kbuild系統-內核模塊的編譯

Linux內核是一種單體內核，但是通過動態加載模塊的方式，使它的開發非常靈活方便。那么，它是如何編譯內核的呢?我們可以通過分析它的Makefile入手。以下是一個簡單的hello內核模塊的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

當我們寫完一個hello模塊，只要使用以上的makefile。然后make一下就行。

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

當我們在這個目錄運行make時，make是怎么執行的呢?

LDD3第二章第四節“編譯和裝載”中只是簡略地說到該Makefile被執行了兩次，但是具體過程是如何的呢?

首先，由于make 后面沒有目標，所以make會在Makefile中的第一個不是以.開頭的目標作為默認的目標執行。于是default成為make的目標。make會執行$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules

。

shell是make內部的函數,假設當前內核版本是2.6.13-study,所以$(shell uname -r)的結果是 2.6.13-study

這里，實際運行的是

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

/lib/modules/2.6.13-study/build是一個指向內核源代碼/usr/src/linux的符號鏈接。

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

但是還是有不少令人困惑的問題：

1.這個KERNELRELEASE也很令人困惑，它是什么呢?在/home/study/prog/mod/hello/Makefile中是沒有定義這個變量的，所以起作用的是else...endif這一段。不過，如果把hello模塊移動到內核源代碼中。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)

這時候，hello模塊也不再是單獨用make編譯，而是在內核中用make modules進行編譯。

用這種方式，該Makefile在單獨編譯和作為內核一部分編譯時都能正常工作。

2.這個obj-m := hello.o什么時候會執行到呢?

在執行：

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

時，make 去/usr/src/linux/Makefile中尋找目標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stage:

1.編譯出hello.o文件。

2.生成hello.mod.o hello.ko

在這過程中，會調用

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

而在 scripts/Makefile.build會包含很多文件：

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 KERNELRELEASE已經存在。

所以執行的是：

obj-m:=hello.o

關于make modules的更詳細的過程可以在scripts/Makefile.modpost文件的注釋中找到。如果想查看make的整個執行過程，可以運行make -n。

由此可見，內核的Kbuild系統龐大而復雜。