转自：/lidan113lidan/article/details/44981829?spm=1001..3001.5501
记在前面的杂七杂八
内核的生成，实际上最终的目的是生成一个binary文件zImage，大小2-5MB的数量级。用户可以从得到的tar.gz格式的内核源代码，此代码解压后，就会生成初始状态的内核源代码树，这种状态称为内核的初始状态。通过make mrproper/make distclean等指令，可以使内核恢复到刚解压的状态。其中make mrproper只清除包括.config文件在内的，为内核编译及连接而生成的诸多配置文件。distclean对象执行mrproper命令，清除内核编译后生成的所有对象文件，备份文件等。如果将初始化状态的内核直接编译，虽然能生成vmlinux，但大多数情况下会引起内核严重错误(kernel panic)。构建内核前，需要执行的最重要，最需谨慎处理的部分是内核配置(kernel configureation)过程。内核配置过程也是适当选择与自身相吻合的各种内核要素的过程。内核的配置可以用xconfig,menuconfig,gconfig等，最终都是会执行一个二进制文件，如menuconfig最终执行的是mconf，这个程序在./script/kconfig/目录下。在构建内核时，各个*.o的目录下都有一个.*.cmd，这个文件是记录这个.o最终执行的编译命令的，如vmlinux.cmd和.vmlinux.o.cmd。一句make一般来说，默认的目标有两个，一个是vmlinux，一个是zImage通过emulator启动goldfish的时候，实际上启动的是zImage，这货才2.5MB左右，启动命令如下:
emulator -show-kernel -kernel /mnt/VMDisk1/kernel/goldfish/arch/arm/boot/zImage -avd test -qemu -s
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在图形化界面下，内核的配置也会有很多很多问题，一般每个系统均提供自定义配置文件，这些配置文件都是与具体芯片相关的(Soc, System on Chip)，如下：
tigger@ubuntu:/mnt/VMDisk1/kernel/goldfish$ cd arch/alpha/blackfin/ frv/ ia64/ microblaze/ openrisc/ s390/ sparc/unicore32/ arm/ c6x/ h8300/m32r/ mips/ parisc/score/tile/ x86/ avr32/cris/ hexagon/ m68k/ mn10300/ powerpc/ sh/ um/ xtensa/ tigger@ubuntu:/mnt/VMDisk1/kernel/goldfish/arch/arm/configs$ lltotal 632drwxr-xr-x 2 tigger tigger 4096 -10-14 20:09 ./drwxr-xr-x 88 tigger tigger 4096 -11-01 02:28 ../-rw-r--r-- 1 tigger tigger 1998 -10-11 02:28 acs5k_defconfig-rw-r--r-- 1 tigger tigger -10-11 02:28 acs5k_tiny_defconfig-rw-r--r-- 1 tigger tigger 2509 -10-14 20:09 afeb9260_defconfig-rw-r--r-- 1 tigger tigger 2241 -10-11 02:28 ag5evm_defconfig-rw-r--r-- 1 tigger tigger 2617 -10-11 02:28 am200epdkit_defconfig......
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内核的构建
如想使用goldfish的配置，可以：//根据goldfish_armv7_defconfig生成.config文件make goldfish_armv7_defconfig//调整一些具体细节项make menuconfig//然后就可以编译了make
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.config文件是构建内核所需的内核配置目录，它是在CONFIG_XXX变量中用y,n,m三个状态进行配置的目录，这种形态的内核配置系统叫做kconfig。根据kconfig提供的三个状态(y,n,m)决定是否构建内核相应的模块（Kconfig系统中y,n,m只是bool类型的配置选项，实际上.config中可能有hex/int/bool/tristate/string这多种类型的选项）。
状态为y时：相应的二进制文件，与vmlinux链接。状态为m时：不会和vmlinux链接，但作为模块执行编译。状态为n时：不编译。
mconf通过.config配置文件，生成autoconf.h头文件
tigger@ubuntu:/mnt/VMDisk1/kernel/goldfish$ find ./ -name autoconf.h./include/linux/autoconf.h./include/generated/autoconf.h
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这两个文件是一样的，也不知道谁复制的谁，大体看一下文件内容：
#define CONFIG_RING_BUFFER 1#define CONFIG_NF_CONNTRACK_H323 1#define CONFIG_KERNEL_GZIP 1#define CONFIG_INPUT_KEYBOARD 1#define CONFIG_IP_NF_TARGET_REDIRECT 1#define CONFIG_CRC32 1#define CONFIG_NF_NAT_PROTO_SCTP 1#define CONFIG_HAVE_AOUT 1#define CONFIG_VFP 1#define CONFIG_AEABI 1#define CONFIG_FB_TILEBLITTING 1#define CONFIG_HIGH_RES_TIMERS 1#define CONFIG_BLK_DEV_DM 1#define CONFIG_VLAN_8021Q 1
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可以发现，在.config中定义的的宏，在预处理阶段被处理成了各种#define语句。
利用kconfig完成内核配置，准备好.config文件后，即可构建内核。构建内核是指，编译内核，链接各个二进制文件，最终生成一个二进制文件zImage的一系列过程。
从linux2.6开始，内核采用kbuild系统来进行编译了，kbuild是指上是一堆脚本的组合。
linux内核Makefile分类:
* Kernel Makefile： 位于内核源代码的顶层目录，也叫Top Makefile。主要用于指定编译内核的目标文件(vmlinux)和模块。在编译内核或模块时，这个文件会被首先读取，并根据内容设置环境变量。
* kbuild Makefile： kbuild系统使用kbuild Makefile来编译内核或模块，Kbuild Makefile指定哪些编译近内核，哪些编译为模块。
* arch Makefile： 位于./arch/$(ARCH)/Makefile，是系统对应平台的Makefile。top makefile会包含这个文件来指定平台相关信息，只有平台开发人员需要关心这个文件。
vmlinux的生成
编译后，vmlinux是在内核目录树的根目录下生成的一个ELF文件，这里以goldfish下执行make为例，查看vmlinux的生成。 当执行make命令的时候，会先扫描内核的根目录的Makefile:
##(后续只列举关键内容)，./Makefile##.PHONY: $(PHONY)是在Makefile最后定义的, .PHONY是将一个目标声明为伪目标，##这样make在执行规则时不会试图去查找隐含规则来创建他(简单理解不会把_all当##成一个文件，不会存在如果当前目录存在_all这个文件，而文件不更新，系统不能编译的问题)##所有这样的文件都加到了.PHONY里面。PHONY := _all##_all是编译的默认目标，就是make指令的默认目标_all:ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)##如果没指定编译模块_all: allelse##如果指定是编译模块_all: modulesendif#如果没指定编译模块，则这里最终编译的就是vmlinux#（注：在体系结构相关的makefile中一般还有一个all，即zImage）all: vmlinuxvmlinux: $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o $(kallsyms.o) FORCE##vmlinux-modpost不存在，这里好像是忽略了??$(call vmlinux-modpost)##如果if_changed_rule成立则执行rule_vmlinux__$(call if_changed_rule,vmlinux__)##删除.old_version$(Q)rm -f .old_version
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后续会分析其中的各个目标
目标文件 vmlinux.o
vmlinux.o是没有去除符号表的可执行文件，最终生成的vmlinux为真正的内核镜像
-rwxr-xr-x 1 tigger tigger 61M -12-22 01:21 vmlinux*-rw-r--r-- 1 tigger tigger 109M -12-22 01:21 vmlinux.o
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目标文件 vmlinux.lds
vmlinux.lds是一个链接脚本，是给ld链接器使用的。一般来说，普通程序是不需要指定linker script的，也不需要关心各个section的具体位置。当程序执行时，kernel中的ELF Loader会根据ELF文件头解析可执行文件的各个section，并把他们映射到虚拟地址空间。然而，内核启动时，必须首先确定各个section的具体位置，这就是vmlinux.lds的作用。这个文件必然是体系结构相关的，在arm中有两个连接脚本分别位于：
./arch/arm/kernel/vmlinux.lds(这个是给vmlinux编译用的连接脚本，就是这里面的vmlinux.lds)
./arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds(这个是给zImage编译时候用的连接脚本)
目标文件 kallsyms.o
在2.6内核中，为了更好的调试内核，引入了kallsyms机制。kallsyms把内核中用到的所有函数地址和名称链接到内核文件，当内核启动后，同时加载到内存中。当发生oops时候，内核就会
解析eip位于哪个函数中，然后打印出backtrace信息。内核编译的最后，make会执行:nm -n vmlinux|scripts/kallsyms,其中：
1. nm -n vmlinux负责生成所有的内核符号并按地址排序
2. scripts/kallsyms负责处理这个列表，并生成需要的链接文件tmp_kallsyms%.s
也就是说kallsyms实际上是内核编译完了之后，vmlinux中通过nm命令生成的，所以所有符号地址都包括了，实际上是和System.map是一样的。
而且kallsyms中所有函数的地址，是放在一个全局数组kallsyms_addresses[]中的，如下:
kallsyms_addresses:PTR_text + 0x180PTR_text + 0x180PTR_text + 0x180PTR_text + 0x194PTR_text + 0x360PTR_text + 0x374PTR_text + 0x484PTR_text + 0x594PTR_text + 0x5f4PTR_text + 0x5f8PTR_text + 0x60cPTR_text + 0x624
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kallsyms_addresses中的每一个表项，都在重定位表中有记录，如果内核发生了重定位，那么kallsyms中的内容也会跟着修改，所以cat /proc/kallsyms的时候总是看到的是真正的函数地址。
kallsyms的整个符号表，最终都会放在kallsyms.o文件中。
#kallsyms也是最终依赖一个文件，这个是.tmp_kallsymsX.okallsyms.o := .tmp_kallsyms$(last_kallsyms).o
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目标 vmlinux-init
#./Makefilevmlinux-init := $(head-y) $(init-y)
1212head-y
#./Makefile#head-y定义在具体体系结构的makefile中,这句include会载入head-y的定义include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile
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#./arch/arm/Makefile#这里的MMUEXT应该是是否开启mmu的意思，如果不开启就是head-nommu.o，开启就是head.ohead-y := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o \arch/arm/kernel/init_task.o
12341234init-y
#./Makefile#一开始init-y是个目录init-y := init/#后续把init-y变量中所有符合%/的替换为%/built-in.o，这句之后init-y 被赋值为 init/built-in.oinit-y:= $(patsubst %/, %/built-in.o, $(init-y))
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所以最终vmlinux-init 实际上是:
1. arch/arm/kernel/head.o（这是Image/vmlinux的入口代码)。
2. arch/arm/kernel/init_task.o
3. init/built-in.o
三者链接而来的。
目标 vmlinux-main
vmlinux-main := $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
11core-y
#./Makefilecore-y := usr/ifeq ($(KBUILD_EXTMOD),)core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/#如果是编译内核的话，core-y最终包含: usr/ kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/#目录下的built-in.o。编译模块的话，就只包含usr/build-in.o。core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))
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#./arch/arm/Makefile#除此之外,core-y还包含体系结构相关的:arch/arm/kernel、mm、common#以及具体芯片相关的:mach-xxx,plat-xxx目录下built-in.o文件（如mach-goldfish）。#(见前面的include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile)，几乎涵盖了所有built-in.o。machdirs := $(patsubst %,arch/arm/mach-%/,$(machine-y))platdirs := $(patsubst %,arch/arm/plat-%/,$(plat-y))core-y += arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/core-y += arch/arm/net/core-y += $(machdirs) $(platdirs)
123456789123456789libs-y
#libs-y也是包含具体体系结构相关的库，并且包括lib.a和built-in.o两个文件#./Makefilelibs-y := lib/#把$(libs-y)中所有的%/替换为%/lib.a -> libs-y1libs-y1 := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))#把$(libs-y)中所有的%/替换为%/built-in.o -> libs-y2libs-y2 := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))##libs-y等于二者的合并libs-y := $(libs-y1) $(libs-y2)
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#./arch/arm/Makefile#在libs-y的目录基础上加上arch/arm/lib/这个目录，这是在libs-y1,libs-y2合并前加入的libs-y := arch/arm/lib/ $(libs-y)
123123drivers-y
#./Makefiledrivers-y := drivers/ sound/ firmware/#drivers, sound, firmware目录的所有built-in.o文件drivers-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(drivers-y))
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#./arch/arm/Makefile#根据配置文件决定是否加入体系结构相关的驱动drivers-$(CONFIG_OPROFILE) += arch/arm/oprofile/
123123net-y
#./Makefilenet-y := net/#net目录的built-in.onet-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(net-y))
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总结一下,vmlinux-main是由以下四个目标组成的:
core-y: 包含体系结构无关的usr/ kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/ 目录下的built-in.o文件(如果是编译module，则只包含usr/built-in.o)。包含体系结构相关的文件，在arm下为arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/ arch/arm/net/下的built-in.o。包含具体芯片相关的文件，如arch/arm/plat-%/ arch/arm/mach-%/下的built-in.o。libs-y: 包含arch/arm/lib/和 lib/目录下的built-in.o和lib.a文件。drivers-y: 包含drivers/ sound/ firmware/以及arch/arm/oprofile/（可选）目录下的built-in.o文件。net-y: 包含net/built-in.o文件。
vmlinux的生成过程规则: rule_vmlinux__
define rule_vmlinux__:#makefile -n的时候只是打印命令不会执行，这个+号表示始终执行#这货生成.version文件旧的.version存到.old_version,内容为"1"$(if $(CONFIG_KALLSYMS),,+$(call cmd,vmlinux_version))#调用cmd_vmlinux__命令,这个命令实际上就是将vmlinux的一堆依赖目标，连接为vmlinux$(call cmd,vmlinux__)#如果当前$@为DIR/vmlinux，则这个命令被存储到DIR/.vmlinux.cmd中#@D为$@中的目录(DIR)，@F为$@中的文件(vmlinux)$(Q)echo 'cmd_$@ := $(cmd_vmlinux__)' > $(@D)/.$(@F).cmd#quiet默认为空(有可能为silent_),为空时调用cmd_sysmap#cmd_sysmap = $(CONFIG_SHELL) $(srctree)/scripts/mksysmap#这里调用mksysmap来生成System.map，mksysmap就是个脚本，其内容为:#$NM -n $1 | grep -v '\( [aNUw] \)\|\(__crc_\)\|\( \$[adt]\)' > $2$(Q)$(if $($(quiet)cmd_sysmap), \##显示命令echo ' $($(quiet)cmd_sysmap) System.map' &&) \$(cmd_sysmap) $@ System.map; \if [ $$? -ne 0 ]; then \rm -f $@; \/bin/false;\fi;#应该是再弄一遍符号表出来，比较符号是否正确$(verify_kallsyms)endefdefine verify_kallsyms$(Q)$(if $($(quiet)cmd_sysmap), \echo ' $($(quiet)cmd_sysmap) .tmp_System.map' &&)\$(cmd_sysmap) .tmp_vmlinux$(last_kallsyms) .tmp_System.map$(Q)cmp -s System.map .tmp_System.map || \(echo Inconsistent kallsyms data; \echo This is a bug - please report about it;\echo Try "make KALLSYMS_EXTRA_PASS=1" as a workaround;\rm .tmp_kallsyms* ; /bin/false )endef
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rule_vmlinux__ -> cmd_vmlinux__
#?=是 如果没有被复制，则等于，这里是调用LD连接vmlinux所需的各种文件#LDFLAGS,LDFLAGS_vmlinux这些变量会作为LD的链接参数#-o $@指定最终生成的文件为vmlinuxcmd_vmlinux__ ?= $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux) -o $@ \# -T指定链接脚本文件为vmlinux-lds 后面跟着的$(vmlinux-init)为一堆目标文件-T $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init)\##如果ld载入了一个库，发现该库中，有UNDF，未被定义的变量，有了这个参数的指示后，就会在这一堆.a和.o文件里面反复搜索，直至找到为止，否则，如果在已经加载的库中，找不到，就会报错????--start-group $(vmlinux-main) --end-group \##从$^中去除$(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o FORCE中的字符，并返回结果,这里的结果就是.tmp_kallsyms2.o（没用kallsyms.o)$(filter-out $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o FORCE ,$^)
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rule_vmlinux生成的vmlinux.cmd:
#在mt6582下,vmlinux.cmd如下:cmd_vmlinux := arm-linux-androideabi-ld.bfd \ #$(LD)-EL -p --no-undefined -X --emit-relocs --build-id \ #$LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux)-o vmlinux \ #$-o $@-T arch/arm/kernel/vmlinux.lds \ #-T $(vmlinux-lds)arch/arm/kernel/head.o arch/arm/kernel/init_task.o init/built-in.o \ #$(vmlinux-init)--start-group \usr/built-in.o arch/arm/vfp/built-in.o arch/arm/kernel/built-in.o arch/arm/mm/built-in.o arch/arm/common/built-in.o arch/arm/net/built-in.o mediatek/platform/mt6582/kernel/core/built-in.o kernel/built-in.o mm/built-in.o fs/built-in.o ipc/built-in.o security/built-in.o crypto/built-in.o block/built-in.o arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o drivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o mediatek/kernel/built-in.o mediatek/custom/out/kernel/built-in.o mediatek/platform/mt6582/kernel/drivers/built-in.o aliyun/security/built-in.o net/built-in.o \ #$(vmlinux-main)--end-group \.tmp_kallsyms2.o #$(filter-out $(vmlinux-lds) $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) vmlinux.o FORCE ,$^)
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也就是说vmlinux实际上是由vmlinux.lds 连接vmlinux-init, vmlinux-main和.tmp_kallsyms2.o而成的，与vmlinx.o没有链接的关系!!!
vmlinux.o的生成
#vmlinux.o只依赖于$(modpost-init) $(vmlinux-main)两个目标文件，##其最终调用的是rule_vmlinux-modpostvmlinux.o: $(modpost-init) $(vmlinux-main) FORCE$(call if_changed_rule,vmlinux-modpost)define rule_vmlinux-modpost:#调用cmd_vmlinux-modpost，这个函数是用来链接生成vmlinux.o的+$(call cmd,vmlinux-modpost)#实际上调用的是make -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost vmlinux.o$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost $@#dot-target是在$@的前面加个.,这里就是.vmlinux.o.cmd,这里是#将命令存储到.vmlinux.o.cmd$(Q)echo 'cmd_$@ := $(cmd_vmlinux-modpost)' > $(dot-target).cmdendif#cmd_vmlinux-modpost负责生成vmlinux.o，其规则和vmlinux的规则差不多#其差别主要在于，vmlinux.o没有指定--no-undefined编译选项#没有指定链接脚本，没有指定符号表cmd_vmlinux-modpost = $(LD) $(LDFLAGS) -r -o $@\$(vmlinux-init) --start-group $(vmlinux-main) --end-group \$(filter-out $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) FORCE ,$^)
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vmlinux.o的生成命令(.vmlinux.o.cmd)
cmd_vmlinux.o := arm-linux-androideabi-ld.bfd \ #$(LD)-EL \#$(LDFLAGS)-r -o vmlinux.o \# -r -o $@ ，-r指定了可重定位的输出文件arch/arm/kernel/head.o arch/arm/kernel/init_task.o init/built-in.o \#$(vmlinux-init)--start-group \usr/built-in.o arch/arm/vfp/built-in.o arch/arm/kernel/built-in.o arch/arm/mm/built-in.o arch/arm/common/built-in.o arch/arm/net/built-in.o mediatek/platform/mt6582/kernel/core/built-in.o kernel/built-in.o mm/built-in.o fs/built-in.o ipc/built-in.o security/built-in.o crypto/built-in.o block/built-in.o arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o drivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o mediatek/kernel/built-in.o mediatek/custom/out/kernel/built-in.o mediatek/platform/mt6582/kernel/drivers/built-in.o aliyun/security/built-in.o net/built-in.o \#$(vmlinux-main)--end-group#\$(filter-out $(vmlinux-init) $(vmlinux-main) FORCE ,$^)为空
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make -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost vmlinux.o
rule_vmlinux-modpost生成vmlinux.o后会调用
$(Q)$(MAKE) -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost $@，解析后就是
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解析后就是:
make -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost vmlinux.o
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#./$(srctree)/scripts/Makefile.modpostmodpost = scripts/mod/modpost \$(if $(CONFIG_MODVERSIONS),-m) \$(if $(CONFIG_MODULE_SRCVERSION_ALL),-a,) \$(if $(KBUILD_EXTMOD),-i,-o) $(kernelsymfile) \$(if $(KBUILD_EXTMOD),-I $(modulesymfile))\$(if $(KBUILD_EXTRA_SYMBOLS), $(patsubst %, -e %,$(KBUILD_EXTRA_SYMBOLS))) \$(if $(KBUILD_EXTMOD),-o $(modulesymfile))\$(if $(CONFIG_DEBUG_SECTION_MISMATCH),,-S)\$(if $(KBUILD_EXTMOD)$(KBUILD_MODPOST_WARN),-w) \$(if $(cross_build),-c)#根据make -f的指定，生成vmlinux.o目标vmlinux.o: FORCE$(call cmd,kernel-mod)#最终调用的命令如:scripts/mod/modpost -o $(srctree)/Module.symvers -S vmlinux.o#实际上这一句makefile是用来生成Module.symvers文件的，这个文件是对内核函数做crc签名校验的cmd_kernel-mod = $(modpost) $@
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Module.symvers文件只有在开启CONFIG_MODVERSIONS才生效的，否则里面的crc全是0，我这里没有开，内容如下:
<CRC> <Symbol><module> <type>0x00000000cfg80211_send_rx_assoc vmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000generic_file_splice_write vmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000set_anon_super vmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000kmem_cache_alloc vmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000replace_page_cache_page vmlinux EXPORT_SYMBOL_GPL0x00000000__cond_resched_softirq vmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000mt_fh_popod_restorevmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000i2c_put_adapter vmlinux EXPORT_SYMBOL0x00000000rtc_class_open vmlinux EXPORT_SYMBOL_GPL0x00000000scsi_sense_key_string vmlinux EXPORT_SYMBOL......
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总结一下：
vmlinux依赖于目标文件vmlinux.o，但是二者的生成没有直接关系，即vmlinux并不链接vmlinux.o文件vmlinux和vmlinux.o的区别主要在于: vmlinux指定了–no-undefined编译选项，不可以有未决符号，而vmlinux.o可以有。vmlinux指定了链接脚本vmlinux.lds，vmlinux.o没有连接脚本。vmlinux连接了符号表*kallsyms*.o文件,vmlinux.o没有连接符号表。vmlinux没指定-r选项，vmlinux.o指定了-r选项，-r是用来生成可重定位的目标文件用的，这个选项导致了vmlinux.o虽然链接的较vmlinux少，但实际体积比vmlinux要大（在我编译出的镜像中，vmlinux大小61MB，包含56个段; vmlinx.o大小109MB，包含12119个段，其中有6061个段为重定位段，另外有5981个段为各种ksy*段，如__ksymtab_strings。
zImage的生成
#./arch/arm/Makefile#在根目录makefile中的include $(srctree)/arch/$(SRCARCH)/Makefile会include当前文件#这是all出现的第二个目标，all的所有目标会合并，合并后就是vmlinux和zImageall: $(KBUILD_IMAGE)KBUILD_IMAGE := zImage#zImage还依赖于vmlinuxzImage Image xipImage bootpImage uImage: vmlinux#此命令解析后类似: #make -f scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot MACHINE = XXX arch/arm/boot/zImage#调用makefile.build作为makefile的脚本，obj和MACHINE都为变量#要build的目标为arch/arm/boot/zImage,这个就是target$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
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#./scripts/makefile.build#初始化各个变量为空obj-y :=obj-m :=lib-y :=lib-m :=##包含配置文件，没有就算了(这里没有）-include include/config/auto.conf##导入内部函数include scripts/Kbuild.includesrc := $(obj)##这一句是在src目录下找Makefile文件，对于arch/arm/boot来说，最终找到的是##arch/arm/boot/Makefilekbuild-dir := $(if $(filter /%,$(src)),$(src),$(srctree)/$(src))kbuild-file := $(if $(wildcard $(kbuild-dir)/Kbuild),$(kbuild-dir)/Kbuild,$(kbuild-dir)/Makefile)##所以对于arch/arm/boot来说，最终这里include了./arch/arm/boot/Makefile##最终要编译的目标arch/arm/boot/zImage就是在./arch/arm/boot/Makefile中定义的include $(kbuild-file)
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#./arch/arm/boot/Makefileifneq ($(MACHINE),)#这里一般记录 zreladdr-y，params_phys-y，initrd_phys-y 等信息include $(srctree)/$(MACHINE)/Makefile.bootendifZRELADDR := $(zreladdr-y)PARAMS_PHYS := $(params_phys-y)INITRD_PHYS := $(initrd_phys-y)#这个文件是被include进来的，$(obj)这里就是arch/arm/boot#这个$(obj)/zImage展开的话就是arch/arm/boot/zImage$(obj)/zImage:$(obj)/compressed/vmlinux FORCE##这里是向if_changed传入了objcopy，if_changed会给其加上cmd_开头的头，如果这里得到执行##最终执行的会是cmd_objcopy$(call if_changed,objcopy)@echo ' Kernel: $@ is ready'
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#./scripts/makefile.libcmd_objcopy = $(OBJCOPY) $(OBJCOPYFLAGS) $(OBJCOPYFLAGS_$(@F)) $< $@
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所以zImage实际上是依赖于$(obj)/compressed/vmlinux的，是后者执行了一个objcopy -binary过来的（$(obj)/compressed/vmlinux并不是vmlinux，前者是内核Image压缩为piggy.gz后再次生成的一个压缩后的elf镜像，而后者是内核的镜像，$(obj)/compressed/vmlinux大小约为2.XMB，后面也称其为vmlinux(小），而另一个称为vmlinux(大)）其命令行如下:
cmd_arch/arm/boot/zImage := arm-linux-androideabi-objcopy -O binary -R .comment -S arch/arm/boot/compressed/vmlinux arch/arm/boot/zImage
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目标$(obj)/compressed/vmlinux
#./arch/arm/boot/Makefile#vmlinux(小)依赖于Image$(obj)/compressed/vmlinux: $(obj)/Image FORCE#这句和前面类似，还是make -f makefile.build #最终include arch/arm/boot/compressed/makefile#目标$(obj)/compressed/vmlinux定义在arch/arm/boot/compressed/makefile中$(Q)$(MAKE) $(build)=$(obj)/compressed $@ #Image又依赖于vmlinux(大)$(obj)/Image: vmlinux FORCE#Image同样是vmlinux(大)通过objcopy -binary过来的，.Image.cmd如下:#cmd_arch/arm/boot/Image := arm-linux-androideabi-objcopy \#-O binary -R .comment -S vmlinux arch/arm/boot/Image$(call if_changed,objcopy)@echo ' Kernel: $@ is ready'
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#./arch/arm/boot/compress/MakefileHEAD = head.oOBJS =#这个OBJS根据不同CONFIG还可能有多个.oOBJS += string.o lib1funcs = $(obj)/lib1funcs.oashldi3 = $(obj)/ashldi3.o#这里是piggy.gzip,这个文件实际上就是压缩了Image，再加上piggy.S编译来的#这里的suffix_y最终执行的是cmd_gzip（./script/makefile.lib)$(obj)/piggy.$(suffix_y): $(obj)/../Image FORCE$(call if_changed,$(suffix_y))#piggy.gzip.o依赖于piggy.gzip,这只是依赖关系，默认没有编译脚本，所以#默认编译的是piggy.gzip.S$(obj)/piggy.$(suffix_y).o: $(obj)/piggy.$(suffix_y) FORCE#vmlinux(小)也是有个自己的链接脚本vmlinux.lds的，这个和vmlinux(大)的是不同的两个脚本。$(obj)/vmlinux: $(obj)/vmlinux.lds $(obj)/$(HEAD) $(obj)/piggy.$(suffix_y).o \$(addprefix $(obj)/, $(OBJS)) $(lib1funcs) $(ashldi3) FORCE@$(check_for_multiple_zreladdr)$(call if_changed,ld)@$(check_for_bad_syms)
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文件piggy.gzip.s
#此文件直接将piggy.zip包含进来了.section .piggydata,#alloc.globl input_datainput_data:.incbin "arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip".globl input_data_endinput_data_end:
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zImage的生成流程图
从vmlinux到zImage的步骤如图:
*.cmd
在构建内核时，各个*.o的目录下都有一个.*.cmd，这个文件是记录这个.o最终执行的编译命令的，如vmlinux.cmd和.vmlinux.o.cmd，从vmlinux到zImage的步骤总结如下：//1.vmlinux(61MB)->Image(5.1M) //./arch/arm/boot/.Image.cmdcmd_arch/arm/boot/Image := arm-eabi-objcopy \-O binary -R .comment -S vmlinux arch/arm/boot/Image//2. Image(5.1MB)->piggy.gzip（1.7MB）（gzip -9 压缩)//./arch/arm/boot/compressed/.piggy.gz.cmdcmd_arch/arm/boot/compressed/piggy.gz := gzip -f -9 \< arch/arm/boot/compressed/../Image > \arch/arm/boot/compressed/piggy.gz//3. piggy.gzip(1.7MB)->piggy.o（1.7MB）//实际上是将piggy.gz通过piggy.S编译进piggy.o文件中,piggy.S文件仅有6行//./arch/arm/boot/compressed/.piggy.o.cmd//4. head.o 、piggy.o 、misc.o,piggy.o -> vmlinux(2.6MB) //这个vmlinux是在./arch/arm/boot/compressed目录下的，且经过压缩且含有自解压代码的内核。//./arch/arm/boot/compressed/.vmlinux.cmdcmd_arch/arm/boot/compressed/vmlinux := arm-eabi-ld -EL\--defsym _kernel_bss_size=1419856 \--defsym zreladdr=0x00008000 \-p --no-undefined -X -T \arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds \arch/arm/boot/compressed/head.o \arch/arm/boot/compressed/piggy.gzip.o \arch/arm/boot/compressed/misc.o \arch/arm/boot/compressed/decompress.o \arch/arm/boot/compressed/string.o \arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.o \arch/arm/boot/compressed/ashldi3.o \-o arch/arm/boot/compressed/vmlinux//5. vmlinux(2.6MB)->zImage(2.5MB)//将arch/arm/boot/compressed/vmlinux去除调试信息、注释、符号表等内容，生成arch/arm/boot/zImage,这是一个可以使用的linux内核映像文件了，一个linux内核镜像，最终约2.5MB大小//./arch/arm/boot/.zImage.cmdcmd_arch/arm/boot/zImage := arm-eabi-objcopy \-O binary -R .comment \-S arch/arm/boot/compressed/vmlinux \arch/arm/boot/zImage
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vmlinux.ld
//vmlinux.lds.s用于对ld的输出进行排版//指定一个特定的输出机器架构，可以使用arm-XXX-objdump -f来查看一个文件的机器架构OUTPUT_ARCH(arm)//ENTRY用来设置程序的入口点ENTRY(_start)SECTIONS{//这个.代表默认的地址计数器，如果一个段没指定地址，就用当前地址计数//器的默认地址，这个地址在每次应用于一个段之后，会自加。. = 0;_text = .;.text : {//_start是程序入口地址，被放在了0x00000000的位置，从此可以反向推出，此芯片的上电启动地址为0x0000000,这个vmlinux.lds用于//生成那个2.6MB的vmlinux，所以这个0x00000000也是最终镜像zImage的启动地址。_start = .;*(.start)*(.text)*(.text.*)*(.fixup)*(.gnu.warning)*(.glue_7t)*(.glue_7)}.rodata : {*(.rodata)*(.rodata.*)}.piggydata : {*(.piggydata)}. = ALIGN(4);_etext = .;.got.plt: { *(.got.plt) }_got_start = .;.got: { *(.got) }_got_end = .;.pad: { BYTE(0); . = ALIGN(8); }_edata = .;. = ALIGN(8);__bss_start = .;.bss: { *(.bss) }_end = .;. = ALIGN(8);.stack : { *(.stack) }.stab 0 : { *(.stab) }.stabstr 0 : { *(.stabstr) }.stab.excl 0: { *(.stab.excl) }.stab.exclstr 0 : { *(.stab.exclstr) }.stab.index 0: { *(.stab.index) }.stab.indexstr 0 : { *(.stab.indexstr) }.comment 0 : { *(.comment) }}
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参考资料
[1]./ar01s07.html?ckattempt=1
[2]./c?m=9d78d513d99d17b8589c837e7b01d6160e54f6743da791532c94d55f92144c413171e2cb72624d4391d27d1716df4e4b9bf62173471456b28cbc8d5dabba85592e9c60742e13dc0754910eaeb85b388465d54de9d848a7e1a461cfb9d2a48e090cd705523cd3abd50d5603cd1ba34862bdedd813544817ceb06472f82d3173c83447c218aab9657900f5b18d0111853dd71545ccf366ee2915c142f940597f1af75bb67c027a66f74853a11f615d85ec29a1702e5724c213ecfb9fe1b41fd09ab977c3a797b828e122a698bbae30036d&p=c46cce10ba904ead08e2977c0908cd&newp=8570c54ad5c145c30be296645b5f88231610db2151d4d31013&user=baidu&fm=sc&query=ld++%2D%2Dstart%2Dgroup%B5%C4%D7%F7%D3%C3&qid=89430f6200031c87&p1=7
