介绍
　　我不会告诉你怎么在自己的电脑上去构建、安装一个定制化的 Linux 内核，这样的资料太多了，它们会对你有帮助。本文会告诉你当你在内核源码路径里敲下make 时会发生什么。
　　当我刚刚开始学习内核代码时，Makefile 是我打开的第一个文件，这个文件看起来真令人害怕。那时候这个 Makefile 还只包含了1591 行代码，当我开始写本文时，内核已经是4.2.0的第三个候选版本 了。
　　这个 makefile 是 Linux 内核代码的根 makefile ，内核构建始于此处。是的，它的内容很多，但是如果你已经读过内核源代码，你会发现每个包含代码的目录都有一个自己的 makefile。当然了，我们不会去描述每个代码文件是怎么编译链接的，所以我们将只会挑选一些通用的例子来说明问题。而你不会在这里找到构建内核的文档、如何整洁内核代码、tags 的生成和交叉编译 相关的说明，等等。我们将从make 开始，使用标准的内核配置文件，到生成了内核镜像 bzImage 结束。
　　如果你已经很了解 make 工具那是好，但是我也会描述本文出现的相关代码。
　　让我们开始吧！
　　编译内核前的准备
　　在开始编译前要进行很多准备工作。主要的是找到并配置好配置文件，make 命令要使用到的参数都需要从这些配置文件获取。现在让我们深入内核的根 makefile 吧
　　内核的根 Makefile 负责构建两个主要的文件：vmlinux （内核镜像可执行文件）和模块文件。内核的 Makefile 从定义如下变量开始：
　　VERSION = 4
　　PATCHLEVEL = 2
　　SUBLEVEL = 0
　　EXTRAVERSION = -rc3
　　NAME = Hurr durr I'ma sheep
　　这些变量决定了当前内核的版本，并且被使用在很多不同的地方，比如同一个 Makefile 中的 KERNELVERSION ：
　　KERNELVERSION = $(VERSION)$(if $(PATCHLEVEL)，.$(PATCHLEVEL)$(if $(SUBLEVEL)，.$(SUBLEVEL)))$(EXTRAVERSION)
　　接下来我们会看到很多ifeq 条件判断语句，它们负责检查传递给 make 的参数。内核的 Makefile 提供了一个特殊的编译选项 make help ，这个选项可以生成所有的可用目标和一些能传给 make 的有效的命令行参数。举个例子，make V=1 会在构建过程中输出详细的编译信息，第一个 ifeq 是检查传递给 make 的 V=n 选项。
　　ifeq ("$(origin V)"， "command line")
　　KBUILD_VERBOSE = $(V)
　　endif
　　ifndef KBUILD_VERBOSE
　　KBUILD_VERBOSE = 0
　　endif
　　ifeq ($(KBUILD_VERBOSE)，1)
　　quiet =
　　Q =
　　else
　　quiet=quiet_
　　Q = @
　　endif
　　export quiet Q KBUILD_VERBOSE
　　如果 V=n 这个选项传给了 make ，系统会给变量 KBUILD_VERBOSE 选项附上 V 的值，否则的话KBUILD_VERBOSE 会为 0。然后系统会检查 KBUILD_VERBOSE 的值，以此来决定 quiet 和Q 的值。符号 @ 控制命令的输出，如果它被放在一个命令之前，这条命令的输出将会是 CC scripts/mod/empty.o，而不是Compiling …. scripts/mod/empty.o（LCTT 译注：CC 在 makefile 中一般都是编译命令）。在这段后，系统导出了所有的变量。
　　下一个 ifeq 语句检查的是传递给 make 的选项 O=/dir，这个选项允许在指定的目录 dir 输出所有的结果文件：
　　ifeq ($(KBUILD_SRC)，)
　　ifeq ("$(origin O)"， "command line")
　　KBUILD_OUTPUT := $(O)
　　endif
　　ifneq ($(KBUILD_OUTPUT)，)
　　saved-output := $(KBUILD_OUTPUT)
　　KBUILD_OUTPUT := $(shell mkdir -p $(KBUILD_OUTPUT) && cd $(KBUILD_OUTPUT) /
　　&& /bin/pwd)
　　$(if $(KBUILD_OUTPUT)，， /
　　$(error failed to create output directory "$(saved-output)"))
　　sub-make: FORCE
　　$(Q)$(MAKE) -C $(KBUILD_OUTPUT) KBUILD_SRC=$(CURDIR) /
　　-f $(CURDIR)/Makefile $(filter-out _all sub-make，$(MAKECMDGOALS))
　　skip-makefile := 1
　　endif # ifneq ($(KBUILD_OUTPUT)，)
　　endif # ifeq ($(KBUILD_SRC)，)
　　系统会检查变量 KBUILD_SRC，它代表内核代码的顶层目录，如果它是空的（第一次执行 makefile 时总是空的），我们会设置变量 KBUILD_OUTPUT 为传递给选项 O 的值（如果这个选项被传进来了）。下一步会检查变量 KBUILD_OUTPUT ，如果已经设置好，那么接下来会做以下几件事：
　　将变量 KBUILD_OUTPUT 的值保存到临时变量 saved-output；
　　尝试创建给定的输出目录；
　　检查创建的输出目录，如果失败了打印错误；
　　如果成功创建了输出目录，那么在新目录重新执行 make 命令（参见选项-C）。
　　下一个 ifeq 语句会检查传递给 make 的选项 C 和 M：
　　ifeq ("$(origin C)"， "command line")
　　KBUILD_CHECKSRC = $(C)
　　endif
　　ifndef KBUILD_CHECKSRC
　　KBUILD_CHECKSRC = 0
　　endif
　　ifeq ("$(origin M)"， "command line")
　　KBUILD_EXTMOD := $(M)
　　endif
　　第一个选项 C 会告诉 makefile 需要使用环境变量 $CHECK 提供的工具来检查全部 c 代码，默认情况下会使用sparse。第二个选项 M 会用来编译外部模块（本文不做讨论）。
　　系统还会检查变量 KBUILD_SRC，如果 KBUILD_SRC 没有被设置，系统会设置变量 srctree 为.：
　　ifeq ($(KBUILD_SRC)，)
　　srctree := .
　　endif
　　objtree := .
　　src     := $(srctree)
　　obj     := $(objtree)
　　export srctree objtree VPATH
　　这将会告诉 Makefile 内核的源码树在执行 make 命令的目录，然后要设置 objtree 和其他变量为这个目录，并且将这些变量导出。接着是要获取 SUBARCH 的值，这个变量代表了当前的系统架构（LCTT 译注：一般都指CPU 架构）：
　　SUBARCH := $(shell uname -m | sed -e s/i.86/x86/ -e s/x86_64/x86/ /
　　-e s/sun4u/sparc64/ /
　　-e s/arm.*/arm/ -e s/sa110/arm/ /
　　-e s/s390x/s390/ -e s/parisc64/parisc/ /
　　-e s/ppc.*/powerpc/ -e s/mips.*/mips/ /
　　-e s/sh[234].*/sh/ -e s/aarch64.*/arm64/ )
　　如你所见，系统执行 uname 得到机器、操作系统和架构的信息。因为我们得到的是 uname 的输出，所以我们需要做一些处理再赋给变量 SUBARCH 。获得 SUBARCH 之后要设置SRCARCH 和 hfr-arch，SRCARCH 提供了硬件架构相关代码的目录，hfr-arch 提供了相关头文件的目录：
　　ifeq ($(ARCH)，i386)
　　SRCARCH := x86
　　endif
　　ifeq ($(ARCH)，x86_64)
　　SRCARCH := x86
　　endif
　　hdr-arch  := $(SRCARCH)
　　注意：ARCH 是 SUBARCH 的别名。如果没有设置过代表内核配置文件路径的变量 KCONFIG_CONFIG，下一步系统会设置它，默认情况下是 .config ：
　　KCONFIG_CONFIG  ?= .config
　　export KCONFIG_CONFIG
　　以及编译内核过程中要用到的 shell
　　CONFIG_SHELL := $(shell if [ -x "$$BASH" ]; then echo $$BASH; /
　　else if [ -x /bin/bash ]; then echo /bin/bash; /
　　else echo sh; fi ; fi)
　　接下来要设置一组和编译内核的编译器相关的变量。我们会设置主机的 C 和 C++ 的编译器及相关配置项：
　　HOSTCC       = gcc
　　HOSTCXX      = g++
　　HOSTCFLAGS   = -Wall -Wmissing-prototypes -Wstrict-prototypes -O2 -fomit-frame-pointer -std=gnu89
　　HOSTCXXFLAGS = -O2
　　接下来会去适配代表编译器的变量 CC，那为什么还要 HOST* 这些变量呢？这是因为 CC 是编译内核过程中要使用的目标架构的编译器，但是 HOSTCC 是要被用来编译一组 host 程序的（下面我们会看到）。
　　然后我们看到变量 KBUILD_MODULES 和 KBUILD_BUILTIN 的定义，这两个变量决定了我们要编译什么东西（内核、模块或者两者）：
　　KBUILD_MODULES :=
　　KBUILD_BUILTIN := 1
　　ifeq ($(MAKECMDGOALS)，modules)
　　KBUILD_BUILTIN := $(if $(CONFIG_MODVERSIONS)，1)
　　endif
　　在这我们可以看到这些变量的定义，并且，如果们仅仅传递了 modules 给 make，变量 KBUILD_BUILTIN 会依赖于内核配置选项 CONFIG_MODVERSIONS。
　　下一步操作是引入下面的文件：
　　include scripts/Kbuild.include
　　文件 Kbuild 或者又叫做 Kernel Build System 是一个用来管理构建内核及其模块的特殊框架。kbuild 文件的语法与 makefile 一样。文件scripts/Kbuild.include 为 kbuild 系统提供了一些常规的定义。因为我们包含了这个 kbuild 文件，我们可以看到和不同工具关联的这些变量的定义，这些工具会在内核和模块编译过程中被使用（比如链接器、编译器、来自 binutils 的二进制工具包 ，等等）：
　　AS      = $(CROSS_COMPILE)as
　　LD      = $(CROSS_COMPILE)ld
　　CC      = $(CROSS_COMPILE)gcc
　　CPP     = $(CC) -E
　　AR      = $(CROSS_COMPILE)ar
　　NM      = $(CROSS_COMPILE)nm
　　STRIP       = $(CROSS_COMPILE)strip
　　OBJCOPY     = $(CROSS_COMPILE)objcopy
　　OBJDUMP     = $(CROSS_COMPILE)objdump
　　AWK     = awk
　　...
　　...
　　...
　　在这些定义好的变量后面，我们又定义了两个变量：USERINCLUDE 和 LINUXINCLUDE。他们包含了头文件的路径（第一个是给用户用的，第二个是给内核用的）：
　　USERINCLUDE    := /
　　-I$(srctree)/arch/$(hdr-arch)/include/uapi /
　　-Iarch/$(hdr-arch)/include/generated/uapi /
　　-I$(srctree)/include/uapi /
　　-Iinclude/generated/uapi /
　　-include $(srctree)/include/linux/kconfig.h
　　LINUXINCLUDE    := /
　　-I$(srctree)/arch/$(hdr-arch)/include /
　　...
　　以及给 C 编译器的标准标志：
　　KBUILD_CFLAGS   := -Wall -Wundef -Wstrict-prototypes -Wno-trigraphs /
　　-fno-strict-aliasing -fno-common /
　　-Werror-implicit-function-declaration /
　　-Wno-format-security /
　　-std=gnu89
　　这并不是终确定的编译器标志，它们还可以在其他 makefile 里面更新（比如 arch/ 里面的 kbuild）。变量定义完之后，全部会被导出供其他 makefile 使用。
　　下面的两个变量 RCS_FIND_IGNORE 和 RCS_TAR_IGNORE 包含了被版本控制系统忽略的文件：
　　export RCS_FIND_IGNORE := /( -name SCCS -o -name BitKeeper -o -name .svn -o    /
　　-name CVS -o -name .pc -o -name .hg -o -name .git /) /
　　-prune -o
　　export RCS_TAR_IGNORE := --exclude SCCS --exclude BitKeeper --exclude .svn /
　　--exclude CVS --exclude .pc --exclude .hg --exclude .git
　　这是全部了，我们已经完成了所有的准备工作，下一个点是如果构建vmlinux。
　　直面内核构建
　　现在我们已经完成了所有的准备工作，根 makefile（注：内核根目录下的 makefile）的下一步工作是和编译内核相关的了。在这之前，我们不会在终端看到 make 命令输出的任何东西。但是现在编译的第一步开始了，这里我们需要从内核根 makefile 的 598 行开始，这里可以看到目标vmlinux：
　　all: vmlinux
　　include arch/$(SRCARCH)/Makefile
　　不要操心我们略过的从 export RCS_FIND_IGNORE….. 到 all: vmlinux….. 这一部分 makefile 代码，他们只是负责根据各种配置文件（make *.config）生成不同目标内核的，因为之前我说了这一部分我们只讨论构建内核的通用途径。
　　目标 all: 是在命令行如果不指定具体目标时默认使用的目标。你可以看到这里包含了架构相关的 makefile（在这里指的是 arch/x86/Makefile）。从这一时刻起，我们会从这个 makefile 继续进行下去。如我们所见，目标 all 依赖于根 makefile 后面声明的 vmlinux：
　　vmlinux: scripts/link-vmlinux.sh $(vmlinux-deps) FORCE
　　vmlinux 是 linux 内核的静态链接可执行文件格式。脚本 scripts/link-vmlinux.sh 把不同的编译好的子模块链接到一起形成了 vmlinux。
　　第二个目标是 vmlinux-deps，它的定义如下：
　　vmlinux-deps := $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
　　它是由内核代码下的每个目录的 built-in.o 组成的。之后我们还会检查内核所有的目录，kbuild 会编译各个目录下所有的对应 $(obj-y) 的源文件。接着调用 $(LD) -r 把这些文件合并到一个 build-in.o 文件里。此时我们还没有vmlinux-deps，所以目标 vmlinux 现在还不会被构建。对我而言 vmlinux-deps 包含下面的文件：
　　arch/x86/kernel/vmlinux.lds arch/x86/kernel/head_64.o
　　arch/x86/kernel/head64.o    arch/x86/kernel/head.o
　　init/built-in.o             usr/built-in.o
　　arch/x86/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
　　lib/lib.a                   arch/x86/lib/lib.a
　　lib/built-in.o              arch/x86/lib/built-in.o
　　drivers/built-in.o          sound/built-in.o
　　firmware/built-in.o         arch/x86/pci/built-in.o
　　arch/x86/power/built-in.o   arch/x86/video/built-in.o
　　net/built-in.o