vm linux 文件夹,根目录vmlinux的编译过程
编译过内核的话，一般都会看到在根目录下有个文件vmlinux，这个就是通常所说的内核了。但是用了这么久，倒是从来没看过是怎么编译出来的。那今天我们就来探索一下。
那些七大姑八大姨们
一切的一切都是make读取makefile编译链接的，就好像孙悟空逃不出如来佛祖的手掌，vmlinux的出世也是在makefile的安排之下。那就现在看看makefile
# SHELL used by kbuild
CONFIG_SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; \
else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash; \
else echo sh; fi ; fi)
# Final link of vmlinux
cmd_link-vmlinux = $(CONFIG_SHELL) $< $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux)
quiet_cmd_link-vmlinux = LINK $@
vmlinux: scripts/link-vmlinux.sh vmlinux_prereq $(vmlinux-deps) FORCE
+$(call if_changed,link-vmlinux)
看完这一段差点一口老血吐出来，我真是没有想到他们尽然可以这么玩。。。
注：对if_changed函数的分析可以看我的这篇文章if_changed
这个cmd_link-vmlinux就是把第一个依赖作为脚本传给了系统使用的shell，由系统shell执行。好吧，我也是醉了，道行就这么又深了一点点。
回到正题，我们先看看vmlinux相关的都是谁。
vmlinux一共依赖两个 一个是vmlinux_prereq，另一个是vmlinux-deps。那分头分析。
vmlinux_prereq
# Include targets which we want to execute sequentially if the rest of the
# kernel build went well. If CONFIG_TRIM_UNUSED_KSYMS is set, this might be
# evaluated more than once.
PHONY += vmlinux_prereq
vmlinux_prereq: $(vmlinux-deps) FORCE
ifdef CONFIG_HEADERS_CHECK
$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/Makefile headers_check
endif
ifdef CONFIG_BUILD_DOCSRC
$(Q)$(MAKE) $(build)=Documentation
endif
ifdef CONFIG_GDB_SCRIPTS
$(Q)ln -fsn `cd $(srctree) && /bin/pwd`/scripts/gdb/vmlinux-gdb.py
endif
ifdef CONFIG_TRIM_UNUSED_KSYMS
$(Q)$(CONFIG_SHELL) $(srctree)/scripts/adjust_autoksyms.sh \
"$(MAKE) KBUILD_MODULES=1 -f $(srctree)/Makefile vmlinux_prereq"
endif
这个看觉和最后的vmlinux关系不大， 咱暂时就不看了。
vmlinux-deps
vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
vmlinux依赖这几个变量，我们一个个来看～
KBUILD_LDS, 链接文件
export KBUILD_LDS := arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds
这个好说，就是链接文件～
KBUILD_VMLINUX_INIT
export KBUILD_VMLINUX_INIT := $(head-y) $(init-y)
head-y
这个head-y定义根据架构不同而不同，比如在x86架构下，该定义为：
head-y := arch/x86/kernel/head_$(BITS).o
head-y += arch/x86/kernel/head$(BITS).o
head-y += arch/x86/kernel/head.o
恩，就一个架构，都有三个文件，好多～
在搜索的时候又发现这么一句在文档中：
$(head-y) lists objects to be linked first in vmlinux.
这个提醒了我一下，在链接的时候，文件出现的顺序是有影响的。
init-y
init-y := init/
init-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
这个init-y原来就是init/built-in.o一个文件。
KBUILD_VMLINUX_MAIN
export KBUILD_VMLINUX_MAIN := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y) $(virt-y)
这个包含的内容比较多了啊。
#core-y
core-y := usr/
core-y += kernel/ certs/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/
core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))
#libs-y
libs-y := lib/
libs-y1 := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))
libs-y2 := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
libs-y := $(libs-y1) $(libs-y2)
#drivers-y
drivers-y := drivers/ sound/ firmware/
drivers-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))
#net-y
net-y := net/
net-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))
#virt-y
virt-y := virt/
virt-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(virt-y))
这下，内核根目录下所有的子目录就都包含了～
除了lib目录下有两个文件，built-in.o 和 lib.a，其余下都只有一个文件built-in.o。
谁是你们的粘合剂
房子是由转头垒起来的，同样的转头不同的垒法造出来的房子会不一样。我们看完了构造vmlinux的原料，现在来看看他们是如何构造vmlinux的吧。
将跟目录中Makefile文件vmlinux目标的规则在x86平台展开就是：
cmd_vmlinux := /bin/bash scripts/link-vmlinux.sh ld -m elf_x86_64 --emit-relocs --build-id
这里面调用了scripts/link-vmlinux.sh，看来秘密都在这个文件中～
vmlinux.o
# Link of vmlinux.o used for section mismatch analysis
# ${1} output file
modpost_link()
{
${LD} ${LDFLAGS} -r -o ${1} ${KBUILD_VMLINUX_INIT} \
--start-group ${KBUILD_VMLINUX_MAIN} --end-group
}
info LD vmlinux.o
modpost_link vmlinux.o
有没有感到很熟悉？又看到KBUILD_VMLINUX_INIT和KBUILD_VMLINUX_MAIN了吧。
关于–start-group, –end-group我查了一下ld的man，说是这个可以循环去寻找出现在对象文件中的symbol，直到找到。
以为vmlinux.o就这么完事儿了吧，结果又出现一行命令。
# modpost vmlinux.o to check for section mismatches
${MAKE} -f "${srctree}/scripts/Makefile.modpost" vmlinux.o
这个最后用的是编译出来的scripts/mod/modpost来做section的检测的。
我把x86平台上这条语句执行的情况展开了，留着以后研究。
scripts/mod/modpost -m -a -o ./Module.symvers -S vmlinux.o
vmlinux
info LD vmlinux
vmlinux_link "${kallsymso}" vmlinux
这下是链接vmlinux了
# Link of vmlinux
# ${1} - optional extra .o files
# ${2} - output file
vmlinux_link()
{
local lds="${objtree}/${KBUILD_LDS}"
if [ "${SRCARCH}" != "um" ]; then
${LD} ${LDFLAGS} ${LDFLAGS_vmlinux} -o ${2} \
-T ${lds} ${KBUILD_VMLINUX_INIT} \
--start-group ${KBUILD_VMLINUX_MAIN} --end-group ${1}
else
${CC} ${CFLAGS_vmlinux} -o ${2} \
-Wl,-T,${lds} ${KBUILD_VMLINUX_INIT} \
-Wl,--start-group \
${KBUILD_VMLINUX_MAIN} \
-Wl,--end-group \
-lutil -lrt -lpthread ${1}
rm -f linux
fi
}
第一眼看到有-lpthread的时候惊呆了，我大kernel还要链接pthread？后来一看明白了，原来还有用户态的内核？？？好高级阿～
然后仔细一看，这个和vmlinux.o的链接有啥区别？？？
这篇文章 讲了一点，说vmlinux是给gdb用的，vmlinux.o是用来启动的？
我们拭目以待～