编译openEuler内核并用虚拟机启动
本文是开发openEuler内核系列的第一篇，由编译内核和运行内核组成；主要参考了[1]和[7]两篇文章。
编译内核
编译基础知识
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GCC与编译知识
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GCC是在linux系统下常用的C语言编译工具，全称从GNU C Compiler变为GNU Compiler Collection；
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它是GNU工具集的一员，这个工具集包含：
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GNU Compiler Collection (GCC): a compiler suite that supports many languages, such as C/C++ and Objective-C/C++
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GNU Make: an automation tool for compiling and building applications
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GNU Binutils: a suite of binary utility tools, including linker and assembler
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GNU Debugger (GDB)
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GNU Autotools: A build system including Autoconf, Autoheader, Automake and Libtool
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GNU Bison: a parser generator (similar to lex and yacc)
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编译过程
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编译是将高级语言翻译成机器语言，我们在编译原理中所学的是语法分析，解析，语义分析，将高级语言翻译成机器语言并进行优化这几个步骤，这些知识主要是用来写编译器的。而编译器在整个编译过程中是一个组成部分，还有预处理，汇编器，链接器等内容，我们作为一个编译器的使用者更多的关注整体的编译流程，而不是如何写出一个编译器。具体的编译流程如下图所示：
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具体过程
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预处理
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将#include和#define等展开
cpp hello.c > hello.i -
头文件查找范围
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-Idir选项
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CPATH环境变量，C_INCLUDE_PATH和CPLUS_INCLUDE_PATH可以分别来指定C和C++的头文件位置
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可以使用“cpp -v”命令查看查找范围
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编译器
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将高级语言翻译为汇编
gcc -S hello.i
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汇编器
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将汇编翻译为机器码
as -o hello.o hello.s
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链接器
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分为静态链接和动态链接，默认来说，是采用动态链接
ld -o hello.exe hello.o ...libraries... -
链接查找范围
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文件夹
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-Ldir选项
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LIBRARY_PATH环境变量
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库名
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Unix下，根据选项-lxxx
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Windows下，根据选项-lxxx.lib
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还可以在Path环境变量下查找
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可以打开-v选项观察用了哪些库，其中-L是表示库的路径，-l表示库的名字
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GCC入门用法
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一个常用的选项的示例：
gcc -std=c99 -v -Wall -g -o myprog file1.c file2.c -
常用的选项
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-std 选项可以指定一个用来表示编译版本的参数
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-v 选项表示可以将编译的相关信息输出
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-Wall 选项代表输出所有的warning信息
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-g 选项表示附带debug信息
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-o 选项表示输出的应用文件名由-o后面的参数指定
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-shared 选项可以动态链接
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其余的参数视为需要编译的文件，可以指定多个文件
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GCC进阶用法
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编译器会在将高级语言翻译为汇编语言的过程中，展开优化
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可以单独将每一步的过程分别运行，而不是合成整体
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预处理 gcc -E hello.c -o hello.i
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编译,生成汇编代码 gcc -S hello.i -o hello.s
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汇编,生成.o汇编文件 gcc -c hello.s -o hello.o
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链接生成可执行文件 gcc hello.o -o hello
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makefile
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Make工具是GCC工具集中的一员，主要是利用一个叫做“makefile”的文件，来简化编译生成可执行文件的过程；
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makefile文件的基本规则与进阶用法
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基本规则
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语法规则
target1 [target2 ...]: [pre-req-1 pre-req-2 ...] [command1 command2 ......] -
例子
all: hello.exe hello.exe: hello.o gcc -o hello.exe hello.o hello.o: hello.c gcc -c hello.c clean: rm hello.o hello.exe -
规则讲解
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target是文件名或者是一个命令
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作为文件名出现时，它会出现在另外的pre-req部分，作为一个前置条件来被调用，整个过程是递归的，调用的方法是：如果target代表的这个文件不存在的话，就会考察前置条件是否存在，前置条件不存在的话，递归调用，寻找其它target是否和这些前置条件匹配；如果前置条件存在的话，就调用command部分的命令，生成target表示的这个文件
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作为命令出现时，在make命令的参数中传递进来一个参数，来和target进行匹配，执行make all就会调用all命令，具体的命令含义：all命令表示后面将会根据规则执行整个makefile文件，从而作为整个makefile文件的起始；clean命令表示执行编译完成后的清理工作
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pre-req-n在冒号的右侧出现，表示执行命令前必须拥有的前置条件，就像if判断语句中的条件一样。这个条件是可以被省略的，表示如果想要生成target中文件不需要任何的前置条件
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command命令前面必须是一个tab键，表示如果满足条件，就会执行的命令
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在这个例子中，调用流程如下：调用make all就会执行all部分的命令，前置条件是hello.exe，前置条件缺失，开始寻找；寻找到target为hello.exe的部分，前置条件是hello.o，前置条件缺失，开始寻找；寻找到target为hello.o的部分，前置条件存在；所以依次执行“gcc -c hello.”"和“gcc -o hello.exe hello.o”
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如果执行make clean命令，就会执行“rm hello.o hello.exe”
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调用方法
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make命令会自动寻找makefile文件来执行，这个文件可以被命名为makefile，Makefile或者是GNUMakefile
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make默认表示执行make all，执行文件中的all部分
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make clean表示执行makefile文件中的clean部分
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进阶知识
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注释以#开头
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可以使用\来隔断太长的命令
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[6]中给出了一个可以解决makefile每条命令单独执行的方法，尤其是在cd到某个目录执行的情况下
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在之前规则讲解部分，所说的寻找前置条件是否存在的过程中，和文件生成的时间也有一定的关系，下面详细讲解：
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只有在前置条件的生成日期比target文件的生成日期更加晚的情况下，才会运行command部分的命令来更新target文件
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但是如果target表示一个命令，那么就不考虑时间的问题，在满足前置条件的情况下，一定会执行这个命令。
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makefile文件中可以采用变量进一步简化
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变量的定义是采用“文件名=内容”
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变量的引用采用“$(变量名)”
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可以采用一些特殊的变量
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$@: target文件名
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$*: 不加后缀名的target文件名
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$<: 前置条件中的第一个文件名
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$^: 去除掉重复的文件名后，用空格分割的前置条件文件名，
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$+: 和$^相似，但是包含重复的文件名
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$?: 生成日期比target更近的，用空格分割的前置条件文件名
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采用变量重写之前的示例
all: hello.exe # $@ matches the target; $< matches the first dependent hello.exe: hello.o gcc -o $@ $< hello.o: hello.c gcc -c $< clean: rm hello.o hello.exe
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系统环境变量
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VPATH
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指定文件夹，用来寻找依赖文件和targets，文件夹用逗号分隔
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例子
VPATH = src include
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vpath
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指定文件夹和目标文件的类型，用来寻找依赖文件和targets，文件夹用逗号分隔
vpath %.c src vpath %.h include
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规则匹配
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规则匹配是另一种写makefile的方式，结合了变量，环境变量和%通配符匹配的方式，比基本规则中讲解的方法更为方便，也是我们在实际的makefile中经常见到的一种模式
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%通配符：匹配不包含后缀的文件名
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makefile文件示例
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示例
# A sample Makefile # This Makefile demonstrates and explains # Make Macros, Macro Expansions, # Rules, Targets, Dependencies, Commands, Goals # Artificial Targets, Pattern Rule, Dependency Rule. # Comments start with a # and go to the end of the line. # Here is a simple Make Macro. LINK_TARGET = test_me.exe # Here is a Make Macro that uses the backslash to extend to multiple lines. OBJS = \ Test1.o \ Test2.o \ Main.o # Here is a Make Macro defined by two Macro Expansions. # A Macro Expansion may be treated as a textual replacement of the Make Macro. # Macro Expansions are introduced with $ and enclosed in (parentheses). REBUILDABLES = $(OBJS) $(LINK_TARGET) # Here is a simple Rule (used for "cleaning" your build environment). # It has a Target named "clean" (left of the colon ":" on the first line), # no Dependencies (right of the colon), # and two Commands (indented by tabs on the lines that follow). # The space before the colon is not required but added here for clarity. clean : rm -f $(REBUILDABLES) echo Clean done # There are two standard Targets your Makefile should probably have: # "all" and "clean", because they are often command-line Goals. # Also, these are both typically Artificial Targets, because they don't typically # correspond to real files named "all" or "clean". # The rule for "all" is used to incrementally build your system. # It does this by expressing a dependency on the results of that system, # which in turn have their own rules and dependencies. all : $(LINK_TARGET) echo All done # There is no required order to the list of rules as they appear in the Makefile. # Make will build its own dependency tree and only execute each rule only once # its dependencies' rules have been executed successfully. # Here is a Rule that uses some built-in Make Macros in its command: # $@ expands to the rule's target, in this case "test_me.exe". # $^ expands to the rule's dependencies, in this case the three files # main.o, test1.o, and test2.o. $(LINK_TARGET) : $(OBJS) g++ -g -o $@ $^ # Here is a Pattern Rule, often used for compile-line. # It says how to create a file with a .o suffix, given a file with a .cpp suffix. # The rule's command uses some built-in Make Macros: # $@ for the pattern-matched target # $< for the pattern-matched dependency %.o : %.cpp g++ -g -o $@ -c $< # These are Dependency Rules, which are rules without any command. # Dependency Rules indicate that if any file to the right of the colon changes, # the target to the left of the colon should be considered out-of-date. # The commands for making an out-of-date target up-to-date may be found elsewhere # (in this case, by the Pattern Rule above). # Dependency Rules are often used to capture header file dependencies. Main.o : Main.h Test1.h Test2.h Test1.o : Test1.h Test2.h Test2.o : Test2.h # Alternatively to manually capturing dependencies, several automated # dependency generators exist. Here is one possibility (commented out)... # %.dep : %.cpp # g++ -M $(FLAGS) $< > $@ # include $(OBJS:.o=.dep) -
讲解
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定义环境变量（宏）
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定义LINK_TARGET，目标的执行文件
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定义OBJS，中间生成的文件
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定义REBUILDABLES，是可以重新定义的文件
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规则
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clean是用来清理环境中的文件
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all是用来编译目标文件
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$(LINK_TARGET)是来生成exe文件
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接着用%通配符来匹配文件名，生成.o文件
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然后是一些依赖规则，可以用来检测.o文件是否过时，依赖规则需要很精确的写法
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这里首先补充一下依赖规则是如何起作用的[4]
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