Linux内核模块Makefile的解析：从入门到精通

Linux内核是一个庞大而复杂的系统，它包含了多种多样的架构、设备、功能和配置。为了管理这些源码文件，Linux内核使用了kbuild编译系统，它是一种基于GNU make的编译工具，它可以根据用户的需求生成各种目标文件，如内核镜像、内核模块、内核符号表等。kbuild编译系统的核心是Makefile文件，它是一种描述编译规则和依赖关系的文本文件，它可以控制编译器、链接器和其他工具的行为。在Linux内核中，每个子目录都有一个Makefile文件，它被称为Kbuild-Makefile，它将当前目录的源码文件编译成built-in.o或者.ko文件。那么，Linux内核模块Makefile是如何编写和使用的呢？本文将从入门到精通，带你深入了解Linux内核模块Makefile的解析。

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.

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 (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=(PATCHLEVEL).(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 (wildcard (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。

本文介绍了Linux内核模块Makefile的解析，它是一种基于kbuild编译系统的编译规则和依赖关系的描述文件。我们从最简单的Makefile开始，逐步讲解了obj-m、obj-y、obj-objs、KBUILD_VERBOSE、KBUILD_CHECKSRC、KBUILD_EXTMOD、ifneq、else、all等常用选项和语法，并且给出了相应的代码示例。我们还介绍了如何同时编译多个源文件和多个可加载模块，并且分析了Makefile执行过程中的条件判断和变量赋值。通过本文的学习，我们可以掌握Linux内核模块Makefile的基本用法，并且能够在实际开发中灵活地运用Makefile来实现不同的编译需求。希望本文对你有所帮助！

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