浅谈Linux内核动态模块的编译

作者：冯建,讲师。

Linux内核给开发者提供了灵活的模块加载方式，开发者可根据需要适当地选择静态或动态的方式将模块加入内核当中。静态加载的时候我们只需将驱动文件添加到对应的文件夹中并修改相应的Makefile和Kconfig即可，但是通过动态加载模块的方式，如果只是编译一个小的驱动文件而对内核大动干戈，那样编译的时间不仅长而且修改内核配置文件也是一件多余的工作。那么我们是否可以在不修改内核的前提下单独编译它是如何编译内核的呢？下面我们就通过分析它的Makefile入手简单介绍一个编译驱动（模块）文件的新方法。以下是 一个简单的hello内核模块的Makefile。

ifeq ($(KERNELRELEASE),)
        KERNELDIR ?=/lib/modules/$(shell uname -r)/build
        PWD := $(shell pwd)
        modules:
                $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules
        modules_install:
                $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install
        clean:
                rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions modules* Module*
        .PHONY: modules modules_install clean
        else
                obj-m := hello.o
        endif

当我们写完一个hello模块，只要使用以上的makefile。然后make一下就行。假设我们把hello模块的源代码放在//home/linux/study/char_driver/hello/下。当我们在这个目录运行make时，但是具体过程是如何的呢？

首先，由于make 后面没有目标，所以make会在Makefile中的第一个不是以.开头的目标作为默认的目标执行。于是default成为make的目标。make会执行 $(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules ，我的ubuntu系统内核版本是2.6.35-22-generic,所以$(shell uname -r)的结果是2.6.35-22-generic （uname –r 是shell的命令），这里实际运行的是 ：

make -C /lib/modules/2.6.35-22-generic/build M=/home/linux/study/char_driver/hello/

modules/lib/modules/2.6.35-22-generic/build是一个指向内核源代码linux-headers-2.6.35-22-generic的符号链接。可见，make执行了两次。第一次执行时是读hello模块的源代码所在目录/home/linux/study/char_driver/hello/下的Makefile。第二次执行时是执行/usr/src/linux-headers-2.6.35-22-generic/下的Makefile时.

但是还是有不少令人困惑的问题：

1、这个KERNELRELEASE也很令人困惑，它是什么呢？

在/home/linux/study/char_driver/hello/Makefile中是没有定义这个变量的，所以起作用的是else…endif这一段。不过，如果把hello模块移动到内核源代码中。例如放到/usr/src/linux-headers-2.6.35-22-generic/drivers/中， KERNELRELEASE就有定义了。在/usr/src/linux-headers-2.6.35-22-generic/Makefile中有KERNELRELEASE=$(VERSION).$(PATCHLEVEL).$(SUBLEVEL)$(EXTRAVERSION)$(LOCALVERSION) 这时候，hello模块也不再是单独用make编译，而是在内核中用make modules进行 编译。用这种方式，该Makefile在单独编译和作为内核一部分编译时都能正常工作。

2、这个obj-m := hello.o什么时候会执行到呢？ 在执行：

make -C /lib/modules/2.6.35-22-generic /build M=/home/linux/study/char_driver/hello/ modules时，make 去/usr/src/linux-headers-2.6.35-22-generic/Makefile中寻找目标modules: .PHONY: modules modules: $(vmlinux-dirs) $(if $(KBUILD_BUILTIN),vmlinux) @echo ' Building modules, stage 2.'; $(Q)$(MAKE) -rR -f $(srctree)/scripts/Makefile.modpost 。

可以看出，分两个stage: 1.编译出hello.o文件。 2.生成hello.mod.o hello.ko 在这过程中，会调用 make -f scripts/Makefile.build obj=/home/linux/study/char_driver/hello/ ，而在 scripts/Makefile.build会包含很多文件： 011 -include .config 012 013 include $(if $(wildcard $(obj)/Kbuild), $(obj)/Kbuild, $(obj)/Makefile) 其中就有/home/linux/study/char_driver/hello/Makefile 这时 KERNELRELEASE已经存在。 所以执行的是： obj-m:=hello.o。

关于make modules的更详细的过程可以在scripts/Makefile.modpost文件的注释 中找到。如果想查看make的整个执行过程，可以运行make -n。