豪雅手表维修中心:kbuild系统-内核模块的编译

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进手。以下是一个简单的hello内核模块的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
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$(shell uname -r)的结果是 2.6.13-study
这里，实际运行的是
make -C /lib/modules/2.6.13-study/build M=/home/study/prog/mod/hello/ modules
/lib/modules/2.6.13-study/build是一个指向内核源代码/usr/src/linux的符号链接。
可见，make执行了两次。第一次执行时是读hello模块的源代码所在目录/home/study/prog/mod/hello/下的Makefile。第二次执行时是执行/usr/src/linux/下的Makefile时.
但是还是有不少令人困惑的题目：
1.这个KERNELRELEASE也很令人困惑，它是什么呢？在/home/study/prog/mod/hello/Makefile中是没有定义这个变量的，所以起作用的是else...endif这一段。不过，假如把hello模块移动到内核源代码中。例如放到/usr/src/linux/driver/中，KERNELRELEASE就有定义了。
在/usr/src/linux/Makefile中有
162    KERNELRELEASE=$(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 往/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.天生hello.mod.o hello.ko
在这过程中，会调用
make -f scripts/Makefile.build bj=/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的更具体的过程可以在scripts/Makefile.modpost文件的注释中找到。假如想查看make的整个执行过程，可以运行make -n。
由此可见，内核的Kbuild系统庞大而复杂。