### Linux Kernel Makefiles详解
#### 1. 概览
Linux 内核的构建系统主要由以下几个部分组成：
- **Makefile**：位于内核源码树的根目录下，是顶层的 `Makefile` 文件。
- **.config**：内核配置文件，通过配置工具如 `menuconfig` 或 `xconfig` 生成。
- **arch/*/Makefile**：针对不同体系架构（architecture）的 `Makefile` 文件。
- **子目录 `Makefile`**：大约有 300 多个这样的 `Makefile` 文件，每个子目录都包含一个用于定义特定模块或组件构建规则的 `Makefile`。
- **Rules.make**：这是一个通用的规则文件，被所有的子目录 `Makefile` 包含，用于定义所有子目录共享的构建规则。
顶层 `Makefile` 负责读取 `.config` 文件，并根据该文件中定义的配置构建两个主要产品：`vmlinux`（驻留内核镜像）和 `modules`（所有模块文件）。为了实现这一目标，顶层 `Makefile` 需要递归地访问内核源码树中的各个子目录。这些被访问的子目录取决于内核的配置情况。此外，顶层 `Makefile` 还会文本包含一个名为 `arch/$(ARCH)/Makefile` 的架构特异性 `Makefile`，以便引入特定于架构的信息。
#### 2. 各方角色与职责
在内核构建过程中，人们通常扮演四种不同的角色：
- **用户**：这类人负责构建内核，他们执行诸如 `makemenuconfig` 或 `make bzImage` 这样的命令来配置和编译内核。一般情况下，他们不会阅读或编辑 `Makefile` 文件。
- **配置者**：这部分人员编写并维护 `.config` 文件，确保它正确反映了内核的功能需求。
- **开发者**：负责编写和维护 `Makefile` 文件，以确保它们能够正确地构建内核及其模块。
- **工具作者**：这些人编写自动化工具来帮助其他角色更高效地完成任务，例如配置工具、编译工具等。
#### 3. Makefile 语言
`Makefile` 文件使用一种特定的语言，该语言允许定义变量、规则以及执行依赖性管理。这种语言简单但功能强大，支持复杂的条件逻辑和循环结构。
#### 4. 从顶层传递下来的变量
在构建过程中，顶层 `Makefile` 会将一系列变量传递到子目录 `Makefile`。这些变量可能包括但不限于：
- **CONFIG_***：表示配置选项的布尔值。
- **ARCH**：当前架构。
- **SUBARCH**：子架构。
- **HOSTCC**：主机端编译器。
- **CROSS_COMPILE**：交叉编译前缀。
- **KBUILD_*_FLAGS**：编译标志，如 `KBUILD_CFLAGS` 和 `KBUILD_AFLAGS`。
#### 5. 架构特异性 `Makefile` 结构
架构特异性 `Makefile` 主要包含以下几部分：
- **5.1 架构特异性变量**：这些变量提供了关于特定架构的信息，如处理器类型、内存布局等。
- **5.2 vmlinux 构建变量**：这些变量定义了如何构建 `vmlinux`。
- **5.3 vmlinux 构建后的目标**：定义了在 `vmlinux` 构建完成后需要执行的步骤，比如签名、压缩等。
- **5.4 必须的架构特异性目标**：指定了每个架构必须实现的构建目标。
#### 6. 子目录 `Makefile` 结构
子目录 `Makefile` 文件包含了构建特定模块或组件所需的规则和变量。其结构如下：
- **6.1 注释**：提供有关 `Makefile` 目的和用法的文档。
- **6.2 目标定义**：定义可以构建的目标。
- **6.3 规则部分**：包含构建规则的具体实现。
- **6.4 特殊规则**：处理特定情况下的特殊构建需求。
#### 7. `Rules.make` 变量
`Rules.make` 文件中定义了一些特殊的变量，用于控制构建过程：
- **7.1 子目录**：定义哪些子目录需要被访问。
- **7.2 对象文件目标**：指定如何构建对象文件。
- **7.3 库文件目标**：定义如何构建库文件。
- **7.4 可加载模块目标**：规定如何构建可加载模块。
- **7.5 多部分模块**：处理多部分组成的模块构建。
- **7.6 编译标志**：设置编译时使用的标志。
- **7.7 其他变量**：其他对构建过程有用的变量。
#### 8. 新式变量
随着内核版本的更新，新的变量被引入以增强灵活性和功能性：
- **8.1 新变量**：新引入的变量，用于改进构建流程。
- **8.2 转换至旧式**：提供向后兼容的方法，使得旧式变量仍然可以使用。
#### 9. 致谢
文档提到了对该文档的贡献者表示感谢。这表明内核社区对于文档的维护和更新有着高度的重视，同时也体现了社区合作的重要性。
Linux 内核的构建系统是一个复杂而精细的体系，涉及多个层次和组件之间的协作。理解这些组成部分对于深入学习和优化内核构建流程至关重要。
