LDD3 之Makefile文件的分析

《Linux设备驱动程序（第三版）》。里面有个关于Module编译的Makefile
#如果已经定义了KERNELRELEASE，则说明是从内核整体编译的Make中调用。在我的2.6.31内核的
#Makefile中L357行有关于KERNELRELEASE定义：
#KERNELRELEASE = $(shell cat include/config/kernel.release 2> /dev/null)
#因此可以使用其内建语句
ifneq ($(KERNELRELEASE), )
obj-m := hello.o
#否则，是直接从命令行调用，
#这时需要调用内核构造系统
#对$(shell uname -r)会得到Linux系统版本相关信息：
# uname -r
#2.6.32-28-genericelse

KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build
PWD := $(shell pwd)
default:

#对下面一句Makefile的解释：-C $(KERNELDIR)表示读取Makefile之前进入KERNELDIR目录，M=$(PWD)
#作为参数传给Makefile,在试图建立模块目标前, 回到你的模块源码目录，内核中的解释是：
#make M=dir modules   Make all modules in specified dir

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

 

 

这样,通常在内核外编译模块(不是内核的makefile里面实现模块的编译),个 makefile 在一次典型的建立中要被读 2 次. 当从命令行中调用这个 makefile , 它注意到 KERNELRELEASE 变量没有设置(因为不是内核makefile里面编译),这样利用KERNELDIR 的那一行发现内核源码树.然后makefile 调用 default: 目标, 来运行第 2 个 make 命令( 在 makefile 里参数化成 $(MAKE))象前面描述过的一样来调用内核建立系统. 在第 2 次读,KERNELRELEASE 已赋值, makefile 设置obj-m := hello.o, 并且内核的 makefile 文件完成实际的建立模块工作.(内核建立系统处理了余下的工作)

ldd3 KERNELRELEASE                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         摘自：http://blog.chinaunix.net/u2/66435/showart_1275771.html

Linux内核是一种单体内核，但是通过动态加载模块的方式，使它的开发非常灵活 方便。那么，它是如何编译内核的呢？我们可以通过分析它的Makefile入手。以下是 一个简单的hello内核模块的Makefile.

[html] view plaincopy
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  

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/study/prog/mod/hello/下。 当我们在这个目录运行make时，make是怎么执行的呢？ LDD3第二章第四节“编译和装载”中只是简略地说到该Makefile被执行了两次， 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 shell是make内部的函数,假设当前内核版本是2.6.13-study,所以$(shell uname -r)的结果是 2.6.13-study 这里，实际运行的是

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

/lib/modules/2.6.13-study/build是一个指向内核源代码/usr/src/linux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/s tudy/prog/mod/hello/下的Makefile。第二次执行时是执行/usr/src/linux/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/study/prog/mod/he llo/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/driver/中， KERNELRELEASE就有定义了。 在/usr/src/linux/Makefile中有 162 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/2.6.13-study/build M=/home/study/prog/mod/hello/ modules

时，make 去/usr/src/linux/Makefile中寻找目标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/study/prog/mod/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/study/prog/mod/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。

LDD3为我们提供了一个比较好的Makefile模板，简单修改即可拿来编译自己的模块，如下图所示：

使用这个Makefile，编译hello模块的过程显示如下：

下面我们分析一下这个加强版的Makefile的内容。注意，这里需要你对Makefile的基本语法有一定了解，如果对Makefile的基本语法不了解，请先学习相关知识。

第7行，ifeq ($(KERNELRELEASE),)，判断KERNELRELEASE变量是否为空，如果为空则继续向下到11行执行。如果不为空，即已经定义了KERNELRELEASE，说明是从内核编译系统调用的，则跳到第26行执行。其效果就和我们前面只有一句话的最简单的Makefile相同了。

第11行，KERNELDIR ?= /lib/modules/$(shell uname -r)/build，给KERNELDIR变量赋值，该变量保存内核源码树所在的路径。注意，linux各发行版本会把内核源码树的一个符号链接放在/lib/modules/$(shell uname -r)/build，对于我的系统，这个符号链接指向的实际就是/usr/src/linux-headers-2.6.32-38-generic-pae。

第13行，PWD := $(shell pwd)，给PWD变量赋值，该变量保存当前路径。

第16行，$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules，如果在命令行执行make modules命令，则相应会执行这条命令编译模块。

第19行，$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules_install，如果在命令行执行make modules install命令，则相应会执行这条命令安装模块。

第22行，rm -rf *.o *~ core .depend .*.cmd *.ko *.mod.c .tmp_versions，如果在命令行执行make clean命令，则相应会执行这条命令删除指定文件。

第28行，如果第7行的判断不成立，则会执行这条指令。与前面我们介绍的最简单的Makefile效果相同。

这时我来提出一个问题：

按照上面对Makefile的分析，当我们在命令行执行make命令时，因为KERNELRELEASE变量为空，所以会执行给变量KERNELDIR和PWD的赋值，然后执行第一个目标modules对应的命令，即第16行$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules，编译模块。但现在并没有指定obj-m := hello.o，按照我们对第一个最简单的Makefile的分析，这个变量obj-m := hello.o是非常重要的，它指定了当执行make modules命令时(这里忽略”-C”和”M=”选项)，要求从hello.o文件来生成一个目标模块，该目标模块名为hello.ko。因为没有指定obj-m := hello.o，那么编译系统怎么知道要编译的目标模块是什么，怎么编译这个目标模块呢？

答案在LDD3上也有列出了，大家可以理解一下LDD3（中文版）第30页上的第一段文字。概括一下：我们在命令行执行make时，这个makefile文件将会被调用两次，第一次调用时，因为没有设置KERNELRELEASE，所以会设置KERNELDIR和PWD变量，然后执行modules目标对应的命令，即第16行$(MAKE) -C $(KERNELDIR) M=$(PWD) modules。执行这个命令时，”-C”选项决定了首先会创建内核构造系统(其中包括创建KERNELRELEASE变量)，然后再按照该makefile执行，这次执行，因为已经定义了KERNELRELEASE变量，所以会直接跳到26行对应的else语句执行，并在第28行设置了obj-m := hello.o。后面的过程就和我们前面介绍的最简单的只有一句话的Makefile一样了。

本文首先通过分析LDD3自带的hello.c程序，介绍了Linux模块编程的概念，Linux设备驱动程序就是建立在Linux模块编程的基础上。本文的另一个重点是介绍了Linux设备驱动程序makefile的写法及工作原理，以后我们的驱动程序，就可以使用这里介绍的makefile模板来完成编译工作。