視開源軟體或作業系統的原始碼(轉)

Linux 下檢視開源軟體或作業系統的原始碼(轉)[@more@]Linux核心的配置系統由三個部分組成，分別是：？Makefile：分佈在 Linux 核心原始碼中的 Makefile，定義 Linux 核心的編譯規則；？配置檔案（config.in）：給使用者提供配置選擇的功能；？配置工具：包括配置命令直譯器（對配置指令碼中使用的配置命令進行解釋）和配置使用者介面（提供基於字元介面、基於 Ncurses 圖形介面以及基於 Xwindows 圖形介面的使用者配置介面，各自對應於 Make config、Make menuconfig 和 make xconfig）。

這些配置工具都是使用指令碼語言，如 Tcl/TK、Perl 編寫的（也包含一些用 C 編寫的程式碼）。本文並不是對配置系統本身進行分析，而是介紹如何使用配置系統。所以，除非是配置系統的維護者，一般的核心開發者無須瞭解它們的原理，只需要知道如何編寫 Makefile 和配置檔案就可以。所以，在本文中，我們只對 Makefile 和配置檔案進行討論。另外，凡是涉及到與具體 CPU 體系結構相關的內容，我們都以 ARM 為例，這樣不僅可以將討論的問題明確化，而且對內容本身不產生影響。

2. Makefile 2.1 Makefile 概述Makefile 的作用是根據配置的情況，構造出需要編譯的原始檔列表，然後分別編譯，並把目的碼連結到一起，最終形成 Linux 核心二進位制檔案。

由於 Linux 核心原始碼是按照樹形結構組織的，所以 Makefile 也被分佈在目錄樹中。Linux 核心中的 Makefile 以及與 Makefile 直接相關的檔案有：

？Makefile：頂層 Makefile，是整個核心配置、編譯的總體控制檔案。？。config：核心配置檔案，包含由使用者選擇的配置選項，用來存放核心配置後的結果（如 make config）。？arch/*/Makefile：位於各種 CPU 體系目錄下的 Makefile，如 arch/arm/Makefile，是針對特定平臺的 Makefile.？各個子目錄下的 Makefile：比如 drivers/Makefile，負責所在子目錄下原始碼的管理。？Rules.make：規則檔案，被所有的 Makefile 使用。

使用者透過 make config 配置後，產生了 .config.頂層 Makefile 讀入 .config 中的配置選擇。頂層 Makefile 有兩個主要的任務：產生 vmlinux 檔案和核心模組（module）。為了達到此目的，頂層 Makefile 遞迴的進入到核心的各個子目錄中，分別呼叫位於這些子目錄中的 Makefile.至於到底進入哪些子目錄，取決於核心的配置。在頂層 Makefile 中，有一句：include arch/$（ARCH）/Makefile，包含了特定 CPU 體系結構下的 Makefile，這個 Makefile 中包含了平臺相關的資訊。

位於各個子目錄下的 Makefile 同樣也根據 .config 給出的配置資訊，構造出當前配置下需要的原始檔列表，並在檔案的最後有 include $（TOPDIR）/Rules.make. Rules.make 檔案起著非常重要的作用，它定義了所有 Makefile 共用的編譯規則。比如，如果需要將本目錄下所有的 c 程式編譯成彙編程式碼，需要在 Makefile 中有以下的編譯規則：%.s： %.c $（CC） $（CFLAGS） -S $< -o $@

有很多子目錄下都有同樣的要求，就需要在各自的 Makefile 中包含此編譯規則，這會比較麻煩。而 Linux 核心中則把此類的編譯規則統一放置到 Rules.make 中，並在各自的 Makefile 中包含進了 Rules.make（include Rules.make），這樣就避免了在多個 Makefile 中重複同樣的規則。對於上面的例子，在 Rules.make 中對應的規則為：%.s： %.c $（CC） $（CFLAGS） $（EXTRA_CFLAGS） $（CFLAGS_$（*F）） $（CFLAGS_$@） -S $< -o $@

2.2 Makefile 中的變數頂層 Makefile 定義並向環境中輸出了許多變數，為各個子目錄下的 Makefile 傳遞一些資訊。有些變數，比如 SUBDIRS，不僅在頂層 Makefile 中定義並且賦初值，而且在 arch/*/Makefile 還作了擴充。

常用的變數有以下幾類：1） 版本資訊版本資訊有：VERSION，PATCHLEVEL， SUBLEVEL， EXTRAVERSION，KERNELRELEASE.版本資訊定義了當前核心的版本，比如 VERSION=2，PATCHLEVEL=4，SUBLEVEL=18，EXATAVERSION=-rmk7，它們共同構成核心的發行版本KERNELRELEASE：2.4.18-rmk7 2） CPU 體系結構：ARCH在頂層 Makefile 的開頭，用 ARCH 定義目標 CPU 的體系結構，比如 ARCH：=arm 等。許多子目錄的 Makefile 中，要根據 ARCH 的定義選擇編譯原始檔的列表。

3） 路徑資訊：TOPDIR， SUBDIRS TOPDIR 定義了 Linux 核心原始碼所在的根目錄。例如，各個子目錄下的 Makefile 透過 $（TOPDIR）/Rules.make 就可以找到 Rules.make 的位置。

SUBDIRS 定義了一個目錄列表，在編譯核心或模組時，頂層 Makefile 就是根據 SUBDIRS 來決定進入哪些子目錄。SUBDIRS 的值取決於核心的配置，在頂層 Makefile 中 SUBDIRS 賦值為 kernel drivers mm fs net ipc lib；根據核心的配置情況，在 arch/*/Makefile 中擴充了 SUBDIRS 的值，參見4）中的例子。

4） 核心組成資訊：HEAD， CORE_FILES， NETWORKS， DRIVERS， LIBS Linux 核心檔案 vmlinux 是由以下規則產生的：vmlinux： $（CONFIGURATION） init/main.o init/version.o linuxsubdirs $（LD） $（LINKFLAGS） $（HEAD） init/main.o init/version.o——start-group $（CORE_FILES）

$（DRIVERS）

$（NETWORKS）

$（LIBS）

——end-group -o vmlinux可以看出，vmlinux 是由 HEAD、main.o、version.o、CORE_FILES、DRIVERS、NETWORKS 和 LIBS 組成的。這些變數（如 HEAD）都是用來定義連線生成 vmlinux 的目標檔案和庫檔案列表。其中，HEAD在arch/*/Makefile 中定義，用來確定被最先連結進 vmlinux 的檔案列表。比如，對於 ARM 系列的 CPU，HEAD 定義為：HEAD ：= arch/arm/kernel/head-$（PROCESSOR）。o arch/arm/kernel/init_task.o表明 head-$（PROCESSOR）。o 和 init_task.o 需要最先被連結到 vmlinux 中。PROCESSOR 為 armv 或 armo，取決於目標 CPU. CORE_FILES，NETWORK，DRIVERS 和 LIBS 在頂層 Makefile 中定義，並且由 arch/*/Makefile 根據需要進行擴充。 CORE_FILES 對應著核心的核心檔案，有 kernel/kernel.o，mm/mm.o，fs/fs.o，ipc/ipc.o，可以看出，這些是組成核心最為重要的檔案。同時，arch/arm/Makefile 對 CORE_FILES 進行了擴充：# arch/arm/Makefile # If we have a machine-specific directory， then include it in the build. MACHDIR ：= arch/arm/mach-$（MACHINE）

ifeq （$（MACHDIR），$（wildcard $（MACHDIR）））

SUBDIRS += $（MACHDIR）

CORE_FILES ：= $（MACHDIR）/$（MACHINE）。o $（CORE_FILES）

endif HEAD ：= arch/arm/kernel/head-$（PROCESSOR）。o arch/arm/kernel/init_task.o SUBDIRS += arch/arm/kernel arch/arm/mm arch/arm/lib arch/arm/nwfpe CORE_FILES ：= arch/arm/kernel/kernel.o arch/arm/mm/mm.o $（CORE_FILES）

LIBS ：= arch/arm/lib/lib.a $（LIBS）

5） 編譯資訊：CPP， CC， AS， LD， AR，CFLAGS，LINKFLAGS在 Rules.make 中定義的是編譯的通用規則，具體到特定的場合，需要明確給出編譯環境，編譯環境就是在以上的變數中定義的。針對交叉編譯的要求，定義了 CROSS_COMPILE.比如：CROSS_COMPILE = arm-linux- CC = $（CROSS_COMPILE）gcc LD = $（CROSS_COMPILE）ld……

CROSS_COMPILE 定義了交叉編譯器字首 arm-linux-，表明所有的交叉編譯工具都是以 arm-linux- 開頭的，所以在各個交叉編譯器工具之前，都加入了 $（CROSS_COMPILE），以組成一個完整的交叉編譯工具檔名，比如 arm-linux-gcc. CFLAGS 定義了傳遞給 C 編譯器的引數。

LINKFLAGS 是連結生成 vmlinux 時，由連結器使用的引數。LINKFLAGS 在 arm/*/Makefile 中定義，比如：# arch/arm/Makefile LINKFLAGS ：=-p -X -T arch/arm/vmlinux.lds

6） 配置變數CONFIG_*。config 檔案中有許多的配置變數等式，用來說明使用者配置的結果。例如 CONFIG_MODULES=y 表明使用者選擇了 Linux 核心的模組功能。。config 被頂層 Makefile 包含後，就形成許多的配置變數，每個配置變數具有確定的值：y 表示本編譯選項對應的核心程式碼被靜態編譯進 Linux 核心；m 表示本編譯選項對應的核心程式碼被編譯成模組；n 表示不選擇此編譯選項；如果根本就沒有選擇，那麼配置變數的值為空。

2.3 Rules.make 變數前面講過，Rules.make 是編譯規則檔案，所有的 Makefile 中都會包括 Rules.make.Rules.make 檔案定義了許多變數，最為重要是那些編譯、連結列表變數。

O_OBJS，L_OBJS，OX_OBJS，LX_OBJS：本目錄下需要編譯進 Linux 核心 vmlinux 的目標檔案列表，其中 OX_OBJS 和 LX_OBJS 中的 "X" 表明目標檔案使用了 EXPORT_SYMBOL 輸出符號。

M_OBJS，MX_OBJS：本目錄下需要被編譯成可裝載模組的目標檔案列表。同樣，MX_OBJS 中的 "X" 表明目標檔案使用了 EXPORT_SYMBOL 輸出符號。

O_TARGET，L_TARGET：每個子目錄下都有一個 O_TARGET 或 L_TARGET，Rules.make 首先從原始碼編譯生成 O_OBJS 和 OX_OBJS 中所有的目標檔案，然後使用 $（LD） -r 把它們連結成一個 O_TARGET 或 L_TARGET.O_TARGET 以 .o 結尾，而 L_TARGET 以 .a 結尾。