1 zImage编译
_all 是默认目标，如果使用命令make或者make all编译 Linux 的话此目标就会被匹配。
KBUILD_EXTMOD 为空的，因此194 行的代码成立, 因此_all依赖all。all又依赖vmlinux，开始编译vmlinux。
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- distclean
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- imx_v7_defconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- menuconfig
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage -j16
1.1 vmlinux编译
找到vmlinux目标开始分析：
目标 vmlinux 依赖 scripts/link-vmlinux.sh $(vmlinux-deps) FORCE。
vmlinux-deps= $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
其中：
KBUILD_VMLINUX_INIT= $(head-y) $(init-y)
KBUILD_VMLINUX_MAIN = $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
KBUILD_LDS= arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds //链接脚本
综上所述，vmlinux 的依赖为：
scripts/link-vmlinux.sh
$(head-y) 、$(init-y)、$(core-y) 、
$(libs-y) 、$(drivers-y) 、$(net-y)、arch/arm/kernel/vmlinux.lds 和 FORCE
1.1.1 head-y
head-y 定义在文件 arch/arm/Makefile 中:
135 head-y := arch/arm/kernel/head$(MMUEXT).o
当不使能 MMU 的话 MMUEXT=-nommu，如果使能 MMU 的话为空，因此 head-y为：
head-y = arch/arm/kernel/head.o
1.1.2 init-y/drivers-y和net-y
顶层Makefile内容如下：
展开后：
init-y = init/built-in.o
drivers-y = drivers/built-in.o sound/built-in.o firmware/built-in.o
net-y = net/built-in.o
1.1.3 libs-y
顶层Makefile中：
561 libs-y := lib/
在arch/arm/Makefile中，对libs-y又追加了：
libs-y := arch/arm/lib/ $(libs-y)
展开后：
libs-y = arch/arm/lib lib/
回到顶层Makefile:
900 libs-y1 := $(patsubst %/, %/lib.a, $(libs-y))
901 libs-y2 := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(libs-y))
902 libs-y := $(libs-y1) $(libs-y2)
展开后：
libs-y = arch/arm/lib/lib.a lib/lib.a arch/arm/lib/built-in.o lib/built-in.o
1.1.4 core-y
顶层Makefile中：
532 core-y := usr/
......
887 core-y += kernel/ mm/ fs/ ipc/ security/ crypto/ block/
在 arch/arm/Makefile 中会对 core-y 进行追加，代码如下：
269 core-$(CONFIG_FPE_NWFPE) += arch/arm/nwfpe/
270 core-$(CONFIG_FPE_FASTFPE) += $(FASTFPE_OBJ)
271 core-$(CONFIG_VFP) += arch/arm/vfp/
272 core-$(CONFIG_XEN) += arch/arm/xen/
273 core-$(CONFIG_KVM_ARM_HOST) += arch/arm/kvm/
274 core-$(CONFIG_VDSO) += arch/arm/vdso/
275
276 # If we have a machine-specific directory, then include it in the
build.
277 core-y += arch/arm/kernel/ arch/arm/mm/ arch/arm/common/
278 core-y += arch/arm/probes/
279 core-y += arch/arm/net/
280 core-y += arch/arm/crypto/
281 core-y += arch/arm/firmware/
282 core-y += $(machdirs) $(platdirs)
比如使能 VFP 的话就会在.config中有 CONFIG_VFP=y 这一行，那么 core-y 就会追加“arch/arm/vfp/”。
顶层 Makefile 中还有：
897 core-y := $(patsubst %/, %/built-in.o, $(core-y))
最终 core-y 的值为：
core-y = usr/built-in.o arch/arm/vfp/built-in.o \
arch/arm/vdso/built-in.o arch/arm/kernel/built-in.o \
arch/arm/mm/built-in.o arch/arm/common/built-in.o \
arch/arm/probes/built-in.o arch/arm/net/built-in.o \
arch/arm/crypto/built-in.o arch/arm/firmware/built-in.o \
arch/arm/mach-imx/built-in.o kernel/built-in.o\
mm/built-in.o fs/built-in.o \
ipc/built-in.o security/built-in.o \
crypto/built-in.o block/built-in.o
可以看到和 uboot 一样这些变量都是一些 built-in.o 或.a 等文件，都是将相应目录中的源码文件进行编译，然后在各自目录下生成 built-in.o 文件，有些生成了.a 库文件。最终将这些 built-in.o 和.a 文件进行链接即可形成 ELF 格式的可执行文件，也就是 vmlinux。但是链接是需要链接脚本的，vmlinux 的依赖 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 就是整个 Linux 的链接脚本。
1.1.5 link-vmlinux
vmlinux的依赖产生完后，调用+$(call if_changed,link-vmlinux)链接生成 vmlinux。
命令“+$(call if_changed,link-vmlinux)”表示将$(call if_changed,link-vmlinux)的结果作为最终生成 vmlinux 的命令，前面的“+”表示该命令结果不可忽略。$(call if_changed,link-vmlinux)是调用函数 if_changed，link-vmlinux 是函数 if_changed 的参数，函数 if_changed 定义在文件 scripts/Kbuild.include 中：
uboot顶层makefile-2编译过程有具体分析 if_changed。
总结：当依赖比目标新的时候，或者命令有改变的时候，if_changed 就会执行一些命令
“@set -e”告诉 bash，如果任何语句的执行结果不为 true(也就是执行出错)的话就直接退出。
$(echo-cmd)用于打印命令执行过程，比如在链接 vmlinux 的时候就会输出“LINK vmlinux”。$(cmd_$(1))中的$(1)表示参数，也就是 link-vmlinux，因此$(cmd_$(1))表示执行 cmd_link-vmlinux 的内容。
打开.vmlinux.cmd文件内容如下：
cmd_vmlinux := /bin/bash scripts/link-vmlinux.sh arm-linux-gnueabihf-ld -EL -p --no-undefined -X --pic-veneer --build-id
cmd_link-vmlinux 在顶层 Makefile 中定义如下：
914 # Final link of vmlinux
915 cmd_link-vmlinux = $(CONFIG_SHELL) $< $(LD) $(LDFLAGS) $(LDFLAGS_vmlinux)
916 quiet_cmd_link-vmlinux = LINK $@
第 915 行就是 cmd_link-vmlinux 的值，其中 CONFIG_SHELL=/bin/bash，$<表示目标 vmlinux的第一个依赖文件，也就是 scripts/link-vmlinux.sh。
LD= arm-linux-gnueabihf-ld -EL，LDFLAGS 为空。LDFLAGS_vmlinux 的值由顶层 Makefile 和arch/arm/Makefile 这两个文件共同决定，最终:
LDFLAGS_vmlinux=-p --no-undefined -X --pic-veneer --build-id
因此 cmd_link-vmlinux 最终的值:
cmd_link-vmlinux = /bin/bash scripts/link-vmlinux.sh arm-linux-gnueabihf-ld -EL -p --no-undefined -X --pic-veneer --build-id
cmd_link-vmlinux 会调用 scripts/link-vmlinux.sh 这个脚本来链接出 vmlinux。脚本内容如下：
vmliux_link 就是最终链接出 vmlinux 的函数，判断 SRCARCH 是否不等于“um”，因为 SRCARCH=arm，因此条件成立。执行：
${LD} ${LDFLAGS} ${LDFLAGS_vmlinux} -o ${2} \
-T ${lds} ${KBUILD_VMLINUX_INIT} \
--start-group ${KBUILD_VMLINUX_MAIN} --end-group ${1}
这三行代码应该很熟悉了！ 就是普通的链接操作，连接脚本为lds= ./arch/arm/kernel/vmlinux.lds ，需要链接的文件由变量 KBUILD_VMLINUX_INIT 和KBUILD_VMLINUX_MAIN 来决定，这两个变量在前面讲过了：
KBUILD_VMLINUX_INIT= $(head-y) $(init-y)
KBUILD_VMLINUX_MAIN = $(core-y) $(libs-y) $(drivers-y) $(net-y)
KBUILD_LDS= arch/$(SRCARCH)/kernel/vmlinux.lds //链接脚本
第 217 行调用 vmlinux_link 函数来链接出 vmlinux。
编译时V=1即可看到详细LD链接过程如下：
总结：将各个子目录下的 built-in.o、.a 等文件链接在一起，最终生成 vmlinux 这个 ELF 格式的可执行文件。链接脚本为arch/arm/kernel/vmlinux.lds，链接过程是由shell脚本scripts/link-vmlinux.s来完成的。
1.1.5.1 built-in.o产生过程
vmliux 依赖 vmlinux-deps:
vmlinux-deps= $(KBUILD_LDS) $(KBUILD_VMLINUX_INIT) $(KBUILD_VMLINUX_MAIN)
这些变量进行展开：
vmlinux-deps = arch/arm/kernel/vmlinux.lds
arch/arm/kernel/head.o \
init/built-in.o usr/built-in.o \
arch/arm/vfp/built-in.o arch/arm/vdso/built-in.o \
arch/arm/kernel/built-in.o arch/arm/mm/built-in.o \
arch/arm/common/built-in.o arch/arm/probes/built-in.o \
arch/arm/net/built-in.o arch/arm/crypto/built-in.o \
arch/arm/firmware/built-in.o arch/arm/mach-imx/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 \
net/built-in.o
除了 arch/arm/kernel/vmlinux.lds 以外，其他都是要编译链接生成的。顶层 Makefile 中有如下代码：
937 $(sort $(vmlinux-deps)): $(vmlinux-dirs) ;
sort 是排序函数，用于对 vmlinux-deps 的字符串列表进行排序，并且去掉重复的单词。可以看出 vmlinux-deps 依赖 vmlinux-dirs，vmlinux-dirs 也定义在顶层 Makefile 中，定义如下：
889 vmlinux-dirs := $(patsubst %/,%,$(filter %/, $(init-y) $(init-m) \
890 $(core-y) $(core-m) $(drivers-y) $(drivers-m) \
891 $(net-y) $(net-m) $(libs-y) $(libs-m)))
因此展开vmlinux-dirs为：
vmlinux-dirs = init usr arch/arm/vfp \
arch/arm/vdso arch/arm/kernel arch/arm/mm \
arch/arm/common arch/arm/probes arch/arm/net \
arch/arm/crypto arch/arm/firmware arch/arm/mach-imx\
kernel mm fs \
ipc security crypto \
block drivers sound \
firmware net arch/arm/lib \
lib
在顶层 Makefile 中有如下代码：
946 $(vmlinux-dirs): prepare scripts
947 $(Q)$(MAKE) $(build)=$@
第947行内容进行展开:
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=$@
$@在makefile中表示target，因此就是为vmlinux-dirs 的值，将 vmlinux-dirs 中的这些目录全部带入到命令中：
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=init
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=usr
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/vfp
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/vdso
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/kernel
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/mm
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/common
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/probes
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/net
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/crypto
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/firmware
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/mach-imx
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=kernel
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=mm
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=fs
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=ipc
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=security
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=crypto
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=block
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=drivers
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=sound
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=firmware
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=net
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/lib
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=lib
以@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=init这个命令为例，讲解一下详细的运行过程。可以看到这些命令运行过程其实都是一样的。再次打开scripts/Makefile.build，这个在做xxx_defconfig时已经分析过了：
当 只 编 译 Linux 内 核 镜 像 文 件 ， 也 就 是 使 用 “ make zImage ” 编 译 的 时 候 ，KBUILD_BUILTIN=1，KBUILD_MODULES 为空。“make”命令是会编译所有的东西，包括 Linux内核镜像文件和一些模块文件。如果只编译 Linux 内核镜像的话，__build 目标简化为：
__build: $(builtin-target) $(lib-target) $(extra-y)) $(subdir-ym) $(always)
@:
重点看下builtin-target这个依赖，同样定义在scripts/Makefile.build如下：
86 ifneq ($(strip $(obj-y) $(obj-m) $(obj-) $(subdir-m) $(lib-target)),)
87 builtin-target := $(obj)/built-in.o
88 endif
可以看到只要obj-y、obj-m、obj-、subdir-m 和 lib-target 这些变量不能全部为空，builtin-target 变量的值为：“$(obj)/built-in.o”， 这就是这些 built-in.o 的来源了。我们以@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=init这个命令为例:
那么现在开始编译：
builtin-target := init/built-in.o
目标builtin-target依赖为 obj-y，命令为$(call if_changed,link_o_target)，也就是调用函数 if_changed，参数为 link_o_target，其返回值就是具体的命令。前面讲过了if_changed uboot顶层makefile-2编译过程，
它会调用 cmd_$(1)所对应的命令($(1)就是函数的第 1 个参数)，因此这里就是调用：
cmd_link_o_target，也就是:
331 cmd_link_o_target = $(if $(strip $(obj-y)),\
332 $(LD) $(ld_flags) -r -o $@ $(filter $(obj-y), $^) \
333 $(cmd_secanalysis),\
334 rm -f $@; $(AR) rcs$(KBUILD_ARFLAGS) $@)
cmd_link_o_target 就是使用 LD将某个目录下的所有.o 文件链接在一起，最终形成 built-in.o。
命令会记录到.built-in.o.cmd：
cmd_init/built-in.o := arm-linux-gnueabihf-ld -EL -r -o init/built-in.o init/main.o init/version.o init/mounts.o init/initramfs.o init/calibrate.o init/init_task.o
同理，其他的依赖项built-in.o也是同样的方式编译。至此vmlinux就产生编译完了。
1.2 make zImage过程
当我们输入：
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- all会编译vmlinux, zImage,然后再编译dtb,编译ko。
1.2.1 vmlinux、Image，zImage、uImage 的区别
①、vmlinux 是编译出来的最原始的内核文件，是未压缩的，比如正点原子提供的 Linux 源码编译出来的 vmlinux 差不多有 16MB。
$ ls -lh vmlinux
-rwxrwxr-x 1 robin.lee robin.lee 17M 1月 29 16:26 vmlinux
②、Image 是 Linux 内核镜像文件，但是 Image 仅包含可执行的二进制数据。Image 就是使用 objcopy 取消掉 vmlinux 中的一些其他信息，比如符号表什么的。但是 Image 是没有压缩过的，Image 保存在 arch/arm/boot 目录下，其大小大概在 12MB 左右。
$ ls -lh arch/arm/boot/Image
-rwxrwxr-x 1 robin.lee robin.lee 13M 1月 29 16:26 arch/arm/boot/Image
③、zImage 是经过 gzip 压缩后的 Image，经过压缩以后其大小大概在 6MB 左右。
$ ls -lh arch/arm/boot/zImage
-rwxrwxr-x 1 robin.lee robin.lee 6.5M 1月 29 16:26 arch/arm/boot/zImage
④、uImage 是老版本 uboot 专用的镜像文件，uImag 是在 zImage 前面加了一个长度为 64字节的“头”，这个头信息描述了该镜像文件的类型、加载位置、生成时间、大小等信息。但是新的 uboot 已经支持了 zImage 启动！所以已经很少用到 uImage 了，除非你用的很古老的 uboot。
使用“make”、“make all”、“make zImage”都可以编译出zImage, arch/arm/Makefile 中有如下代码:
all依赖$(KBUILD_IMAGE) $(KBUILD_DTBS), KBUILD_IMAGE为zImage， KBUILD_DTBS为dtbs。
$(BOOT_TARGETS): vmlinux
$(Q)$(MAKE) $(build)=$(boot) MACHINE=$(MACHINE) $(boot)/$@
可以看到当vmlinux产生后，就会去继续产生zImage, 展开：
@ make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot MACHINE=arch/arm/boot/zImage
可以看到又是通过scripts/Makefile.build来完成的编译。
rm Image zImage
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- Image V=1
Image生成过程
make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot MACHINE= arch/arm/boot/Image
arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -R .comment -S vmlinux arch/arm/boot/Image
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage V=1
zImage生成过程
make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot MACHINE= arch/arm/boot/zImage
make -f ./scripts/Makefile.build obj=arch/arm/boot/compressed arch/arm/boot/compressed/vmlinux
(cat arch/arm/boot/compressed/../Image | lzop -9 && printf \000\100\303\000) > arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo || (rm -f arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo ; false)
arm-linux-gnueabihf-gcc -Wp,-MD,arch/arm/boot/compressed/.piggy.lzo.o.d -nostdinc -isystem /media/cvitek/robin.lee/my_test/study/openedv/toolchain/gcc-linaro-4.9.4-2017.01-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin/../lib/gcc/arm-linux-gnueabihf/4.9.4/include -I./arch/arm/include -Iarch/arm/include/generated/uapi -Iarch/arm/include/generated -Iinclude -I./arch/arm/include/uapi -Iarch/arm/include/generated/uapi -I./include/uapi -Iinclude/generated/uapi -include ./include/linux/kconfig.h -D__KERNEL__ -mlittle-endian -D__ASSEMBLY__ -mabi=aapcs-linux -mno-thumb-interwork -mfpu=vfp -funwind-tables -marm -D__LINUX_ARM_ARCH__=7 -march=armv7-a -include asm/unified.h -msoft-float -DCC_HAVE_ASM_GOTO -DZIMAGE -c -o arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo.o arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo.S
arm-linux-gnueabihf-ld -EL --defsym _kernel_bss_size=463520 -p --no-undefined -X -T arch/arm/boot/compressed/vmlinux.lds arch/arm/boot/compressed/head.o arch/arm/boot/compressed/piggy.lzo.o arch/arm/boot/compressed/misc.o arch/arm/boot/compressed/decompress.o arch/arm/boot/compressed/string.o arch/arm/boot/compressed/hyp-stub.o arch/arm/boot/compressed/lib1funcs.o arch/arm/boot/compressed/ashldi3.o arch/arm/boot/compressed/bswapsdi2.o -o arch/arm/boot/compressed/vmlinux
arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -R .comment -S arch/arm/boot/compressed/vmlinux arch/arm/boot/zImage