【Linux】构建模块

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系列专栏：《Linux系统之路》
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构建第一个模块

可以在两个地方构建模块，这取决于是否希望用户能够自己使用内核配置界面启用该模块。

1模块的makefile

makefile是用来执行一组操作的特殊文件，其中最重要的操作是程序的编译。专用工具make用于解析makefile。

obj-m := helloworld.o

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

all default: modules
install: modules_install

modules modules_install help clean:
$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(shell pwd) $@

#obj- 模式，其中应该是y、m、空白或n
#设置为m，则使用变量obj-m，并将mymodule.o构建为模块。
#设置为y，则使用变量obj-y，mymodule.o将构建为内核的一部分。也可以说它是一个内置模块。
#设置为n，则使用变量obj-n，不会构建mymodule.o。
#obj-$(CONFIG_MYMODULE) += mymodule.o,LE)根据内核配置期间的值计算为y或m

#KRNELDIR := /lib/modules/$(shell uname -r)/build：KERNELDIR是预构建的内核源码的位置。构建任何模块都需要预构建内核。
#如果已经从源代码构建了内核，则应该把这个变量设置为内核构建的源代码目录的绝对路径。

#all default: modules：此行指示实用程序make执行modules目标
#make default、make all或者简单的make命令将被翻译为make modules来执行。

#odules modules_install help clean:：这行代表makefile中列出的目标有效。

#(MAKE) -C $(KERNELDIR ) M=$(shell pwd),$@：为上面列举的每个目标所执行的规则。
#$ @将被替换为引起规则运行的目标名称。
#调用make modules，则$@将被替换为modules，规则将变为$(MAKE)-C $(KERNELDIR ) M=$(shell pwd) module。

#C要求实用程序make在读取makefile或执行其他任何操作之前先更改到指定的目录。
#=$(shell pwd)：这与内核构建系统相关。内核makefile使用这个变量来定位要构建的外部模块的目录。.c文件应该被放置在这里。

补充：

• := 是直接赋值操作符，它会立即计算右侧的表达式，并将结果赋值给左侧的变量。一旦赋值，无论后续如何改变右侧的表达式，变量的值都不会改变。

• ?= 是条件赋值操作符，只有当该变量之前未定义或为空时，才会对其进行赋值。如果该变量已经被赋值，那么 ?= 将不会改变它的值。

2内核树内构建

在内核树中构建驱动程序之前，应该先确定驱动程序中的哪个目录用于存放.c文件。假若文件名是mychardev.c，它包含特殊字符驱动程序的源代码，则应该把它放在内核源码的drivers/char目录中。驱动程序中的每个子目录都有makefile和kconfig文件。将以下内容添加到该目录的kconfig中：

config PACKT_MYCDEV
	tristate "Our packtpub special Characterdriver"
	default m
	help
		Say Y here if you want to support the/dev/mycdev device.
		The /dev/mycdev device is used to accesspacktpub.

在同目录下的makefile文件中添加

obj-$(CONFIG_PACKT_MYCDEV) += mychardev.o

接着在arch/arm/configs目录下开发板的defconfig中添加下面一行内容：

CONFIG_PACKT_MYCDEV=m

也可以运行make menuconfig来从UI中选择它，然后运行make，构建内核，再运行make modules构建模块（包括自己的模块）

内核源码树中包含的模块安装在/lib/modules/$(KERNELRELEASE)/kernel/中。在Linux系统上，它是/lib/modules/$(uname -r)/kernel/。

3内核树外构建

在构建外部模块之前，需要有一个完整的、预编译的内核源代码树。内核源码树版本必须与将加载和使用模块的内核相同。有两种方法可以获得预构建的内核版本。

• 自己构建（前面讨论过）。

• 从发行版本库安装linux-headers- *包。

  sudo apt-get update
  sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r)
  #这将只安装头文件，而不是整个源代码树。头文件将被安装在/usr/src/linux-headers-$(uname -r)下。
  

处理完makefile后，只需要切换到源码目录并运行make命令或者make modules即可。

交叉编译内核模块时，内核makefile实际上需要了解两个变量：ARCH和CROSS_COMPILE，它们分别表示目标体系结构和编译器的前缀名称。因此内核模块本地编译和交叉编译之间的差别是make命令。下面这条命令是为ARM构建：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-none-linux-gnueabihf-

构建完成！