kbuild系統(tǒng)-內(nèi)核模塊的編譯

Linux內(nèi)核是一種單體內(nèi)核，但是通過(guò)動(dòng)態(tài)加載模塊的方式，使它的開發(fā)非常靈活方便。那么，它是如何編譯內(nèi)核的呢?我們可以通過(guò)分析它的Makefile入手。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的hello內(nèi)核模塊的Makefile.

ifneq ($(KERNELRELEASE),)

obj-m:=hello.o

else

KERNELDIR:=/lib/modules/$(shell uname -r)/build

PWD:=$(shell pwd)

default:

$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

clean:

rm -rf *.o *.mod.c *.mod.o *.ko

endif

當(dāng)我們寫完一個(gè)hello模塊，只要使用以上的makefile。然后make一下就行。

假設(shè)我們把hello模塊的源代碼放在/home/study/prog/mod/hello/下。

當(dāng)我們?cè)谶@個(gè)目錄運(yùn)行make時(shí)，make是怎么執(zhí)行的呢?

LDD3第二章第四節(jié)“編譯和裝載”中只是簡(jiǎn)略地說(shuō)到該Makefile被執(zhí)行了兩次，但是具體過(guò)程是如何的呢?

首先，由于make 后面沒有目標(biāo)，所以make會(huì)在Makefile中的第一個(gè)不是以.開頭的目標(biāo)作為默認(rèn)的目標(biāo)執(zhí)行。于是default成為make的目標(biāo)。make會(huì)執(zhí)行$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

。

shell是make內(nèi)部的函數(shù),假設(shè)當(dāng)前內(nèi)核版本是2.6.13-study,所以$(shell uname -r)的結(jié)果是 2.6.13-study

這里，實(shí)際運(yùn)行的是

make -C /lib/modules/2.6.13-study/build M=/home/study/prog/mod/hello/ modules

/lib/modules/2.6.13-study/build是一個(gè)指向內(nèi)核源代碼/usr/src/linux的符號(hào)鏈接。

可見，make執(zhí)行了兩次。第一次執(zhí)行時(shí)是讀hello模塊的源代碼所在目錄/home/study/prog/mod/hello/下的Makefile。第二次執(zhí)行時(shí)是執(zhí)行/usr/src/linux/下的Makefile時(shí).

但是還是有不少令人困惑的問(wèn)題：

1.這個(gè)KERNELRELEASE也很令人困惑，它是什么呢?在/home/study/prog/mod/hello/Makefile中是沒有定義這個(gè)變量的，所以起作用的是else...endif這一段。不過(guò)，如果把hello模塊移動(dòng)到內(nèi)核源代碼中。例如放到/usr/src/linux/driver/中，KERNELRELEASE就有定義了。

在/usr/src/linux/Makefile中有

162 KERNELRELEASE=$(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)$(LOCALVERSION)

這時(shí)候，hello模塊也不再是單獨(dú)用make編譯，而是在內(nèi)核中用make modules進(jìn)行編譯。

用這種方式，該Makefile在單獨(dú)編譯和作為內(nèi)核一部分編譯時(shí)都能正常工作。

2.這個(gè)obj-m := hello.o什么時(shí)候會(huì)執(zhí)行到呢?

在執(zhí)行：

make -C /lib/modules/2.6.13-study/build M=/home/study/prog/mod/hello/ modules

時(shí)，make 去/usr/src/linux/Makefile中尋找目標(biāo)modules:

862 .PHONY: modules

863 modules: $(vmlinux-dirs) $(if $(KBUILD_BUILTIN),vmlinux)

864 @echo ' Building modules, stage 2.';

865 $(Q)$(MAKE) -rR -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost

可以看出，分兩個(gè)stage:

1.編譯出hello.o文件。

2.生成hello.mod.o hello.ko

在這過(guò)程中，會(huì)調(diào)用

make -f scripts/Makefile.build bj=/home/study/prog/mod/hello

而在 scripts/Makefile.build會(huì)包含很多文件：

011 -include .config

012

013 include $(if $(wildcard $(obj)/Kbuild), $(obj)/Kbuild, $(obj)/Makefile)

其中就有/home/study/prog/mod/hello/Makefile

這時(shí) KERNELRELEASE已經(jīng)存在。

所以執(zhí)行的是：

obj-m:=hello.o

關(guān)于make modules的更詳細(xì)的過(guò)程可以在scripts/Makefile.modpost文件的注釋中找到。如果想查看make的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程，可以運(yùn)行make -n。

由此可見，內(nèi)核的Kbuild系統(tǒng)龐大而復(fù)雜。